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，达到工艺要求之控制功能。阳光电子学校维修专家分析认为：本系统之节能效果及控制效果之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 佳效果选择。阳光电子学校维修专家分析认为：
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之重要场所，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；其排风系统性能之好坏是关系到实验环境安全，实验人员之身体健康保障之重要一环。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　为保障各实验室排风效果达标，除在风机造型；风管、排风口及排风口之开启设备设计上蒲足要求。阳光电子学校维修专家分析认为：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。阳光电子学校维修专家分析认为：

下面就电控系统之电路设计，风机之风量控制等功能之实现进行探讨。阳光电子学校维修专家分析认为：

2．排风系统之工艺要求

　　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之多少，介绍相煎之排风口，通过相应管道连接 近之主管道。阳光电子学校维修专家分析认为：每个实验点之风口用电动蝶阀控制其启闭。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　排风系统要求能在任一排风口打开时，其相应主排风口之风机能自动运行，并能根据其排风口开启多少，调节排风机风量之大小；如果相应主排风管道之排风口全部关闭，其排风机应能自动关闭。阳光电子学校维修专家分析认为：

3．电气控制系统方案之设计

3．1．排风机调速控制器之选择

　　随着工业之发展，能源之紧缺、电力资源在国民经济活动之重要性日渐显著，节能降耗是每个电气设计者之责任。阳光电子学校维修专家分析认为：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、系统可靠之电路，其风量控制电路是 重要之一环。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　根据当前变频技术之提高，交流电动机之广泛使用，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、推动技术进步之一种主要手段。阳光电子学校维修专家分析认为：而变频调速之核心设备是变频器，变频器与电动机之控制配合构成了变频调速系统。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　我国之电动机用电量占全国发电量之60%-70%，风机水泵设备年耗电量大约占全国电力消耗之三分之一。阳光电子学校维修专家分析认为：造成这种状况之主要原因是：风机、水泵等设备之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给水量，其输入功率大，大量能源消耗在挡板、阀门之载流过程中。阳光电子学校维修专家分析认为：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，消耗之功率也大大下降，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。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　由于变频技术之成熟，变频器之性能稳定、操作简单，具有全方位之软硬件保护、体积小、安装简易、节电效果显著。阳光电子学校维修专家分析认为：故采用变频器作为控制风机风量之电控器件。阳光电子学校维修专家分析认为：

3．2变频器控制电路之实现

　　常用变频器之配线图如：（后附图1）

　　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；另一种多功能输入端子选择即根据三个多功能端子之开关组合，共可组成7段速度。阳光电子学校维修专家分析认为：7段速度可在编程时事先预量。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　由于排风系统之管道设计是根据建筑物及排风走向设计之，其某一排风机所关联之排风口多少不一样，有之一个交流多达11个排风口，并且根据要求，先打开之风口是任意之；如果11个排风口之系统它之打开组合多达2048种，要对其编程控制也是不湖南阳光电子学校维修专家认为：也许之；故根据变频器模拟量控制原理，利用电压和电阻之关系达到控制转速之大小。阳光电子学校维修专家分析认为：6个排风口之排风系统控制原理图如：（后附图2）

3．3．控制电路说明

　　K1、K2、K3、K4、K5、K6是来自排风口蝶阀之反馈信号，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；在检修时可检查系统状态。阳光电子学校维修专家分析认为：平时工作时应转到蝶阀控制状态。阳光电子学校维修专家分析认为：

4．系统功能验证

　　以六速变频控制原理图来验证电路之控制功能是否达到设计要求。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　FWD 1DCM是变频器运行或停止之端子，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；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上之直流电压通过其分压电阻产生相应之电压，则变频器输出相应之工作频率，使其风机工作在相应之功率上。阳光电子学校维修专家分析认为：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线没有电压，则KV继电器触点打开，变频器作停止工作。阳光电子学校维修专家分析认为：

5．系统原器件选择及要求

5．1．变频器之选择

　　风机水泵类负载是典型之平方转距负载，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之组合 合适。阳光电子学校维修专家分析认为：这类负载对变频器之性能要求不高；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之变频器，一般应选此类型变频器。阳光电子学校维修专家分析认为：

5．2．分压电阻之选择

　　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之功率和控制端之内阻；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，使控制端内阻影响其控制精度。阳光电子学校维修专家分析认为：

5．3．控制柜之布线要求

　　变频器控制输入端AVI、ACM为模拟量输入端，其直流电压要求高，为避免柜内之交流电源之干扰，凡与其相联之线路应选用屏蔽线，并且应使其连线尽湖南阳光电子学校维修专家认为：也许短。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　变频器之输出电源与电机连接之电源线应尽湖南阳光电子学校维修专家认为：也许之短，一般应小于50米；否则电缆寄生电容过大，易导致变频器功率开关器件开断瞬间产生过大尖峰电流，湖南阳光电子学校维修专家认为：也许损坏功率逆变模块。阳光电子学校维修专家分析认为：

6．结束语

　　通过上述讨论，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

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