一种基于工频电机的鼓风机变频控制装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种基于工频电机的鼓风机的变频控制装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]传统的鼓风机采用的都是强制鼓风，鼓风机的电机始终处于一种同频率下高速运转状态，借助于连杆机构来调整设备上风门开度大小，也即是通过进口阀调节风量;采用这种调节风量的方式，使得鼓风机的电机以额定的转动速率运行，造成能源的浪费和经济上的损失。渐渐地，人们采用了变频控制鼓风机的电机转速，然而通过直接增加变频器容易造成电机发热量增加、谐波干扰等不利影响。因而，研究一种既能调节鼓风机电机运行频率，又能避免鼓风机电机发热量增加和喘振的鼓风机控制装置具有重要的研究意义。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中鼓风机的电机存在上述不足，本发明的目的在于:提供一种基于工频电机的鼓风机变频控制装置及其控制方法，其具有结构简单、设计合理、自动化程度高、有效降低变频器电机发热量、达到自动调节以实现节能的目的等优点，还通过合理控制调节变频器的频率，避免了频率过高造成能源浪费或者频率过低造成鼓风机喘振现象的发生。
[0004]为了达到上述目的，本发明通过如下技术方案实现:
[0005]—种基于工频电机的鼓风机变频控制装置，该鼓风机变频控制装置包括工频电机、变频器、控制器和通讯组件;其中，变频器与工频电机通过电线相连接，控制器通过通讯组件与变频器控制连接;控制器包括存储单元、比较单元、报警单元、PLC控制单元和检测单元;该存储单元与检测单元分别连接至比较单元，比较单元和报警单元分别连接至PLC控制单元;在变频器与工频电机之间还设置有电抗器;该存储单元内设置有鼓风机出口总风量调节区间预设值、风量下降变化率预设值和电机电流上限预设值，其中风量下降变化值为实时风量与风量下降变化率预设值之积;检测单元与工频电机相连接，并将检测得到工频电机的实测频率值和实测电流值、鼓风机出口总风量值、风量下降变化率预设值反馈至比较单元，比较单元将实测频率与存储单元的预设值进行比较并将比较结果反馈至PLC控制单元，PLC控制单元根据比较的结果通过通讯组件控制变频器的运行状态。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进，所述鼓风机变频控制装置还包括设置在鼓风机控制箱，该鼓风机控制箱上还设置有压力控制器和连锁开关。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进，该鼓风机变频控制装置的鼓风机数量至少为3台，并且所有鼓风机正常运行状态下气量总风量至少为22000m3/h，该变频器的频率变化范围为 45.2-50Ηζ。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，电机电流上限预设值至少为290A;该通讯组件为CAN总线或者LIN总线，该报警装置为扬声器或者灯光闪烁器;该鼓风机变频控制装置还包括无线通信组件，所述无线通信组件通过无线网络实时监控鼓风机的运行状态并将其反馈至操作间。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，该控制器还包括与PLC控制单元相连接的显示单元;该PLC控制单元还设置有计时单元，该计时单元用于设定时间间隔，PLC控制单元根据该时间间隔周期性地将上述比较结果分别绘制成图形，并通过存储单元将其存储和显示单元将其显示。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，该鼓风机变频控制装置还包括温度传感器，该温度传感器设置于工频电机上，并且与检测单元数据信号连接，该存储单元还设置有温度预设值，当检测单元接收到温度传感器检测得到的实测温度值超过温度预设值时，报警单元发出报警提示音。
[0011 ]本发明上述基于工频电机的鼓风机变频控制装置的控制方法包括如下步骤:
[0012]1)预设值的设定:将存储单元的鼓风机出口总风量调节区间预设值中总风量的下限值设置为20000-21000m3/h中任一个值，正常运行时总风量上限值设置为22000-26000m3/h中任一个值;将风量下降变化率预设值设置为0.05，其中风量下降变化值为实时风量与风量下降变化率预设值之积;将电机电流上限预设值设置为290-300A中任一个值;将变频器频率调节幅值设置为0.2-lHz中任一个值；
[0013]2)启动运行:保持鼓风机变频控制装置的进口阀门开度为25-35%，将变频器的启动频率设置为48-50HZ中的任一个值，启动变频器;逐步增大上述进口阀门开度值100 %，同时在保证鼓风机总风量在预设范围内的情况下通过变频器逐步降低工频电机的运行频率，并且最低频率不得低于45.2Hz ;在运行过程中，当检测单元检测得到实测鼓风机总风量的气量低于所述总风量的下限值时逐步提高频率，每次频率增长值为0.5Hz ;当实测总风量的气量高于所述总风量的上限值时逐步降低频率，每次频率减少值为0.5Hz，并且最低频率不得低于45.2Hz ;当检测单元检测到实测风量下降变化率超过风量下降变化率预设值时，逐步升频，每次频率增长值为0.5Hz ;当检测单元检测得到实测电流超过电机电流上限预设值时，逐步降频，每次频率减少值为0.5Hz ;当检测单元检测得到鼓风机的实测总风量过低时，报警单元发出报警并停止鼓风机工作；
[0014]3)停止运行:待鼓风机的鼓风量达到预设要求时停止鼓风机变频控制装置的运行，其中首先将进口阀门开度关闭至25-35 %，再停止变频器。
[0015]作为上述方案的进一步改进，当实测风量值处于总风量的所述下限值与上限值之间时，还能通过手动输入频率进行气量调整。
[0016]与现有技术中的鼓风机电机控制技术相比，采用本发明的基于工频电机的鼓风机变频控制装置及其控制方法具有如下优点:
[0017](1)结构简单、设计合理，自动化程度大大提高，不仅解决了浪费能源的问题，还有效解决了鼓风机电机喘振现象的发生。
[0018](2)通过采用气量区间、气量变化率、电流限幅三重控制，有效确保了对电机频率自动化控制，运行可靠性较高;在自动控制的同时具备手动调节功能，控制方式更为灵活。
[0019](3)可根据实际参数对控制装置进行合理设置，在应用中具有广泛的应用空间，当超过预设值时，通过报警装置的提醒，安全性也较高。
【附图说明】
[0020]附图1为本发明基于工频电机的鼓风机变频控制装置的结构示意图。
[0021]附图2为本发明基于工频电机的鼓风机变频控制装置的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图1-2对本发明基于工频电机的鼓风机变频控制装置及其控制方法作以详细说明。
[0023]—种基于工频电机的鼓风机变频控制装置，该鼓风机变频控制装置包括工频电机
1、变频器2、控制器和通讯组件;其中，变频器2与工频电机1通过电线相连接，控制器通过通讯组件与变频器控制连接;控制器包括存储单元3、比较单元4、报警单元5、PLC控制单元6和检测单元7;该存储单元与检测单元分别连接至比较单元，比较单元和报警单元分别连接至PLC控制单元;在变频器与工频电机之间还设置有电抗器8;该存储单元内设置有鼓风机出口总风量调节区间预设值、风量下降变化率预设值和电机电流上限预设值，其中风量下降变化值为实时风量与风量下降变化率预设值之积;检测单元与工频电机相连接，并将检测得到工频电机的实测频率值和实测电流值、鼓风机出口总风量值、风量下降变化率预设值反馈至比较单元，比较单元将实测频率与存储单元的预设值进行比较并将比较结果反馈至PLC控制单元，PLC控制单元根据比较的结果通过通讯组件控制变频器的运行状态。所述鼓风机变频控制装置还包括设置在鼓风机控制箱，该鼓风机控制箱上还设置有压力控制器和连锁开关。该鼓风机变频控制装置的鼓风机数量至少为3台，并且所有鼓风机正常运行状态下气量总风量至少为22000m3/h，该变频器的频率变化范围为45.2-50HZ。电机电流上限预设值至少为290A;该通讯组件为CAN总线或者LIN总线，该报警装置为扬声器或者灯光闪烁器;该鼓风机变频控制装置还包括无线通信组件，所述无线通信组件通过无线网络实时监控鼓风机的运行状态并将其反馈至操作间。该控制器还包括与PLC控制单元相连接的显示单元9;该PLC控制单元还设置有计时单元，该计时单元用于设定时间间隔，PLC控