我國的電動(dòng)機(jī)用電量占全國發(fā)電量的60%70%，風(fēng)機(jī)水泵設(shè)備年耗電量大約占全國電力消耗的1/3.造成這種狀況的主要原因是：風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備的傳統(tǒng)調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口擋板、閥門開啟度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，大量能源消耗在擋板、閥門的載流過程中。由于風(fēng)機(jī)水泵類大多為平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，軸功率與轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，所以當(dāng)風(fēng)機(jī)水泵轉(zhuǎn)速下降時(shí)，消耗的功率也大大下降，因此節(jié)能潛力非常大，采用變頻器來調(diào)節(jié)流量，其節(jié)電率為20%50%，效益顯著。
由于變頻技術(shù)的成熟，變頻器的性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單，具有全方位的軟硬件保護(hù)、體積小、安裝簡(jiǎn)易、節(jié)電效果顯著，故采用變頻器作為控制風(fēng)機(jī)風(fēng)量的電控器件。
變頻器控制電路的實(shí)現(xiàn)常用變頻器的配線圖，如所示?？刂谱冾l器調(diào)速有兩種方式：模擬量控制調(diào)速和多功能輸入端子選擇。模擬量控制是給010V直流電壓，變頻器根據(jù)給定電壓大小進(jìn)行無極調(diào)速；多功能輸入端子選擇即根據(jù)3個(gè)多功能端子的開關(guān)組合，共可組成7段速度并可在編程時(shí)事先設(shè)定。
由于排風(fēng)系統(tǒng)的管道設(shè)計(jì)是根據(jù)建筑物及排風(fēng)走向設(shè)計(jì)的，其某一排風(fēng)機(jī)所關(guān)聯(lián)的排風(fēng)口的數(shù)量多少不一樣，有的風(fēng)機(jī)多達(dá)11個(gè)排風(fēng)口，并且根據(jù)要求，先打開的風(fēng)口是任意的；如果11個(gè)排風(fēng)口的系統(tǒng)，它的打開組合多達(dá)2048種，要對(duì)其編程控制較為困難，故根據(jù)變頻器模擬量控制原理，利用電壓和電阻的關(guān)系達(dá)到控制轉(zhuǎn)速的大小。6個(gè)排風(fēng)口的排風(fēng)系統(tǒng)控制原理圖。
控制電路說明K1、K2、K3、K4、K5、K6是來自排風(fēng)口蝶閥的反饋信號(hào)，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)開關(guān)是為了在調(diào)試系統(tǒng)時(shí)，全速運(yùn)行風(fēng)機(jī)狀況及變頻工作狀態(tài)，在檢修時(shí)可檢查系統(tǒng)狀態(tài)，平時(shí)工作時(shí)應(yīng)轉(zhuǎn)到蝶閥控制狀態(tài)。
系統(tǒng)功能驗(yàn)證以6速變頻控制原理圖來驗(yàn)證電路的控制功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
FWD1DCM是變頻器運(yùn)行或停止的端子，當(dāng)兩端子閉合則變頻器工作，兩端打開則變頻器停止運(yùn)行；從a可知，當(dāng)任-蝶閥打開，其反饋信號(hào)接通相應(yīng)中間繼電器線包；使其觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)變頻器工作，此時(shí)其變頻器速度控制端子AVI、ACM上的直流電壓通過其分壓電阻產(chǎn)生相應(yīng)的電壓，則變頻器輸出相應(yīng)的工作頻率，使其風(fēng)機(jī)工作在相應(yīng)的功率上。
如果6個(gè)排風(fēng)口全部打開，其6個(gè)串聯(lián)電阻全部短路，變頻器將全速運(yùn)行；當(dāng)排風(fēng)口全部關(guān)閉時(shí)，6個(gè)中間繼電器全部失電，則KA線包沒有電壓，KZ繼電器觸點(diǎn)打開，變頻器停止工作。
變頻器的選擇風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載是典型的平方轉(zhuǎn)距負(fù)載，低速下負(fù)載較小，并與轉(zhuǎn)速平方成正比；通用變頻器與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的組合最合適。這類負(fù)載對(duì)變頻器的性能要求不高，只要求其經(jīng)濟(jì)性和可靠性?，F(xiàn)國內(nèi)有專門為風(fēng)機(jī)水泵類設(shè)計(jì)的變頻器，一般應(yīng)選此類型變頻器。分壓電阻的選擇分壓電阻作為控制輸入信號(hào)，其性能要求阻值穩(wěn)定，滿足功率，且長期工作性能好，阻值選擇應(yīng)考慮其供電電源的功率和控制端的內(nèi)阻，應(yīng)使其阻值合理，不應(yīng)太小使供電電源超負(fù)荷；而選擇過大，使控制端內(nèi)阻影響其控制精度<3>。
控制柜的布線要求變頻器控制輸入端AVI、ACM為模擬量輸入端，直流電壓要求較高，為避免柜內(nèi)交流電源的干擾，凡與其相聯(lián)的線路應(yīng)選用屏蔽線，并且應(yīng)使連線盡可能短。
變頻器的輸出電源與電機(jī)連接的電源線應(yīng)盡可能短，一般應(yīng)小于50m；否則電纜寄生電容過大，易導(dǎo)致變頻器功率開關(guān)器件開斷瞬間產(chǎn)生過大尖峰電流，可能損壞功率逆變模塊<4>。
結(jié)束通過上述討論，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合：系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、原器件少、控制簡(jiǎn)單、操作方便、維護(hù)量小，達(dá)到工藝要求的控制功能。本系統(tǒng)的節(jié)能效果及控制效果的關(guān)鍵在于合理選擇分壓電阻，分壓電阻可根據(jù)系統(tǒng)調(diào)試時(shí)進(jìn)行最佳效果選擇。
由于變頻技術(shù)的成熟，變頻器的性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單，具有全方位的軟硬件保護(hù)、體積小、安裝簡(jiǎn)易、節(jié)電效果顯著，故采用變頻器作為控制風(fēng)機(jī)風(fēng)量的電控器件。
變頻器控制電路的實(shí)現(xiàn)常用變頻器的配線圖，如所示?？刂谱冾l器調(diào)速有兩種方式：模擬量控制調(diào)速和多功能輸入端子選擇。模擬量控制是給010V直流電壓，變頻器根據(jù)給定電壓大小進(jìn)行無極調(diào)速；多功能輸入端子選擇即根據(jù)3個(gè)多功能端子的開關(guān)組合，共可組成7段速度并可在編程時(shí)事先設(shè)定。
由于排風(fēng)系統(tǒng)的管道設(shè)計(jì)是根據(jù)建筑物及排風(fēng)走向設(shè)計(jì)的，其某一排風(fēng)機(jī)所關(guān)聯(lián)的排風(fēng)口的數(shù)量多少不一樣，有的風(fēng)機(jī)多達(dá)11個(gè)排風(fēng)口，并且根據(jù)要求，先打開的風(fēng)口是任意的；如果11個(gè)排風(fēng)口的系統(tǒng)，它的打開組合多達(dá)2048種，要對(duì)其編程控制較為困難，故根據(jù)變頻器模擬量控制原理，利用電壓和電阻的關(guān)系達(dá)到控制轉(zhuǎn)速的大小。6個(gè)排風(fēng)口的排風(fēng)系統(tǒng)控制原理圖。
控制電路說明K1、K2、K3、K4、K5、K6是來自排風(fēng)口蝶閥的反饋信號(hào)，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)開關(guān)是為了在調(diào)試系統(tǒng)時(shí)，全速運(yùn)行風(fēng)機(jī)狀況及變頻工作狀態(tài)，在檢修時(shí)可檢查系統(tǒng)狀態(tài)，平時(shí)工作時(shí)應(yīng)轉(zhuǎn)到蝶閥控制狀態(tài)。
系統(tǒng)功能驗(yàn)證以6速變頻控制原理圖來驗(yàn)證電路的控制功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
FWD1DCM是變頻器運(yùn)行或停止的端子，當(dāng)兩端子閉合則變頻器工作，兩端打開則變頻器停止運(yùn)行；從a可知，當(dāng)任-蝶閥打開，其反饋信號(hào)接通相應(yīng)中間繼電器線包；使其觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)變頻器工作，此時(shí)其變頻器速度控制端子AVI、ACM上的直流電壓通過其分壓電阻產(chǎn)生相應(yīng)的電壓，則變頻器輸出相應(yīng)的工作頻率，使其風(fēng)機(jī)工作在相應(yīng)的功率上。
如果6個(gè)排風(fēng)口全部打開，其6個(gè)串聯(lián)電阻全部短路，變頻器將全速運(yùn)行；當(dāng)排風(fēng)口全部關(guān)閉時(shí)，6個(gè)中間繼電器全部失電，則KA線包沒有電壓，KZ繼電器觸點(diǎn)打開，變頻器停止工作。
變頻器的選擇風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載是典型的平方轉(zhuǎn)距負(fù)載，低速下負(fù)載較小，并與轉(zhuǎn)速平方成正比；通用變頻器與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的組合最合適。這類負(fù)載對(duì)變頻器的性能要求不高，只要求其經(jīng)濟(jì)性和可靠性?，F(xiàn)國內(nèi)有專門為風(fēng)機(jī)水泵類設(shè)計(jì)的變頻器，一般應(yīng)選此類型變頻器。分壓電阻的選擇分壓電阻作為控制輸入信號(hào)，其性能要求阻值穩(wěn)定，滿足功率，且長期工作性能好，阻值選擇應(yīng)考慮其供電電源的功率和控制端的內(nèi)阻，應(yīng)使其阻值合理，不應(yīng)太小使供電電源超負(fù)荷；而選擇過大，使控制端內(nèi)阻影響其控制精度<3>。
控制柜的布線要求變頻器控制輸入端AVI、ACM為模擬量輸入端，直流電壓要求較高，為避免柜內(nèi)交流電源的干擾，凡與其相聯(lián)的線路應(yīng)選用屏蔽線，并且應(yīng)使連線盡可能短。
變頻器的輸出電源與電機(jī)連接的電源線應(yīng)盡可能短，一般應(yīng)小于50m；否則電纜寄生電容過大，易導(dǎo)致變頻器功率開關(guān)器件開斷瞬間產(chǎn)生過大尖峰電流，可能損壞功率逆變模塊<4>。
結(jié)束通過上述討論，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合：系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、原器件少、控制簡(jiǎn)單、操作方便、維護(hù)量小，達(dá)到工藝要求的控制功能。本系統(tǒng)的節(jié)能效果及控制效果的關(guān)鍵在于合理選擇分壓電阻，分壓電阻可根據(jù)系統(tǒng)調(diào)試時(shí)進(jìn)行最佳效果選擇。
