通过供风系统检测得到的风的压力和控制系统设置的风压值比较,通过计算,得出两者之间的压力差值,并经过变频器内部的分析比较运算,得出目标的频率,并且输出给风机的输入端电源频率,然后,通过调节风机的转速来实现风量的动态调控,实现变频恒压供风。
随着现代社会的发展,“节能、环保”的理念越来越受到人们的推崇,环境污染和能源短缺是人类当前面临的一个世纪性难题。我国的人口众多,能源相对匮乏,能源的节约显得尤为重要。电力资源是战略资源问题的重中之重,也是国民经济和社会进步发展的关键基础。
通过完善技术,提高电能的利用效率,节约有限的自然资源,实现可持续发展。“十一五”计划的建设目标为:实现单位GDP的能源消耗下降20%,其途径主要为结构节能、管理节能以及进一步推进技术方面的节能。根据相关资料显示,国内的高压和低压电动机的总容量大概为35000MW以上,其中大多数工作在能耗较高、效率较低的状态。大部分为风机泵类负载,覆盖了电力、化工、石油业、冶金业和制造业等许多的行业,全国总用电量的40%左右的耗电量都来自于这些领域。而风机的一个重要的规律就是其负载转矩和它的转速的平方成正比,而轴功率与转速立方成正比。如果可以根据所需的流量大小调节电机转速,就可以获得很好的节电效果,一般可以节约电能的20%到50%左右。
目前我国应用变频调速技术的大型异步电动机才刚刚起步,但是国外已经处于广泛应用阶段。并且如今电子器件发展迅速,变频装备的形式繁多。通过国外多年的实践经验结果可以得出:使用大功率的变频恒压调速控制系统的经济效益较好,可靠性有较好的保证。变频调速以它优秀的启动和制动性能,以及调速性能,高功率因数、较高的工作效率和良好的节电效果还有广泛的使用范围等特点,被评选是国内外最有开发前景的调速方式。
现阶段,国内多数工业供风系统仍处于按额定的供风压力和风量的运行情况,不能根据实际情况合理调控煤矿井下的网管压力值与空气质量状况。在矿井投入生产的刚开始阶段,压风机的额定功率相对于工作情况之下的功率要显得大得多,导致了电能和风能浪费较为明显。对于以上提出的各种矿井供风系统的实际问题,在此提出基于PLC控制的恒压供风系统设计。
1。2恒压供风系统的国内外研究现状
基于PLC的恒压供风系统是用可编程控制器PLC和变频器相结合,组合形成一个具有压力检测和保护等功能特点的恒压供风系统,使用组态相关软件等设备装置作为控制输入的模块,运用PID的运算的功能和闭环反馈控制,实现恒压供风调节的目标,使电机能够实现高效节能地运行。
1。2。1 变频调速技术
变频器就是应用变频技术和电子的技术,通过改变电动机的电源频率来调节电动机转速的装备。变频器的组成部分有:整流、滤波和逆变电路还有制动以及驱动单元等。变频器是通过其IGBT的通断,进而调整输出电源的电压或者频率,并且根据电动机的情况输出相应的电源电压。
近年来,变频技术已经得到了广泛的应用和普及,变频调速的控制方法主要有:矢量控制、V/F、直接转矩控制等。其中,V/F的控制方式大多使用在价格较低、性能低的场合。通过使用矢量控制方式,促进了变频调速系统在高性能要求的场所中的使用。
如今,由于电子技术的发展以及数字控制的引进,应用矢量控制已经从以前的性能较高的领域扩展到通用和专用驱动的一些场合,例如如今的许多普通的家用电器。交流地驱动设备已经在工具的制造、自动化出版的相关设备、传输的设备、电梯、空气压缩机、风机泵类以及其它的行业中获得广泛的推广。