理化实验楼排风系统电控设计

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1、理化实验楼排风系统电控设计摘要：本系统设计符合：系统设计简单、原器件少、控制简单、操作方便、维护量小，达到工艺要求的控制功能。本系统的节能效果及控制效果的关键在于合理选择分压电阻，分压电阻可根据系统调试时进行最佳效果选择。关键词：排风系统变频器变频调速电气控制1．引言建工学院理化实验楼是学生学习实践的重要场所，其中有机化学、高分子化学、无机及分析、化工原理、物理化学、普通化学、环境测试、微生物等实验室涉及有毒有害物质；其排风系统性能的好坏是关系到实验环境安全，实验人员的身体健康保障的重要一环。为保障各实验室排风效果达标，除在风机造型；风管、排风口及排风口的开启设备设计上蒲足要求

2、。在电气控制系统设计上要在系统安全稳定、低耗、易操作等功能方面进行考虑设计。下面就电控系统的电路设计，风机的风量控制等功能的实现进行探讨。2．排风系统的工艺要求理化实验楼根据要求设计25个排风主管道系统；每个实验室根据实验点的多少，安排相煎的排风口，通过相应管道连接最近的主管道。每个实验点的风口用电动蝶阀控制其启闭。排风系统要求能在任一排风口打开时，其相应主排风口的风机能自动运行，并能根据其排风口开启多少，调节排风机风量的大小；如果相应主排风管道的排风口全部关闭，其排风机应能自动关闭。3．电气控制系统方案的设计．1．排风机调速控制器的选择随着工业的发展，能源的紧缺、电力资源在国

3、民经济活动的重要性日渐显著，节能降耗是每个电气设计者的责任。如何设计一个既符合工艺要求，又能有效地使用电能；使操作简单、系统可靠的电路，其风量控制电路是最重要的一环。根据当前变频技术的提高，交流电动机的广泛使用，交流变频调速技术是当今节电，改善工艺流程，以提高产品选题和改进环境、推动技术进步的一种主要手段。而变频调速的核心设备是变频器，变频器与电动机的控制配合构成了变频调速系统。我国的电动机用电量占全国发电量的60%-70%，风机水泵设备年耗电量大约占全国电力消耗的三分之一。造成这种状况的主要原因是：风机、水泵等设备的传统调速方法是通过调节入口或出口挡板，阀门开度来调节给风量和

4、给水量，其输入功率大，大量能源消耗在挡板、阀门的载流过程中。由于风机水泵类大多为平方转矩负载，轴功率与转速成立方关系，所以当风机水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此节能潜力非常大，采用变频器来调节流量，其节电率为20%-50%，效益显著。由于变频技术的成熟，变频器的性能稳定、操作简单，具有全方位的软硬件保护、体积小、安装简易、节电效果显著。故采用变频器作为控制风机风量的电控器件。．2变频器控制电路的实现常用变频器的配线图如：控制变频器调速有两种方式；一种是模拟量控制调速；一种是多功能输入端子选择；模拟量控制是给0-10V直流电压；变频器根据给定电压大小进行无板调速；另一种

5、多功能输入端子选择即根据三个多功能端子的开关组合，共可组成7段速度。7段速度可在编程时事先预量。由于排风系统的管道设计是根据建筑物及排风走向设计的，其某一排风机所关联的排风口多少不一样，有的一个交流多达11个排风口，并且根据要求，先打开的风口是任意的；如果11个排风口的系统它的打开组合多达2048种，要对其编程控制也是不可能的；故根据变频器模拟量控制原理，利用电压和电阻的关系达到控制转速的大小。6个排风口的排风系统控制原理图如：．3．控制电路说明K1、K2、K3、K4、K5、K6是来自排风口蝶阀的反馈信号，设计转开关是为了在调试系统时，全速运行风机状况及变频工作状态；在检修时可

6、检查系统状态。平时工作时应转到蝶阀控制状态。4．系统功能验证以六速变频控制原理图来验证电路的控制功能是否达到设计要求。FWD1DCM是变频器运行或停止的端子，当两端子闭合则变频器工作，两端打开则变频器停止运行；从原理图可知，当任蝶阀打开，其反馈信号接通相应中间继电器线包；使其触点闭合，启动变频器工作，此时其变频器速度控制端子AVI、ACM上的直流电压通过其分压电阻产生相应的电压，则变频器输出相应的工作频率，使其风机工作在相应的功率上。如果六个排门口全部打开，其六个串联电阻全部短路，变频器将全速运行；当排风口全部关闭时，六个中间继电器全部失电，则KA线包没有电压，则KV继电器触点

7、打开，变频器作停止工作。5．系统原器件选择及要求．1．变频器的选择风机水泵类负载是典型的平方转距负载，低速下负载是非常小，并与转速平方成正比；通用变频器与标准电动机的组合最合适。这类负载对变频器的性能要求不高；只要求其经济性和可靠性；现国内有专门为风机水泵类设计的变频器，一般应选此类型变频器。．2．分压电阻的选择分压电阻作为控制输入信号，其性能要求阻值稳定，满足功率，且长期工作性能好，其阻值选择应考虑其供电电源的功率和控制端的内阻；应使其阻值合理，不应太小使其供电电源超负荷；而选择过大，使控