CN203685622U - 恒流量前向离心风机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种没有流量传感器和压力传感器的恒流量前向离心风机，由驱动电机、风机和变频驱动器构成，驱动电机的绕组与变频驱动器的三相输出端电性连接。此款恒流量前向离心风机的控制方式的实现是将在流量测试仪上测出风机在目标流量下，在各种转速下时需要的静压和电机电流，再用电流关于转速的方程（I=an2+bn+c）进行拟合，并将方程体现进变频驱动器中的控制程序，而本恒流量前向离心风机利用现有风机的结构，只需要在变频驱动器中根据电机转速与电机电流的关系对电机电流进行调节，使风机在额定工作静压范围内保持流量变动不超过7%，趋于恒定。
Description
技术领域
本实用新型涉及离心风机技术领域，特别是一种没有流量传感器和压力传感器的恒流量前向离心风机。
背景技术
风机生产商只能知道自己的产品在实验室中各种模拟条件下产生了多少风量，却无法掌控客户最终使用时的效果。因为使用环境千差万别，风道被堵，静压变化等各种异常情况层出不穷，传统的风机控制模式，如恒转速控制、恒扭矩控制，都不是以风量为控制目标的，所以都对风量的变化无能为力。风机不能保证风量，使用性能大打折扣，甚至还得承受客户不明的抱怨，直接损害了风机厂家的信誉。
相对于前述风机，流量传感器、压力传感器作为一种最直接的解决办法，可以在某些场合解决这个难题，通过传感器和可调速风机的闭环控制，使风机达到恒流量的控制效果。但是增加的流量传感器、压力传感器，会极大地增加产品的成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种无需流量传感器和压力传感器，控制准确、便于实现、成本低的恒流量前向离心风机。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种恒流量前向离心风机，其特征是：由驱动电机、风机和变频驱动器构成，驱动电机的绕组与变频驱动器的三相输出端电性连接，以构成由变频驱动器控制的前向离心风机；所述变频驱动器内部包含的交直交电源变换模块由整流桥、三相逆变模块和控制器构成；所述整流桥的输入端与电源线电性连接，整流桥的输出端与三相逆变模块的输入端电性连接；所述三相逆变模块的三相输出端与驱动电机电性连接，三相逆变模块的逆变侧与控制器电性连接。所述变频驱动器为能对输出电流的大小进行采样，并能通过脉宽调制技术对其输出电压、电流进行方向、频率和幅值控制的变频驱动器。恒流量前向离心风机的目标流量范围从25CMH(cubemeterhour，立方米每小时)到5000CMH；目标流量为一档、多档或从最小流量到最大流量间无级可调。风机转速范围从100rpm(revolutions per minute，转每分)到5000rpm，实际的最小转速和最大转速要根据流量、额定静压需要进行选择。以20rpm到200rpm的转速间隔运转所述前向离心风机、并在流量测试仪上测出在目标流量下，前向离心风机在多个转速下时需要的静压和电机电流，再用电流关于转速的方程进行拟合，并将拟 合方程体现进变频驱动器中的控制程序；在多档流量的基础上，在上一档流量与下一档流量的两个拟合方程进行线性化处理，可以实现从最小流量到最大流量间无级可调。
本实用新型的目的还可以采用以下技术措施解决：
作为更具体的方案，所述驱动电机为表面永磁同步电机，驱动电机定子绕组为三相绕组，反电动势为正弦波。
所述变频驱动器内部均包含交直交或直交电源变换模块，交直交或直交电源变换模块的逆变侧采用智能功率模块或分立元件作为三相逆变模块。
作为更佳的方案，所述变频驱动器内部包含的交直交电源变换模块由整流桥、三相逆变模块和控制器构成。
所述整流桥的输入端与电源线电性连接，整流桥的输出端与三相逆变模块的输入端电性连接。
所述三相逆变模块的三相输出端与驱动电机电性连接，三相逆变模块的逆变侧与控制器电性连接。
所述风机为额定工作静压范围内保持流量变动不超过7％的风机。
本实用新型的有益效果如下：
此款恒流量前向离心风机的控制方式的实现是将在流量测试仪上测出风机在目标流量下，在各种转速下时需要的静压和电机电流，再用电流关于转速的方程(I＝an2+bn+c)进行拟合，并将方程体现进变频驱动器中的控制程序，而本恒流量前向离心风机利用现有风机的结构，只需要在变频驱动器中根据电机转速与电机电流的关系对电机电流进行调节，使风机在额定工作静压范围内保持流量变动不超过7％，趋于恒定。
附图说明
图1为本实用新型恒流量前向离心风机的结构示意图。
图2为本实用新型电路原理图。
图3为表一中电流与转速的关系图。
图4为表二中电流与转速的关系图。
图5为表三、表四中流量与静压的关系图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
参见图1和图2所示，一种恒流量前向离心风机，由驱动电机1、风机2和变频驱动器3构成，驱动电机1的绕组与变频驱动器3的三相输出端31电性连接。
所述变频驱动器3内部包含的交直交电源变换模块由整流桥33、三相逆变模块34和控制器35构成。
所述整流桥33的输入端与电源线32电性连接，整流桥33的输出端与三相逆变模块34的输入端电性连接。
所述三相逆变模块34的三相输出端31与驱动电机1电性连接，三相逆变模块34的逆变侧与控制器35电性连接。
所述变频驱动器3为能对输出电流的大小进行采样，并能通过脉宽调制技术对其输出电压、电流进行方向、频率和幅值控制的变频驱动器。
所述驱动电机1为表面永磁同步电机，驱动电机1定子绕组为三相绕组，反电动势为正弦波。
所述变频驱动器3内部均包含交直交或直交电源变换模块，交直交或直交电源变换模块的逆变侧采用智能功率模块或分立元件作为三相逆变模块。
所述风机2为额定工作静压范围内保持流量变动不超过7％的风机2。
一种恒流量前向离心风机控制方式的实现方法，将驱动电机的转子与风机传动连接，驱动电机1的绕组与变频驱动器3的三相输出端电性连接，以构成由变频驱动器控制的前向离心风机，启动所述前向离心风机、并在流量测试仪上测出在目标流量下，前向离心风机在各种转速下时需要的静压和电流，再用电流关于转速的方程进行拟合，并将方程体现进变频驱动器中的控制程序。
针对上述方法，进行以下步骤的操作：
步骤一：用变频驱动器3驱动电机1带动风机2以某一转速运转，转速如表一、表二所示，在流量测试仪上分别测量达到两目标流量下的静压(两个目标流量分别为：其中一目标流量为1000CMH；另一目标流量为720CMH)，检测此时变频驱动器输出电流的有效值，记录此时静压、电机的转速、变频驱动器输出电流的有效值。
步骤二：按步骤一的方法，以20rpm到100rpm的转速间隔采集多个转速下达到目标流量下的静压、变频驱动器输出电流的数据，如表一、表二所示。
表一：
表二：
步骤三：以转速为纵坐标、电流为横坐标，分别根据表一、表二，画出的电流-转速图，如图3、图4所示。
步骤四：数据处理，建立在目标风量下电机电流关于转速的拟合方程I＝an2+bn+c(I为电机电流，n为转速，a、b、c为系数；当I与n呈线性相关时，a＝0)。
在本实施例中，I与n呈线性相关，如图3、图4所示，所以电机电流关于转速的拟 合方程为I＝bn+c，根据一元线性回归方程，算出b、c的值。
最后，将上述方程体现于变频驱动器恒流量控制程序中。
步骤五：在变频驱动器恒流量控制程序中：当在某个转速下，变频驱动器采样得出的电流小于上述方程算出的结果时，则增大电流；反之，则减少电流。
步骤六：当静压不变而电流改变或当电流不变而静压改变时，转速会发生改变，重复步骤五。
步骤七：采用限制最大功率、限制最大转速、限制最大输出电压的方式，对超出额定工作静压200Pa的部分进行限制，使之不超过风机、电机变频驱动器的设计。
在实现上述0到200Pa静压下1000CMH、720CMH两档的恒流量后，对拟合方程进行线性化，则可以实现从最小流量720CMH到最大流量1000CMH间无级可调。
下面结合表三、表四，分析通过恒流量程序控制变频驱动器实现风机恒流量的流量测试结果。其中表四为实现1000CMH和720CMH恒流量后对拟合方程进行线性化从而实现无级可调，选取910CMH和820CMH的测试结果。图5即为根据表三、表四，并以静压为纵坐标、流量为横坐标画出的流量与静压关系图。
表三：
表四：
Claims (7)
1.一种恒流量前向离心风机，其特征是：由驱动电机、风机和变频驱动器构成，驱动电机的绕组与变频驱动器的三相输出端电性连接；所述变频驱动器为能对输出电流的大小进行采样，并能通过脉宽调制技术对其输出电压、电流进行方向、频率和幅值控制的变频驱动器。
2.根据权利要求1所述恒流量前向离心风机，其特征是：所述驱动电机为表面永磁同步电机，驱动电机定子绕组为三相绕组，反电动势为正弦波。
3.根据权利要求1所述恒流量前向离心风机，其特征是：所述变频驱动器内部均包含交直交或直交电源变换模块，交直交或直交电源变换模块的逆变侧采用智能功率模块或分立元件作为三相逆变模块。
4.根据权利要求3所述恒流量前向离心风机，其特征是：所述变频驱动器内部包含的交直交电源变换模块由整流桥、三相逆变模块和控制器构成。
5.根据权利要求4所述恒流量前向离心风机，其特征是：所述整流桥的输入端与电源线电性连接，整流桥的输出端与三相逆变模块的输入端电性连接。
6.根据权利要求5所述恒流量前向离心风机，其特征是：所述三相逆变模块的三相输出端与驱动电机电性连接，三相逆变模块的逆变侧与控制器电性连接。
7.根据权利要求1所述恒流量前向离心风机，其特征是：所述风机为额定工作静压范围内保持流量变动不超过7%的风机。
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| CN103727050A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-16 | 欧派家居集团股份有限公司 | 恒流量风机及其控制方法 |
| CN108457890A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-08-28 | 大唐环境产业集团股份有限公司 | 脱硫用单级高速离心风机的变频运行装置及变频运行方法 |
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