一種基于工頻電機的鼓風機變頻控制裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于工頻電機的鼓風機的變頻控制裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的鼓風機采用的都是強制鼓風，鼓風機的電機始終處于一種同頻率下高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，借助于連桿機構(gòu)來調(diào)整設(shè)備上風門開度大小，也即是通過進口閥調(diào)節(jié)風量;采用這種調(diào)節(jié)風量的方式，使得鼓風機的電機以額定的轉(zhuǎn)動速率運行，造成能源的浪費和經(jīng)濟上的損失。漸漸地，人們采用了變頻控制鼓風機的電機轉(zhuǎn)速，然而通過直接增加變頻器容易造成電機發(fā)熱量增加、諧波干擾等不利影響。因而，研究一種既能調(diào)節(jié)鼓風機電機運行頻率，又能避免鼓風機電機發(fā)熱量增加和喘振的鼓風機控制裝置具有重要的研究意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中鼓風機的電機存在上述不足，本發(fā)明的目的在于:提供一種基于工頻電機的鼓風機變頻控制裝置及其控制方法，其具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、自動化程度高、有效降低變頻器電機發(fā)熱量、達到自動調(diào)節(jié)以實現(xiàn)節(jié)能的目的等優(yōu)點，還通過合理控制調(diào)節(jié)變頻器的頻率，避免了頻率過高造成能源浪費或者頻率過低造成鼓風機喘振現(xiàn)象的發(fā)生。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]—種基于工頻電機的鼓風機變頻控制裝置，該鼓風機變頻控制裝置包括工頻電機、變頻器、控制器和通訊組件;其中，變頻器與工頻電機通過電線相連接，控制器通過通訊組件與變頻器控制連接;控制器包括存儲單元、比較單元、報警單元、PLC控制單元和檢測單元;該存儲單元與檢測單元分別連接至比較單元，比較單元和報警單元分別連接至PLC控制單元;在變頻器與工頻電機之間還設(shè)置有電抗器;該存儲單元內(nèi)設(shè)置有鼓風機出口總風量調(diào)節(jié)區(qū)間預設(shè)值、風量下降變化率預設(shè)值和電機電流上限預設(shè)值，其中風量下降變化值為實時風量與風量下降變化率預設(shè)值之積;檢測單元與工頻電機相連接，并將檢測得到工頻電機的實測頻率值和實測電流值、鼓風機出口總風量值、風量下降變化率預設(shè)值反饋至比較單元，比較單元將實測頻率與存儲單元的預設(shè)值進行比較并將比較結(jié)果反饋至PLC控制單元，PLC控制單元根據(jù)比較的結(jié)果通過通訊組件控制變頻器的運行狀態(tài)。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述鼓風機變頻控制裝置還包括設(shè)置在鼓風機控制箱，該鼓風機控制箱上還設(shè)置有壓力控制器和連鎖開關(guān)。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，該鼓風機變頻控制裝置的鼓風機數(shù)量至少為3臺，并且所有鼓風機正常運行狀態(tài)下氣量總風量至少為22000m3/h，該變頻器的頻率變化范圍為 45.2-50Ηζ。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，電機電流上限預設(shè)值至少為290A;該通訊組件為CAN總線或者LIN總線，該報警裝置為揚聲器或者燈光閃爍器;該鼓風機變頻控制裝置還包括無線通信組件，所述無線通信組件通過無線網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控鼓風機的運行狀態(tài)并將其反饋至操作間。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，該控制器還包括與PLC控制單元相連接的顯示單元;該PLC控制單元還設(shè)置有計時單元，該計時單元用于設(shè)定時間間隔，PLC控制單元根據(jù)該時間間隔周期性地將上述比較結(jié)果分別繪制成圖形，并通過存儲單元將其存儲和顯示單元將其顯示。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，該鼓風機變頻控制裝置還包括溫度傳感器，該溫度傳感器設(shè)置于工頻電機上，并且與檢測單元數(shù)據(jù)信號連接，該存儲單元還設(shè)置有溫度預設(shè)值，當檢測單元接收到溫度傳感器檢測得到的實測溫度值超過溫度預設(shè)值時，報警單元發(fā)出報警提示音。
[0011 ]本發(fā)明上述基于工頻電機的鼓風機變頻控制裝置的控制方法包括如下步驟:
[0012]1)預設(shè)值的設(shè)定:將存儲單元的鼓風機出口總風量調(diào)節(jié)區(qū)間預設(shè)值中總風量的下限值設(shè)置為20000-21000m3/h中任一個值，正常運行時總風量上限值設(shè)置為22000-26000m3/h中任一個值;將風量下降變化率預設(shè)值設(shè)置為0.05，其中風量下降變化值為實時風量與風量下降變化率預設(shè)值之積;將電機電流上限預設(shè)值設(shè)置為290-300A中任一個值;將變頻器頻率調(diào)節(jié)幅值設(shè)置為0.2-lHz中任一個值；
[0013]2)啟動運行:保持鼓風機變頻控制裝置的進口閥門開度為25-35%，將變頻器的啟動頻率設(shè)置為48-50HZ中的任一個值，啟動變頻器;逐步增大上述進口閥門開度值100 %，同時在保證鼓風機總風量在預設(shè)范圍內(nèi)的情況下通過變頻器逐步降低工頻電機的運行頻率，并且最低頻率不得低于45.2Hz ;在運行過程中，當檢測單元檢測得到實測鼓風機總風量的氣量低于所述總風量的下限值時逐步提高頻率，每次頻率增長值為0.5Hz ;當實測總風量的氣量高于所述總風量的上限值時逐步降低頻率，每次頻率減少值為0.5Hz，并且最低頻率不得低于45.2Hz ;當檢測單元檢測到實測風量下降變化率超過風量下降變化率預設(shè)值時，逐步升頻，每次頻率增長值為0.5Hz ;當檢測單元檢測得到實測電流超過電機電流上限預設(shè)值時，逐步降頻，每次頻率減少值為0.5Hz ;當檢測單元檢測得到鼓風機的實測總風量過低時，報警單元發(fā)出報警并停止鼓風機工作；
[0014]3)停止運行:待鼓風機的鼓風量達到預設(shè)要求時停止鼓風機變頻控制裝置的運行，其中首先將進口閥門開度關(guān)閉至25-35 %，再停止變頻器。
[0015]作為上述方案的進一步改進，當實測風量值處于總風量的所述下限值與上限值之間時，還能通過手動輸入頻率進行氣量調(diào)整。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)中的鼓風機電機控制技術(shù)相比，采用本發(fā)明的基于工頻電機的鼓風機變頻控制裝置及其控制方法具有如下優(yōu)點:
[0017](1)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理，自動化程度大大提高，不僅解決了浪費能源的問題，還有效解決了鼓風機電機喘振現(xiàn)象的發(fā)生。
[0018](2)通過采用氣量區(qū)間、氣量變化率、電流限幅三重控制，有效確保了對電機頻率自動化控制，運行可靠性較高;在自動控制的同時具備手動調(diào)節(jié)功能，控制方式更為靈活。
[0019](3)可根據(jù)實際參數(shù)對控制裝置進行合理設(shè)置，在應(yīng)用中具有廣泛的應(yīng)用空間，當超過預設(shè)值時，通過報警裝置的提醒，安全性也較高。
【附圖說明】
[0020]附圖1為本發(fā)明基于工頻電機的鼓風機變頻控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖2為本發(fā)明基于工頻電機的鼓風機變頻控制裝置的工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖1-2對本發(fā)明基于工頻電機的鼓風機變頻控制裝置及其控制方法作以詳細說明。
[0023]—種基于工頻電機的鼓風機變頻控制裝置，該鼓風機變頻控制裝置包括工頻電機
1、變頻器2、控制器和通訊組件;其中，變頻器2與工頻電機1通過電線相連接，控制器通過通訊組件與變頻器控制連接;控制器包括存儲單元3、比較單元4、報警單元5、PLC控制單元6和檢測單元7;該存儲單元與檢測單元分別連接至比較單元，比較單元和報警單元分別連接至PLC控制單元;在變頻器與工頻電機之間還設(shè)置有電抗器8;該存儲單元內(nèi)設(shè)置有鼓風機出口總風量調(diào)節(jié)區(qū)間預設(shè)值、風量下降變化率預設(shè)值和電機電流上限預設(shè)值，其中風量下降變化值為實時風量與風量下降變化率預設(shè)值之積;檢測單元與工頻電機相連接，并將檢測得到工頻電機的實測頻率值和實測電流值、鼓風機出口總風量值、風量下降變化率預設(shè)值反饋至比較單元，比較單元將實測頻率與存儲單元的預設(shè)值進行比較并將比較結(jié)果反饋至PLC控制單元，PLC控制單元根據(jù)比較的結(jié)果通過通訊組件控制變頻器的運行狀態(tài)。所述鼓風機變頻控制裝置還包括設(shè)置在鼓風機控制箱，該鼓風機控制箱上還設(shè)置有壓力控制器和連鎖開關(guān)。該鼓風機變頻控制裝置的鼓風機數(shù)量至少為3臺，并且所有鼓風機正常運行狀態(tài)下氣量總風量至少為22000m3/h，該變頻器的頻率變化范圍為45.2-50HZ。電機電流上限預設(shè)值至少為290A;該通訊組件為CAN總線或者LIN總線，該報警裝置為揚聲器或者燈光閃爍器;該鼓風機變頻控制裝置還包括無線通信組件，所述無線通信組件通過無線網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控鼓風機的運行狀態(tài)并將其反饋至操作間。該控制器還包括與PLC控制單元相連接的顯示單元9;該PLC控制單元還設(shè)置有計時單元，該計時單元用于設(shè)定時間間隔，PLC控