工业锅炉鼓风机变频器调速系统介绍.doc

沈阳理工大学课程设计论文 摘要 风机设备主要用于锅炉的燃烧系统、 其他设备的烘干系统、 冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调 节以适应工艺要求和运行工况。 而最常用的控制手段则是调节风门、 挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行 工况的变化则使得能量以风门、 挡板的节流损失的形式消耗掉了。 在生产过程中，不仅控制精度受到限制， 而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。 从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。为此，需要采用多项措施实现对离心风机的自动控制， 以使系统的各种性能达到合理的要求。 近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求， 加之采用 PLC和变 频器易操作、易维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点，采用基于 PLC 的变频器驱动方案开始逐步取代风门、 挡板、阀门的控制方案。 从而大大的降低生产成本，减少能量损耗和对环境的污染， 为企业带来可观的经济效益和社会效益。 关键字：锅炉； PLC；变频器 I 沈阳理工大学课程设计论文 目录 1 绪论 1 2 原理及结构设计 2 2.1 变频器工作原理 2 2.2 变频器的结构与功能 2 2.2.1 变频器的结构 2 2.2.2 变频器的控制方式 3 2.2.3 变频器的功能 4 2.3 使用变频调速的目的 5 2.4 鼓风机变频调速节能原理 6 2.5 鼓风机变频调速的主电路 6 2.6 主电路器件的选择 7 3 变频器选择及参数设置 10 3.1 变频器的控制方式 10 3.2 控制方式的合理选用 11 3.3 选型原则 12 3.4 PLC及压力传感器的选择 13 3.5 MM430变频器特性 13 3.6 电动机参数设置实例 14 4 PLC程序设计 16 结论 20 参考文献 21 II 沈阳理工大学课程设计论文 绪论 变频器是将工频电源转换成任意频率、任意电压交流电源的一种电气设备，变频器的使用主要是调整电机的功率、 实现电机的变速运行。 变频器的组成主要包括控制电路和主电路两个部分，其中主电路还包括整流器和逆变器等部件。 变频器的诞生源于交流电机对无级调速的需求， 随着晶闸管、静电感应晶体管、耐高压绝缘栅双极型晶闸管等部件的出现，电气技术有了日新月异的变化，变频器调速技术也随之发展， 特别脉宽调制变压变频调速技术更是让变频器登上了新的台阶。变频器的工频电源一般是 50Hz或60Hz，无论是在家用领域或生产领域，工频电源的频率和电压都是恒定不变的。 以工频电源工作的电机在调速时可能会造成功率的下降， 而通过变频器的调整， 电机在调速时就可以减少功率损失。 变频器的种类繁多， 按照变频器的用途不同可以分为通用变频器、 高性能专用变频器、高频变频器、 单相变频器和三相变频器等； 按照变频器工作原理分类可分 为 V/f 控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等。 变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。 20世纪 60年代以后，电力 电子器件经历了 SCR(晶闸管 )、GTO(门极可关断晶闸管 )、 BJT(双极型功率晶体 管 )、MOSFET( 金属氧化物场效应管 )、SIT( 静电感应晶体管 )、 SITH( 静电感应晶闸管 )、MGT(MOS 控制晶体管 )、MCT(MOS 控制晶闸管 )、IGBT( 绝缘栅双极型晶体管 )、HVIGBT( 耐高压绝缘栅双极型晶闸管 )的发展过程，器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。 20世纪 70年代开始，脉宽调制变压变频 (PWM － VVVF) 调速研究引起了人们的高度重视。 20世纪 80年代，作为变频技术核心的 PWM 模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形 波 PWM 模式效果最佳。 20世纪 80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的 VVVF 变频器已投入市场并获得了广泛应用。 1 沈阳理工大学课程设计论文 原理及结构设计 2.1 变频器工作原理 变频器就是把工频电源 (50Hz 或 60Hz) 变换成各种频率的交流电源，以实 现电机的变速运行的设备。 而这其中控制电路完成对主电路的控制， 整流电路将 交流电变换成直流电， 直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波， 逆变电路 将直流电再逆成交流电（及核心控制电路实现：交 - 直- 交的过程）。而变频技术 是应交流电机无级调速的需要而诞生的。而其工作原理用公式来表达的话便是： n＝60 f(1 －s)/p （ 2.1 ） 式中 n———异步电动机的转速； f ———异步电动机的频率； s———电动 机转差率； p———电动机极对数。由式 (2.1) 可知，转速 n 与频率 f