發布時間：2020-05-21所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：本文結合甘肅省景泰川電力提灌管理局大型水泵電機通風散熱系統的實際情況，從實際應用出發，配合長期積累的工作經驗以及電氣自動化控制技術，詳細討論了散熱風機結合PLC控制變頻器調速的自動化運行和觸摸屏、上位機的實時監控等技術的應用。 關鍵詞：
摘要：本文結合甘肅省景泰川電力提灌管理局大型水泵電機通風散熱系統的實際情況，從實際應用出發，配合長期積累的工作經驗以及電氣自動化控制技術，詳細討論了散熱風機結合PLC控制變頻器調速的自動化運行和觸摸屏、上位機的實時監控等技術的應用。
關鍵詞：泵站;大型電機;通風散熱;風機;變頻器;PLC;自動化
由于電機是大多數機械設備的動力部分，所以在工業生產中有著廣泛的應用，在國民經濟的發展中發揮著重要作用。隨著科學技術的進步，大型電機的制造技術也向成熟的方向逐漸發展，電機容量不斷增大，由于容量越大，單位體積的發熱量也就越大，所以對用于電機通風散熱的風機要求更高，對風機散熱系統的節能減排和智能高效平穩的運行等方面加以改進就顯得尤為重要。
1現階段存在的問題
1.1維修難度大、成本高
現階段，甘肅省景泰川電力提灌管理局的風機安裝在運行層上6～7m的高度，即使在檢修平臺上，也有3m多的高度，倘若電機燒壞，必須借助升降平臺來完成更換。幾個泵站單位共用一臺升降平臺，出故障需要維修時，浪費時間、人力、物力調動外，升降平臺畢竟面積大小有限，兩個人同時工作時局限性比較大，處于高空作業，對檢修人員來說也存在安全隱患。
1.2自動化程度低、停機延時太短
風機啟動時采用直接啟動，啟動電流劇增，產生較大的電壓波動，對電網的沖擊很大，也會威脅到設備的安全運轉[1]。在水泵電機停機時，電機還處在80～90℃的高溫環境，此時風機的停機僅僅延時十幾分鐘，遠遠達不到冷卻降溫的效果。有些機組甚至因為控制線路和控制元件的老化、損壞等問題，水泵電機停機后風機也相應的立即停機，從而使電機在很長一段時間內處于高溫環境之中。絕緣部分是電機中最為薄弱的地方，對高溫特別敏感，持續的高溫環境，導致其老化速度加快，磁性物質的穩定性也降低，最終導致電機性能降低，甚至造成線圈和電機的損壞。
1.3能源浪費
水泵電機一旦運行，散熱風機由于聯動，立即在最高轉速和頻率下運行，然而電機剛運行時，溫度不是很高，散熱所需的風量也小，這時風機全速運行，電量消耗極大。若風機不會因為嚴寒酷暑和早晚的溫差變化而一直以最大功率運行，1臺風機運行1d就需132kW·h的電量，若8臺同時運行，1年下來因為風機造成的能源浪費就可想而知了。
1.4噪音污染
當風機高速運轉時，葉片使得空氣流動，風扇前后的壓力差增大，加上氣體干涉所產生的震蕩波沖擊風機葉片，致使葉片產生強烈的震動和高分貝的噪聲。泵站風機安裝在泵房外墻上，對周圍環境造成噪音污染的同時也影響了職工和附件居民的身心健康。
2系統改造的理念和必要性
風機作為空氣冷卻電機的散熱裝置，其排風能力的大小決定了電機散熱效果的好壞。由于風扇的排風量正比例于旋轉速度的二次方，軸功率正比于旋轉速度的三次方，因此當電動機的溫度增加時，風扇的旋轉速度也相應地增加，從而使排氣容量增強，散熱速度加快;反之，當溫度降低時，風扇的轉速也跟著減小即可。從電機的轉速公式N=60f/p(1-s)可以看出，要想改變電機的轉速，只要使電機的供電頻率f、電機的極對數p或者轉差率s變化即可，但綜合比較3種變速方法，改變電機電源的頻率f的方法較為理想，采用這種方法不但效率和精度高，而且性能較好，調速范圍也比較大。
隨著我國經濟的快速發展,計算機技術、電力電子技術、自動控制技術也得到了快速發展，變頻控制調速技術相應的進入了一個嶄新的時代。變頻調速以其良好的操作性能和較高的工作效率、能源的節約以及可控速度等一系列的優點，得到了廣泛的應用，被國內外一致認為是最有發展潛能的調速方式，是當今乃至今后提高產品質量、改進工藝、節約能源，甚至是改善環境、促進技術進步的主要手段。
3自動化技術的應用及其優化
3.1變頻器
變頻技術是一種電子技術，變頻器是在變頻技術中產生的，它可以隨時控制機械傳動的運行狀態和速度，所以應用于大多數的電機驅動場合，也經常用在系統復雜、環境惡劣、運行時間較長、負荷較大的工作中，利用數據通信技術便捷地進行系統的設置和維護[2]。目前，變頻調速控制技術已廣泛應用于風機節能改造的工程中，它將溫度傳感器檢測到的溫度信號發送到變頻器，然后經過一系列的運算、比較后作為信號源來控制變頻器輸出的頻率，從而使風扇的旋轉速度根據溫度的變化形成線性增減，他的應用使風機的運行更加方便，效率更高，成本降低，能源減少，為自動化控制和一體化控制提供了較大的便利。
3.2PLC
利用PLC自動控制原理，讓大型電機的通風散熱系統實現自動化，該系統通過聯合上位機界面所控制的監控裝置來實現對風機數據的采集、總結、分析、處理，能夠把溫度傳感器的信號同設置數據進行計算、比較等一系列數據分析后，為該排風系統中擔任信號傳送的傳感器提供準確的數據，并找到最佳運行指令，實現排風系統的智能化、自動化，不僅為排風設備提供了安全保障，還節省了人力資源，使經濟效益得到最大化。
3.3觸摸屏
在排風控制系統的就地控制中安裝觸摸屏，主要是為了提高排風系統的性能和效率。相對于具有同樣功能的操作臺來說，觸摸屏本身的尺寸較小，能夠占用的空間有限，并且觸摸屏應用到控制當中，能夠直接提供系統運行的監控畫面，能夠直接提供系統運行的監控畫面，既能夠實時的對運行數據進行監控，還可以通過檢測數據構成的曲面，實現排風系統的自動報警功能以及信息歸檔，除此之外，還具有通過案件實現控制的優化。
3.4上位機監控
為了實現操作室的遠程控制，需要在操作室安裝1臺具有操作作用的上位機，或者利用中控室原有的電機監控上位機，不僅可以同電機運行數據聯動控制，還可以使上位機能夠通過以太網和就地PLC進行通訊，利用各種組態軟件實現上位機遠程控制，也可以使就地觸摸屏的實時數據在控制室中監視。
4研究方向
4.1發電
由于原來的分機處在改裝風機的排風筒前端，原裝風機在改裝分機的氣流帶動下可以高速運轉，利用電磁感應原理，使原有的風機改裝為發電機，發出的電通過轉換、儲存后可供廠區的照明等。
4.2供熱
使電機和風筒內的余熱在冬季時排在泵房內，增加環境溫度，保證蓄電池等設備的安全平穩運行，也可以在風筒內加裝水暖管道，再通過電機將加熱的水輸送到值班室、配電室等地，以達到冬季取暖和生活用水的目的。
5結束語
綜上所述，運用變頻調速技術控制水泵驅動電機的散熱風機，其性能穩定可靠，在此基礎上，降低風機安裝高度，改進風機降噪等措施，能夠使風機獲得顯著的使用價值和經濟效益。再加之PLC自動控制、觸摸屏的應用和上位機的監控，給生產帶來極大的便利，同時也達到減少系統維護時間、提高生產效率、減少成本、降低噪音等效果。
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