【正文】 :原動機傳遞給風(fēng)機轉(zhuǎn)軸上的功率，即為輸入功率，又稱為軸功率，以 p 表示單位為 kw。 柜式離心風(fēng)機屬于前向多翼風(fēng)機是前向風(fēng)機中的一種，他具有高壓力系數(shù)和 大流量系數(shù)及低噪聲特點，其葉片數(shù)很多（一般為 40～ 80），葉片很窄，前向多翼風(fēng)機特別適于在空調(diào)系統(tǒng)中使用。 1862 年，英國的 varber 發(fā)明離心風(fēng)機，其葉輪、機殼為同心圓型，機殼用磚制，木制葉輪采用后向直葉片，效率僅為 40％左右，主要用于礦山通風(fēng)。 山東英才學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 題 目 風(fēng)機控制系統(tǒng)的整體設(shè)計 專 業(yè) 機電一體化 姓 名 指導(dǎo)教師 二 O 一 O 年一月十日 摘 要 在我們的日常生活中，風(fēng)機設(shè)備應(yīng)用廣泛，諸如鍋爐燃燒系統(tǒng)和烘干系統(tǒng)等。中國在公元前許多年就已制造出簡單 的木制礱谷風(fēng)車，它的作用原理與現(xiàn)代離心風(fēng)機基本相同。機殼由蝸板、側(cè)板和支腿組成。風(fēng)機的主要性能參數(shù)有流量、全壓、功率、轉(zhuǎn)速及效率。無因次性能曲線與計量單位、幾何 尺寸、轉(zhuǎn)速、氣體密度等因素?zé)o關(guān)，所以使用起來十分方便。目前來看，變槳控制系統(tǒng)的葉片驅(qū) 動有液壓和電氣兩種方式，電氣驅(qū)動方式中又有采用交流電機和直流電機兩種不同方案?？浦Z偉業(yè)也研制出了兆瓦級機組的控制系統(tǒng)。在今后可能還會出臺更為嚴(yán)格的上網(wǎng)限制措施。 ⑷電動機在恒定負(fù)載運行下 ,功率計算公式如下： ??11PP? 式中： P —— 電動機的功率（ KW）； 1P —— 生產(chǎn)機械功率（ KW）； 1? —— 生產(chǎn)機械本身效率； ?—— 電動機效率 上式計算出的功率不一定與產(chǎn)品規(guī)格相同 ,所以選擇電動機的額定功率 (P1)應(yīng)等于或稍大于計算所得的功率。 圖 21壓差測量工作原理 124 241 ???? pdCq m ??? ?/mv qq ? 式中 qm質(zhì)量流量， kg/s。如用比率變壓器電橋可測出電容值，其相對變化量可達(dá) IE7 (3)動態(tài)響應(yīng)時間短。隨著計算機技術(shù)發(fā)展，計算手段的顯著提高，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，人們對風(fēng)力發(fā)電葉片的認(rèn)識和理解也在逐 漸深入。 風(fēng)機葉片強度計算 因為在此設(shè)計的風(fēng)機葉片與葉輪前后盤的連接為焊接，所以葉片的最大彎矩應(yīng)產(chǎn)生在梁的兩端。偏航轉(zhuǎn)速Ω越高，產(chǎn)生的加速度ε也越大。 (5)軸承裝機試驗技術(shù)研究 軸承安裝后的實際性能不僅與軸承自身性能有關(guān)，而且還與軸承的具體安裝使用條件密切相關(guān)，因此，要對軸承安裝時的配合形式、安裝中心的對中性進行研究，使軸承在實際使用中能夠得到較好的工作性能。 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（本科） 27 第三章 風(fēng)機控制系統(tǒng)的設(shè)計 一、交流變頻調(diào)整的優(yōu)異特性 ⑴ 調(diào)速時平滑性好，效率高。 控制器 控制器是根據(jù)變頻調(diào)速 的不同方式產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，控制逆變器中各功率開關(guān)元件的工作狀態(tài)，使逆變器輸出預(yù)定頻率和預(yù)定電壓的交流電源。當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓，電流值。 在風(fēng)機測試過程中，要求風(fēng)機的轉(zhuǎn)速不變。同時，感謝所有任課老 師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。 ⑶ 其他保護 ① 防止失速過電流，加速時，假如異步電動機跟蹤遲緩，則過電流保護電路動作，運轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進行。 驅(qū)動電路為驅(qū)動主電路器件的電路，它與控制電路隔離，控制主電路器件的導(dǎo)通與關(guān)斷。直接變頻為交 —— 交變 頻；間接變頻為交 —— 直 —— 交變頻。該重力可以造成風(fēng)機葉輪重心與主軸旋轉(zhuǎn)中心線有一定的偏移距離。潤滑油中金屬顆粒比較多，使軸承壽命大大縮短，因此需采用特殊的熱處理工藝，使?jié)L道表面存在壓應(yīng)力，降低滾道對顆粒雜質(zhì)的敏感程度，提高軸承壽命。風(fēng)機軸承國產(chǎn)化可提高國內(nèi)軸承工業(yè)的設(shè)計應(yīng)用水平，縮小與國外先進水平的差距，促進國內(nèi)軸承工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進步，另外方面，可以 降低風(fēng)電成本，加快我國新資源和可再生資源的發(fā)展。 Enercon 公司在 風(fēng)力發(fā)電機設(shè)計中繼續(xù)采用此項技術(shù)，旋轉(zhuǎn)直徑為 112 米的葉片端部仍安裝的傾斜“小翼”，使得葉片單片的運行噪音小于 3 個葉片 (旋轉(zhuǎn)直徑為 66 米 )山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（本科） 16 運行使產(chǎn)生的噪音。 片的設(shè)計與選型 以最小的葉片重量獲得最大的葉片面積，使得葉片具有更高的捕風(fēng)能力，葉片的優(yōu)化設(shè)計顯 得十分重要，尤其是符合空氣動力學(xué)要求的大型復(fù)合材料葉片的最佳外形設(shè)計和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重要性尤為突出，它是實現(xiàn)葉片的材料工藝有效結(jié)合的軟件支撐。 壓力傳感器用來測量管道的靜壓。 ⑴壓差測量工作原理 充滿管道的流體，當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時，如圖 21 示，流速將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。 ⑶根據(jù)容量、效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)選擇電動機。歐洲很多國家，如德國、西班牙、丹麥等國家，早就出臺了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，要求在這種情況下風(fēng)機能保持在網(wǎng)運行以支撐電網(wǎng)。而中小規(guī)模的風(fēng)機制造商又無力進行這樣的開發(fā)。各部分的主要功能如下： 監(jiān)控系統(tǒng)（ SCADA）：監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對全風(fēng)場風(fēng)機狀況的監(jiān)視與啟、停操作，它包括大型監(jiān)控軟件及完善的通訊網(wǎng)絡(luò)。 (7)有因次性能曲線 :將風(fēng)機在各工況下的性能參數(shù)值用曲線連接起來，繪制在直角坐標(biāo)系中，用以表示風(fēng)機流量、功率、效率、全壓與靜壓之間的關(guān)系曲線。 ⑷ 橫流（貫流）風(fēng)機（氣體橫貫旋轉(zhuǎn)葉道進入再橫貫流出，出口氣流扁平，風(fēng)速高） 風(fēng)幕機（空氣幕）是橫流風(fēng)機中的代表產(chǎn)品，它可有效阻隔室內(nèi)外空氣的對流，因而風(fēng)幕機在有空調(diào)或有異味的公共場所應(yīng)用廣泛。 ⑴ 離心式風(fēng)機（氣流軸向流入旋轉(zhuǎn)葉道， 在離心力作用下被拋向葉輪外緣，具有較高的壓力系數(shù)、相對低的流量流量系數(shù)） 根據(jù)壓力高低分為高壓（ 15000～ 3000Pa）、中壓（ 3000～ 1000Pa）、低壓（＜ 1000Pa）。 fan control。因此有必要對風(fēng)機進行合理的改造。 風(fēng)機是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，它是一種從動的流體機械。 軸流風(fēng)機按壓力高 低分為高壓（ 500～ 5000Pa）、低壓（＜ 500Pa）。常用體積流量 Q 表示，其單位為“耐 /s”或“ m3/h”。葉輪擴壓器外緣最高圓周線速度不得超過 140m/s。前已述及，我國風(fēng)電制造產(chǎn)業(yè)是從 2021 年開始的最近四年才得到快速發(fā)展的，國內(nèi)主要風(fēng)機制造廠家為了快速搶占市場，都致力于擴大生產(chǎn)規(guī)模，無力對控制系統(tǒng)這樣的技術(shù)含量較高的產(chǎn)品進行自主開發(fā)，因此多直接從 MITA、 Windtec 等國外公司采購產(chǎn)品或引進技術(shù)。目前，風(fēng)機投資用戶和電網(wǎng)調(diào)度中心對廣布于不同地域的風(fēng)場之間的聯(lián)網(wǎng)要求越來越迫切，雖然各個風(fēng)機制造廠家都提供了一定的手段實現(xiàn)風(fēng)機互連，但是由于采 用的方案不同，不同廠家的風(fēng)機進行互聯(lián)時還是會有很多問題存在，實施起來難度較大。當(dāng)前，電網(wǎng)對這一問題已相當(dāng)重視，要求開展 建設(shè)風(fēng)電場功率預(yù)測系統(tǒng)和風(fēng)電出力自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)在功率預(yù)測基礎(chǔ)上的有功功率和無功功率控制能力。 本系統(tǒng)采用的傳感器包括壓差傳感器、壓力傳感器和扭矩傳感器。 ⑵ 風(fēng)機壓差測量方式 此測試系統(tǒng)采用法蘭取壓的標(biāo)準(zhǔn)板孔如圖 22。電容式傳感器一般使用金屬材料做電極，以無機材料做絕緣支撐，故能承受很大的溫度變化和各種形式 的強輻射作用，適合在惡劣環(huán)境中工作。在此基礎(chǔ)上，進一步改善葉片的空氣動力學(xué)特征，即使葉片在旋轉(zhuǎn)速度降低 5％的情況下，捕風(fēng)能力仍可以提高 5％；隨著葉片旋轉(zhuǎn)速度的降低，葉片運行的噪音大 約可以降低 3dB。 葉片在 F1 和 F2 的作用下，在相應(yīng)的方向彎曲。同時，要采取有針對性的熱處理措施，提高齒面強度，使軸承具 有良好的耐磨性和耐沖擊性。并且原動機為電動機，因此可選 KA為 。 ⑸ 易于實現(xiàn)過程自動化?？刂破鬏敵鲆唤M等幅而脈沖寬度隨時間按正弦規(guī)律變化的矩形脈沖，用此脈沖電壓去觸發(fā)逆變器中的功率開關(guān)器件，起到了功率放大作用。但瞬時停電假如達(dá)數(shù) 10ms 以上時，通常不僅控制電路誤動作，主電路也不供電，所以檢測出后使逆變器停止運轉(zhuǎn)。在交流調(diào)速技術(shù)中，變頻調(diào)速具有絕對優(yōu)勢，并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善，價格不斷降低，特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯，而且易于實現(xiàn)過程自動化，深受工業(yè)行業(yè)的青睞。 圖 33風(fēng)機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置流程圖 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（本科） 32 致 謝 通過 兩個多月 的努力，我的畢業(yè)論文《 風(fēng)機 控制系統(tǒng)的改造 》終于完成了，這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。但為了保證人身安全，需要裝設(shè)漏電保護斷路器。 三、變頻器控制 在此選擇交流變頻器型號為： RNB3000 電機為 Y100L24 主回路端子接線圖、控制回路接線圖如圖 3各端子說明如表 32 圖 31變頻器接線說明 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（本科） 29 圖 32變頻器端子說明 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通 斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置 。 ⑺ 在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時，低速段電動機的過載能力大為降低。許用最大轉(zhuǎn)速為 8000r/min。風(fēng)機裝在 40m 的高空，裝拆費用昂貴，因此必須有非常高的可靠性，一般要求 20 年壽命，再加上該軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此在裝機試驗之前必須進行計算機模擬試驗，以確保軸承設(shè)計參數(shù)無誤。只計算 F1 產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。在此項研究的基礎(chǔ)上，德國的 Enercon 公司將風(fēng)力發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)直徑由 30 米增加到 33 米，復(fù)合材料葉片也隨著相應(yīng)的增加。本系統(tǒng)選用變截面接口靜壓傳感器，其型號為 :C26RANGE:050Pa，技術(shù)指標(biāo)如下 : 作溫度 :18+65℃ 測量介質(zhì) :空氣或類似的非導(dǎo)電性氣體 輸入電源 :93V DC 輸出電流 :420mA 量程 :05OPa 接線方式為兩線式，傳感器采用 24V直流電源供電，數(shù)據(jù)采集卜的模擬輸入通道采集25OΩ精密電阻兩端的電壓信號，此電壓信號進入到計算機中進行計算。本試驗裝置中，此壓差信號由壓差式變送器測量。 差壓式流量計 (以下簡稱 DPF 或流量計 )是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓、已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來測量流量的儀表。但是，無論如何說，序幕已經(jīng)拉開。 (2)需要進一步提高低電壓穿越運行能力（ LVRT）。 從硬件來講，風(fēng)機控制系統(tǒng)隨風(fēng)機一起安裝在接近自然的環(huán)境中，工作有較大振動、大范圍的溫度變化、強電磁干擾這樣的復(fù)雜條件下，因此其硬件要求比一般系統(tǒng)要高得多。 機殼：用普通鋼板焊接成蝸殼形整體。 (4)有效功率 :單位時間內(nèi)通過風(fēng)機的氣體所獲得的總能量稱為有效功率，單位為 kw。 軸流風(fēng)機一般由葉輪、機殼、集流器和電機組成，葉輪由葉片和輪轂組成，機殼由風(fēng)筒、機架板和支架組成。 風(fēng)機的工作原理與透平壓縮機基本相 同，只是由于氣體流速較低，壓力變化不大，一般不需要考慮氣體比容的變化，即把氣體作為不可壓縮流體處理。普通電動機采用變頻調(diào)速技術(shù)后，在其拖動負(fù)載無須任何改動的情況下，就可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速。 關(guān)鍵詞 ：風(fēng)機性能；風(fēng)機控制；風(fēng)機設(shè)計；變頻調(diào)整；變頻器等。其中，通風(fēng)機 多為民用，其他兩類多用于工業(yè)、礦業(yè)場合。其機殼由風(fēng)筒、導(dǎo)流內(nèi)筒、導(dǎo)葉等組成。風(fēng)機的各性能參數(shù)一般都不是在試驗臺上直接測量的，而是通過對試驗數(shù)據(jù)進行計算而得到。主軸由優(yōu)質(zhì)鋼制成，軸承箱整體結(jié)構(gòu)，采用滾動軸承，用軸承潤滑脂潤滑。國內(nèi)企業(yè)要完全自主掌握確實需要一定時間。當(dāng)風(fēng)機在電網(wǎng)中所占比例較小時，這種做法對電網(wǎng)的影響還可以忽略不計。要求電源電壓與電動機額定電壓相符。二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計，差壓變送器和流量顯示及計算儀表，它