工业锅炉鼓风机变频器调速系统课程设计

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1、 I 摘 要 现今在中国各行各业的各类机械与电气设备中与风机配套的电机约占全国电机装 机量的60%，耗用电能约占全国发电总量的三分之一。特别值得一提的是，大多数风机 在使用过程中都存在大马拉小车的现象，加之因生产、工艺等方面的变化，需要经常调 节气体的流量、压力、温度等;现许多单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的 方式来调节气体的流量、压力、温度等。这实际上是通过人为增加阻力的方式，并以浪 费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体流量调节的要求。这种落后的调节方式， 不仅浪费了宝贵的能源，而且调节精度差，很难满足现代化工业生产及服务等方面的要 求，负面效应十分严重。 随着电力电子技术、计

2、算机技术、自动控制技术的迅速发展，电气传动技术面临着 一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成 为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善 环境、推动技术进步的一种主要手段。 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。 关键词：鼓风机；电力电子；PLC；变频器 II 目 录 1

3、 绪论 . 1 2 变频器的运行 . 2 2.1 变频器的工作原理 . 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 变频器的功能 . 3 3 变频器的选择 . 4 3.1 变频器的控制方式 . 4 3.2 变频器的选型 . 5 4 鼓风机变频调速原理 . 7 4.1 鼓风机线路设计 . 7 4.2 主电路器件的选择 . 10 4.3 注意事项 . 13 5 变频器的参数设置 14 5.1 鼓风机控制要求 . 14 5.2 变频器的参数设置 . 15 6 plc 程序设计 . 16 6.1 S7-200 的 I/O 接口分配表 16 6.2 plc 程序

4、 . 16 总结 21 参考文献 22 1 1 绪 论 在进入21世纪的今天，电力电子器件的基片已从Si（硅）变换为SiC（碳化硅）,使 电力电子新元件具有耐高压、低功耗、耐高温的优点；并制造出体积小、容量大的驱动 装置；永久磁铁电动机也正在开发研制之中。随着IT技术的迅速普及，以及人类思维理 念的改变，变频器相关技术的发展迅速，未来主要朝以下几个方面发展： 1.网络智能化 智能化的变频器买来就可以用， 不必进行那么多的设定， 而且可以进行故障自诊断、 遥控诊断以及部件自动置换，从而保证变频器的长寿命。利用互联网可以实现多台变频 器联动，甚至是以工厂为单位的变频器综合管理控制系统。 2.专门化

5、和一体化 变频器的制造专门化，可以使变频器在某一领域的性能更强，如风机、水泵用变频 器、电梯专用变频器、起重机械专用变频器、张力控制专用变频器等。除此以外，变频 器有与电动机一体化的趋势，使变频器成为电动机的一部分，可以使体积更小，控制更 方便。 3.环保无公害 保护环境，制造“绿色”产品是人类的新理念。21世纪的电力拖动装置应着重考虑： 节能，变频器能量转换过程的低公害，使变频器在使用过程中的噪声、电源谐波对电网 的污染等问题减少到最小程度。 4.适应新能源 现在以太阳能和风力为能源的燃料电池以其低廉的价格崭露头角，有后来居上之 势。这些发电设备的最大特点是容量小而分散，将来的变频器就要适应

6、这样的新能源， 既要高效，又要低耗。现在电力电子技术、微电子技术和现代控制技术以惊人的速度向 前发展，变频调速传动技术也随之取得了日新月异的进步。这种进步集中体现在交流调 速装置的大容量化，变频器的高性能化和多功能化，结构的小型化一些方面。 2 2 变频器的运行 2.1 变频器工作原理 变频器的工作原理是把市电（380V、50Hz）通过整流器变成平滑直流，然后利用 GTR或IGBT组成的三相逆变器，将直流电变成可变电压和可变频率的交流电，由于采 用微处理器编程的正弦脉宽调制（SPWM）方法，使输出波形近似正弦波，用于驱动异 步电机，实现无级调速,其中闭环调速系统如下图： 图 2-1 变频器工作原理图 2.2 变频器的结构与功能 2.2.1 变频器的结构 变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对 直流电进行开关.变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装 置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调.变频 器广泛用于交流电机的调速中.变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小， 运行平稳，而且节能效果明显