一种工业冷却塔风机智能驱动系统及其工作方法
【专利摘要】本发明公开了一种工业冷却塔风机智能驱动系统及其工作方法，该系统包括塔体和安装在塔体顶部的导风筒和位于导风筒内的风机，所述的风机包括永磁同步电机和安装在永磁同步电机的电机轴上的风叶；所述的永磁同步电机通过线路与变频器相连；所述的永磁同步电机上还安装有数据采集器、转速传感器、温度传感器和振动传感器；所述的转速传感器、温度传感器和振动传感器分别通过线路与数据采集器相连；所述的数据采集器、变频器分别通过通信线路与控制板相连；所述的控制板通过通信线路与PC控制系统相连；所述的数据采集器还通过通信线路与PC控制系统相连。本发明具有操作简便、节能、降噪环保、大大降低生产成本的特点。
【专利说明】—种工业冷却塔风机智能驱动系统及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工业冷却塔风机智能驱动系统及其工作方法。
【背景技术】
[0002]工业冷却塔是利用工业循环水和空气的接触和蒸发散热来降低循环水温度的工业设备。如图1所示，目前普通的工业冷却塔包括塔体1,和安装在塔体1,顶部的导风筒2'，塔体内从上至下依次安装有塔顶平台7'，收水器层8'，配水层9'和填料层11;;塔顶平台7'上安装有抽风用的传动系统，抽风用的传动系统包括减速机3'和安装在减速机轴上的风叶4'，且减速机3'和风叶4'位于导风筒2'内；减速机3'通过传动轴5'与电机6'相连；配水层9'上安装有喷嘴10'，位于填料层下方的塔体1'上开设有进风口 12 ^ ;塔体下方安装有冷却塔水池13 ^，冷却水最终落入冷却塔水池13 ^里面。 [0003]普通的工业冷却塔使用减速机3'来降低电机6'的转速，造成了传动功率的损失，且减速机3'的内部齿轮箱需要浸油循环润滑，减速机初运行300小时后必须更换润滑油，增加了人工维护成本；普通的工业冷却塔需要采用电机、传动轴、齿轮减速箱等一系列传动部件，大大增加了系统故障的机率且风机转速不可调，其智能化程度低，增加了生产成本；且减速机的噪音大，会对环境造成噪声污染。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供了一种工业冷却塔风机智能驱动系统及其工作方法，解决了普通的工业冷却塔抽风用的传动系统运行过程中存在的不足，维护方便，整个过程采用智能化完成，具有操作简便、节能的特点。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
一种工业冷却塔风机智能驱动系统，包括塔体和安装在塔体顶部的导风筒和位于导风筒内的风机，所述的风机包括永磁同步电机和安装在永磁同步电机的电机轴上的风叶；所述的永磁同步电机通过线路与变频器相连；所述的永磁同步电机上还安装有数据采集器、转速传感器、温度传感器和振动传感器；所述的转速传感器、温度传感器和振动传感器分别通过线路与数据采集器相连；所述的数据采集器、变频器分别通过通信线路与控制板相连；所述的控制板通过通信线路与PC控制系统相连；所述的数据采集器还通过通信线路与PC控制系统相连。
[0006]所述的通信线路采用RS485串口通信电路。
[0007]一种工业冷却塔风机智能驱动系统的工作方法，包括如下步骤:1)在PC控制系统中设定冷却塔水池中水的温度、风机的永磁同步电机的转速和振动频率；PC控制系统指令控制板通过控制变频器驱动永磁同步电机及其电机轴上的风叶开始工作，空气从进风口进入塔体内的填料层；2)热水经过配水层的喷嘴喷洒到填料层上，与步骤1)进入填料层内的空气接触，热水被冷却降温；3)步骤2)经过热交换后的冷却水均匀落入冷却塔水池中；同时经热交换后的空气经过收水器与塔顶平台，最后从导风筒排出塔外；4)温度传感器将步骤3)冷却塔水池中水的温度信号通过数据采集器，输送给PC控制系统；5) PC控制系统将得到的温度信号与设定的温度值进行对比，若此时测得的温度高于设定的温度，则PC控制系统将增加转速的指令发送给控制板，控制板通过控制变频器驱动永磁同步电机完成该指令，同时转速传感器将检测到的转速信号通过数据采集器发送给PC控制系统；工作过程中，振动传感器将永磁同步电机的振动频率信号通过数据采集器输送至PC控制系统；若采集到的振动频率大于设定值时，PC控制系统将停止工作的指令发送给控制板；控制板通过控制变频器驱动永磁同步电机停止工作，并在控制板的界面上显示停机原因，待排除故障后重新开机。
[0008]本发明的有益效果是:本发明的一种工业冷却塔风机智能驱动系统及其工作方法，解决了普通的工业冷却塔抽风用的传动系统运行过程中存在的不足，采用永磁同步电机替代普通电机，用电量可节约30-40%，达到了节能环保的效果。不使用减速机，维护更加方便，减小了人力成本，并起到降噪环保的作用，且整个过程采用PC控制系统控制永磁同步电机的转速，实时控制冷却空气的流量，从而达到工业用水冷却温度控制效果达到最佳，智能化完成整个过程，具有操作简便、节能、大大降低生产成本的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是【背景技术】中工业冷却塔的结构示意图；
图2是本发明工业冷却塔风机智能驱动系统的工业冷却塔的结构示意图；
图3是本发明工业冷却塔风机智能驱动系统的连接框图。
【具体实施方式】
[0010]实施例1
如图2、3所示，本实施例的一种工业冷却塔风机智能驱动系统，包括塔体1和安装在塔体1顶部的导风筒2和位于导风筒2内的风机，所述的风机包括永磁同步电机7和安装在永磁同步电机7的电机轴上的风叶3 ;所述的永磁同步电机7通过线路与变频器8相连；所述的永磁同步电机7上还安装有数据采集器11、转速传感器12、温度传感器13和振动传感器14 ;所述的转速传感器12、温度传感器13和振动传感器14分别通过线路与数据采集器11相连；所述的数据采集器11、变频器8分别通过RS485串口通信电路与控制板9相连；控制板9通过RS485串口通信电路与PC控制系统10相连；数据采集器11还通过RS485串口通信电路与PC控制系统10相连。
[0011]其工作方法，包括如下步骤:1)在PC控制系统10中设定冷却塔水池18中水的温度、风机的永磁同步电机7的转速和振动频率；PC控制系统10指令控制板9通过控制变频器10驱动永磁同步电机7及其电机轴上的风叶3开始工作，空气从进风口 15进入塔体1内的填料层6 ；2)热水经过配水层17上的喷嘴16喷洒到填料层6上，与步骤1)进入填料层6内的空气接触，产生热交换，热水被冷却降温；3)步骤2)经过热交换后的冷却水均匀落入冷却塔水池18中；同时经热交换后的饱焓空气通过风叶3的抽风作用，经过收水器5与塔顶平台4，最后从导风筒2排出塔外；4)温度传感器13将步骤3)冷却塔水池18中水的温度信号通过数据采集器11，输送给PC控制系统10 ;5)PC控制系统10将得到的温度信号与步骤1)中设定的温度值进行对比，若此时测得的温度高于设定的温度，则PC控制系统10将增加转速的指令发送给控制板9，控制板9通过控制变频器10驱动永磁同步电机7完成该指令，同时转速传感器12将检测到的转速信号通过数据采集器11发送给PC控制系统10 ;工作过程中，振动传感器14将永磁同步电机7的振动频率信号通过数据采集器11输送至PC控制系统10 ;若采集到的振动频率大于设定值时，PC控制系统10将停止工作的指令发送给控制板9 ;控制板9通过控制变频器10驱动永磁同步电机7停止工作，并在控制板9的界面上显示停机原因，待排除故障后重新开机。
[0012]本实施例的一种工业冷却塔风机智能驱动系统及其工作方法，解决了普通的工业冷却塔抽风用的传动系统运行过程中存在的不足，采用永磁同步电机替代普通电机，用电量可节约30-40%，达到了节能环保的效果。不使用减速机，维护更加方便，减小了人力成本，并起到降噪环保的作用，且整个过程采用PC控制系统控制永磁同步电机的转速，实时控制冷却空气的流量，从而达到工业用水冷却效果达到最佳，智能化完成整个过程，具有操作简便、节能、大大降低生产成本的特点。
【权利要求】
1.一种工业冷却塔风机智能驱动系统，包括塔体(1)和安装在塔体(1)顶部的导风筒(2)和位于导风筒(2)内的风机，其特征在于:所述的风机包括永磁同步电机(7)和安装在永磁同步电机(7)的电机轴上的风叶(3);所述的永磁同步电机(7)通过线路与变频器(8)相连；所述的永磁同步电机(7)上还安装有数据采集器(11)、转速传感器(12)、温度传感器(13)和振动传感器(14);所述的转速传感器(12)、温度传感器(13)和振动传感器(14)分别通过线路与数据采集器(11)相连；所述的数据采集器(11)、变频器(8)分别通过通信线路与控制板(9)相连；所述的控制板(9)通过通信线路与PC控制系统(10)相连；所述的数据采集器(11)还通过通信线路与PC控制系统(10)相连。
2.如权利要求1所述的一种工业冷却塔风机智能驱动系统，其特征在于:所述的通信线路采用RS485串口通信电路。
3.—种如权利要求1所述的工业冷却塔风机智能驱动系统的工作方法，其特征在于包括如下步骤:1)在PC控制系统(10)中设定冷却塔水池(18 )中水的温度、风机的永磁同步电机(7 )的转速和振动频率；PC控制系统(10 )指令控制板(9 )通过控制变频器(10 )驱动永磁同步电机(7 )及其电机轴上的风叶(3 )开始工作，空气从进风口( 15 )进入塔体(1)内的填料层(6);2)热水经过过配水层(17)的喷嘴(16)喷洒到填料层(6)上，与步骤1)进入填料层(6)内的空气接触，热水被冷却降温；3)步骤2)中经过热交换后的冷却水落入冷却塔水池(18)中；同时经热交换后的空气经过收水器(5)与塔顶平台(4)，最后从导风筒(2)排出塔外；4)温度传感器(13)将步骤3)冷却塔水池(18)中水的温度信号通过数据采集器(11)，输送给PC控制系统(10) ；5) PC控制系统(10)将得到的温度信号与设定的温度值进行对比，若此时测得的温度高于设定的温度，则PC控制系统(10)将增加转速的指令发送给控制板(9)，控制板(9)通过控制变频器(10)驱动永磁同步电机(7)完成该指令，同时转速传感器(12)将检测到的转速信号通过数据采集器(11)发送给PC控制系统(10);工作过程中，振动传感器(14)将永磁同步电机(7)的振动频率信号通过数据采集器(11)输送至PC控制系统(10);若采集到的振动频率大于设定值时，PC控制系统(10)将停止工作的指令发送给控制板(9 );控制板(9 )通过控制变频器(10 )驱动永磁同步电机(7 )停止工作，并在控制板(9)的界面上显示停机原因，待排除故障后重新开机。
【文档编号】F04D27/00GK103673742SQ201310693106
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】叶力忠, 周胜白 申请人:叶力忠, 周胜白