变频调速器在教学实验设备中的应用

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1.引 言

    目前我国各大中专院校在化学实验过程中产生了大量的酸碱等有害腐蚀性气体，为保护师生身心健康，美化教学环境和提高教学质量，必须将有毒气体排出教室进行处理，为此采用一台FS4-72-6A塑料离心通风机，共功率为4kW，风量为6840-12700m3/h，全压力1138Pa～785pa，使每个实验室平均2～3分钟换气一次，而以前的调速控制系统采用励磁调速电机，或分档调整，达不到通风要求的额定转速，使性能参数大为降低，随着电力电子技术、微电子技术及控制技术的飞速发展交流变频调速技术也得到了很大的发展应用。由于其安装方便操作简单，且具有机械特性硬、调速范围宽，精度高，功率因数高和效率高等一系列优点，又容易实现闭环自控，成为交流电动机的无级调速方法。

2.变频调速系统的优良特性

    通过认真研究和分析，我们选用深圳安邦信电子有限公司生产的AMB-G7-3R7T3型变频器，配套我厂生产的FS4-72-6A塑料离心式通风机，该系统采用了十六位微处理器作*控制单元（CPU），全数字化，全模块化设计方案，对普通的三相异步电动机实现无级调速。

（1）变频器体积小，安装方便，有数字键盘，模拟电位，电压源电流源，程序运行，摆频运行，计算机接口等各种输入方式，控制方式灵活方便。

（2）采用一代IGBT功率模块，zui高载波频率达16KHz，电动机基本无电磁噪声。

（3）使用SPWM正弦脉宽调制控制方式，SPWM是脉宽系列的占空比按正弦规律变化，这样输出的电压脉冲可以使负载电流中的高次谐波成份大大减小，运行平稳，效率高达97.5%，功率因数大于0.95，在任何负载条件下，都能调整输出，使电动机处在*运行状态。

（4）内置PID调节器，可实现简单的闭环控制，由于具有多段速功能，也可以采用数字化可编程方式运行，通过RS-485计算机网络接口及监控运行软件，可方便实现计算机的联网运行，修改变频器的功能参数，控制变频器启动停止，监视其运行状态，实现实时保护，高可靠运行，并显示简明的故障诊断信息，帮助用户确定故障原因。

（5）自动稳压。在输入电压波动下，输出电压基本不变，保持V/F值恒定，低速运行稳定，启动力矩大，过载能力强，zui大过载电流为150%1分种，180%2秒。

（6）保护功能完善。启动变频器先对变频器内部状态参数设置进行自检，内置电子热保护以及电动机过载保护，对输入输出侧实行过压欠压保护，输出端相间短路、断路、接地保护并实时报警，并显示故障代码及数值，方便排除故障。

（7）液晶字符，图形显示，人机界面友好，双键盘自动切换控制，本机远程操作自由选择。

3.变频调速器在通风排毒系统中的应用。

    我厂以前的风机采用的一直在额定转速下运行，每一个抽风口风速达zui大风速，风速过大产生一种尖锐的声音，增加了噪声，加之一到冬天，学生都感觉到更冷，这样不利于课堂的教学，同时也造成了大量的电能浪费，而变频技术利用风机的耗电量与转速的立方成正比，降低转速，其耗电量将大幅度降低的原理来进行控制，这样即满足了工艺要求，又节约了大量的电能。

    程序运行指可编程的多段速度定时运行，教师可以根据自己上课要求，分段设定运行速度，时间等参数，变频器则根据设定参数自动按程序运行。

4 使用效果

    变频通风调速系统投放市场两年多来，为本厂及用户带来了很大的经济效用，对于本厂来讲，提高了产品档次，提高了产品的竟争能力，同时节约了许多维修差旅费用，对于用户来讲，方便了教学实验进行的同时，取得了明显的节能降噪作用，根据电动机耗电量与转速的立方成正比的关系，采用变频器以后，平均节能在40%以上，同时由于变频器的采用把原来65dB的噪声，降到了55dB，为师生的身心健康作出了重要的贡献。