鋒速達通風降溫系統
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浙江車間通風_風機常識－如何正確選擇風機（二）企業家必看：小
1）根據輸送氣體性質、系統的風量和阻力確定風機的類型。例如輸送清潔空氣，選用一般的風機；輸送有爆炸危險的氣體或粉塵，選用防爆風機
2）考慮到風管、設備的漏風及阻力計算的不精確，應按下式的風量、風壓選擇風機：Pf·Kp·ΔP Pa Lf=KL·L m3/h 式中 Pf——風機的風壓，Pa； Lf——風機的風量，m3/h； Kp——風壓附加系數，一般的送排風系統Kp=1.1～1.15；除塵系統Kp=1.15～1.20； KL——風量附加系數，一般的送排風系統KL=1.1；除塵系統KL=1.1～1.15；ΔP——系統的總阻力，Pa； L——系統的總風量，m3/h.
（3）當風機在非標準狀態下工作時，應按下列公式對風機性能進行換算，再以此參數從樣本上選擇風機式中 Lf——標準狀態下風機風量，m3/h； ——非標準狀態下風機風量，m3/h； Pf——標準狀態下風機的風壓，Pa； ——非標準狀態下風機風壓，Pa； ——非標準狀態下空氣的密度，kg/m3�？諝鉅顟B變化時，實際所需的電動機功率會有所變化，應進行驗算，檢查樣本上配用的電動機功率是否滿足要求。
風機性能也可用無因次的流量系數, 壓力系數和功率系數來表示。這些無因次性能參數(也稱無因次系數)的換算公式是由相似理論推導出來的。同一類型的風機相似(包括幾何相似, 運動相似和動力相似), 因此, 同一類型風機的無因次性能參數相等。即
式中 α、β、γ——分別為流量系數、壓力系數、功率系數，無因次；
ρ——空氣密度，kg/m3；
D——風機的葉輪外徑，m；
U——葉輪周邊切線速度，m/s；
H——風機的風壓，Pa；
Q——風機的風量，m3/s。
根據相似理論及上式無因次系數式，可得同類型風機性能的換算關系式為:
Q/Q' = ( D/D')3(n/n')
H/H' = (ρ/ρ')( D/D')2(n/n')2 （7-2-4）
N/N' = (ρ/ρ')( D /D ')5(n/n')3
式中 Q、Q'——分別為所要換算的兩臺風機的風量，m3/s；
H、H'——分別為所要換算的兩臺風機的風壓，Pa；
N、N'——分別為所要換算的兩臺風機的功率，kw；
D、D'——分別為所要換算的兩臺風機的葉輪直經，m；
n、n'——分別為所要換算的兩臺風機的轉速，轉/分；
ρ、ρ'——分別為所要換算的兩臺風機工作的空氣密度，kg/m3。
上式可用于同類型風機中任意兩臺風機之間的性能參數換算，也可用于同臺風機不同轉速, 不同空氣密度條件下的性能變化的分析。
測定風機特性的目的是，綜合運用風壓參數和風機電機電量參數的測定方法與技術，測試通風機空氣動力性能，繪制風機運行特性曲線并進行分析，以評定通風除塵系統的運行狀態是否滿足通風要求。
①風流參數測定：包括風機風量、風壓測定。要求掌握風機空氣動力性能測定系統的試驗方法及規范，掌握壓力計的零點調定，工作原理，測定操作，壓力挽算。
②風機電機電量參數：包括電機功率、電流、電壓和轉數。要求掌握轉數、功率、電流、電壓的測量方法及儀器操作
作者：網絡 2009-7-27 9:18:25 回復此發言如果一個階層腳下沒有道德根基，就沒有存在的正當性。今天，中國企業家該做的第一件事就是為自己的道德正當性辯護。
中國企業進入道德赤字“還賬期”
最近翻讀《窮查理寶典》，查理·芒格在總結自己的投資原則中有這樣一條：“記住，聲譽與正直是你最有價值的資產，而且能夠在瞬間化為烏有。”他的搭檔也曾說過：“要贏得好的聲譽需要20年的時間，而要毀掉它，5分鐘足矣。如果明白了這一點，你做起事就會不同了。”聯想到中國的情形，從最近的學歷風波、紫金排污、奶品毒素等許多事例來看，一些中國企業家很不在意自己的道德記錄，甚至親手毀掉他們在民意心中的道德信譽。
中國的道德生態一直不鼓勵培育道德資產，誰講道德誰倒霉，誰不擇手段誰成功。即使東窗事發，也只是面臨選擇性的懲罰，加上若能得到官權的庇護，逃脫的機會甚大。在既定的制度環境下，道德赤字反而有利可圖，受到懲罰的不是肇事者，而是無辜者。所以，中國的道德生態是惡質化的道德生態。
然而欠下的賬，不論是金錢的，還是道德的，早晚是要還的。中國企業到了為道德赤字還賬的歷史階段。很多企業家已經開始清產還賬，因為道德的瑕疵而帶來以億元計的資產損失。每一個環境災難、產品缺陷、質量事故、名人風波都將引爆一筆道德壞賬，同時伴隨著巨大的資產損失。種種跡象表明，前數十年累計的道德虧空，進入了集中清算期！在可見的將來，還將有無數的信譽地雷有待起爆。我們將會看到越來越多的環境災難、產品缺陷、質量事故、名人風波。
身處道德雷陣，卻不自知
在中國，對商業與商人的態度是數千年來一成不變的。一方面是政府對私人商業活動的一貫性壓力，一方面是民間對商業活動巨大熱情；一方面是經商成就的負罪感，一方面又刻意炫耀自己的財富；一方面認為無商不奸，排富仇富，另一方面又對財富極端向往。這個社會從未筑起過商業活動的道德防線。中國為什么周期性地劫富不濟貧，就是因為中國的商業從來不具有道德正當性。當中國人肚子開始飽了，又開始反商了。商鞅對商業和商人的態度一直就是歷代統治者對商業和商人的態度。近年來，隨著一波波仇富浪潮的興起，中國的企業家置身于道德地雷陣中卻不自知。
有一位老板對我說，這幾年我沒干什么壞事，就是錢賺得太多了。他或真或假地把賺錢看成是缺德的事。如果財富不是好東西，那把財富給別人就不是慈善；如果財富是好東西，正當地創造財富就是最道德的行為。賺錢絕對不是壞事，關鍵是要有道德關懷。企業家要做的不是炫耀你掙了多少錢，而是展現你的道德情操與關懷。企業家最重要的關懷，也是最獨特的貢獻是幫助社會制造思想，構筑商業與企業家的道德基礎。我沒有看到企業家們有意愿有行動去為商業活動和企業家的正當存在構筑道德防線。
按照美國哲學家蘭德的看法，商人有兩類，一類是創造者，他們是提供產品、提供服務、提供創意、作品與研究成果并且獲得收益的人。作為創造者，他們不用犧牲他人就能獲得創造性的財富。他們不再是掠奪者，而是生產者、創造者。他們有獨立的靈魂、獨立的信仰、獨立的判斷、獨自的收獲，他們有無窮的精力、遠大的愿景和務實的目標。在他們面前，每一個困難不過是展現自己才能的機會。另一類是偽商人，他們是對自己的儀表比對自己的產品更感興趣的商人，他們借助特殊關系靠政府轉移別人財富來從中獲利，并且對商人身份感到自卑與羞恥。蘭德稱這些人是“二手貨”。按照蘭德的標準，中國能稱得上商人的人很少，偽商人卻很多。中國沒有商人的道德環境，沒有多少道德空間供真正的時代英雄立足。許多本想做真商人的人被迫成為偽商人。
重建企業家階層道德根基
我以為，企業家的重要使命在于為企業家階層、為工商社會、工商文明構建道德根基。然而，中國的企業家們普遍不在意自己腳下的道德基石，不在意自己處在道德的水深火熱之中，沒有能力也沒有意愿為商業活動與企業家存在的道德正當性進行辯護，甚至拱手讓出自己的正當性，對來自反商的、反企業家的道德抨擊絕對不理會、不設防。這么做表面看是理性的，但也是短視的。如果一個階層，腳下沒有道德根基，就沒有存在的正當性。中國的企業家們不僅不去構建這樣的道德根基，甚至參與摧毀自己的道德根基。商業活動與企業家階層的道德正當性只能靠企業家自我辯護與自我賦予。中國的企業家要想自己腳下立足的是一片堅實的道德根基，必須在意愿、精力和資源上有充分的投入。在這方面，美國的企業家們及其支持的思想庫為中國提供了良好的典范。今天中國企業家該做的第一件事就是為自己的道德正當性辯護。
中國的企業家，要想真正贏得社會尊敬，僅僅靠炫富與豪氣是不行的，這樣做在效果上甚至適得其反。要贏得尊敬，中國的企業家不僅要向全社會證明商業與企業家在道德上是充分正當的，而且還要證明，中國的企業家在社會中是最明大義最有膽識的，最為關心國家與社會的命運與未來。中國的企業家必須從價值冷漠中完全走出來。如果中國的企業家們不能靠自己的擔當贏得國人的信任，那么失去尊敬的企業家在中國不會有一個光明的未來。受到尊敬，正是企業家在社會上賴以立足的前提。在目前的氛圍下，私人企業就是政治前面的那個沙袋，敞開面龐與胸膛，完全不設防，并將承擔越來越多的道德重拳。
有人可能會說，這樣做是不是太冒風險？許多企業家們都有個口頭禪：我冒不起這個險，有幾萬人跟我吃飯，還有我這么大的家業。這句話的意思是，誰要有勇氣，誰沖在前面，反正我等著搭便車。我從中看到的是懦弱、滑頭和機會主義。我充分理解他們對風險的顧慮和擔心。但企業家們通常是一個社會中最務實、最能解決難題的一群人。我相信，這樣的難題難不住他們。如果沒有能力在對大義的擔當和對風險的規避之間進行平衡，為了避險放棄大義，那么這樣的企業家不是真正有能力的企業家。許多中國的企業家一方面在大義的擔當上畏首畏尾，十分懦弱，另一方面在歌廳里面員工面前豪氣沖天。也許，前面的懦弱需要有后面的豪氣來彌補，這樣才會有內心的平衡。機會主義的態度終將要付出機會主義的代價。企業家不關心社會，社會會關心你。因此，企業家必須關心社會，必須關心公共領域與正義，努力造就適合真正的企業家生存與發展的社會制度。
總之，企業家不去爭取你的那一份，社會就會讓你付出你的那一份。要想沖出道德地雷陣，企業家就要證明自己的道德正當性，就要有大義在胸，要與權力貪腐劃清立場。我始終認為，中國未來的希望在于企業家，而目前的中國企業家在整體上還不能讓人看到這種希望。中國企業家必須從一個盲目的階層，走向一個自覺的階層。
中國風機產業網 過濾機主要是利用一種特殊的過濾介質來完成整個過濾過程，目前被廣泛應用在化工、冶金、染料、造紙廠等行業中。跟著過濾設備的普及，無論是使用仍是沒有使用的用戶，進步過濾機的過濾效率已經成了大家所關心的話題。那該如何進步過濾裝置的過濾效率呢？方法有哪些？給大家具體的分享幾點，但愿對大家有匡助。
假如要想在過濾裝置使用年限進步過濾效率，用戶可要留意啦！需要在使用過程中留意一些題目，實在使用過程中有良多因素影響過濾效率。
1.過濾面積：
因為過濾產品的設計比較簡樸，使用中大家都想讓過濾面積最大化，要想做到這一點，建議一定要把濾布放置平整，切莫折疊。使用一段時間后，要及時清洗濾布，保證濾布上的清潔。
2.增加壓力：
除了濾布能進步效率外，適當的增加壓力也可以進步效率。就是利用過濾液的活動提供動能，同時形成壓力差，當過濾范圍達到一定值后，壓力差就會增大，過濾物的活動速度也就越快，從而導致過濾效率進步。
3.過濾物形式多樣：
除了上述兩點，實在還有過濾雜質的外形，根據時間和溫度的不同，過濾效果會不一樣，這時建議用戶要從溫度，物質的稠密度及固體顆粒形狀等方面來考慮。
因此,水簾廠家，以上3點就是進步過濾機過濾效率的方法，怎么樣？對自己使用過濾裝置是否有參考性的匡助呢？要想進步過濾效率，就要做到全面進步，從而達到利益的最大化。
汽車發動機艙結構布置，氣候條件和汽車行駛工況等是影響汽車熱管理性能的決定性因素。在風扇葉片旋轉效應等影響下，車內換熱器空氣側流場非常復雜，所以揭示空氣側復雜流場對換熱器氣動性能的影響，特別是探尋眾多影響因素之中的統一性，對于提高集成于整車之中的熱管理系統性能具有特別重要的意義。
研究車內換熱器空氣側流場，風扇與換熱器的匹配性能等問題，原則上是可以采用 CFD 軟件來進行模擬計算分析的，但是理論計算結果是否能準確反映汽車熱管理系統實際運行的情況必須通過試驗來驗證。因此，建設本風室試驗平臺的目的在于：
（1）為整車熱環境風洞試驗提供汽車熱管理部套件性能試驗；
（2）為汽車熱管理部套件性能數值分析提供試驗驗證；
（3）為熱管理部套件性能匹配研究提供試驗數據。
本風室試驗臺主要用于車用風扇、換熱器和風扇與換熱器匹配的氣動性能試驗。
1 風室試驗臺結構方案
本風室試驗臺根據 GB/T1236- 2000 中A型進、出氣試驗方式設計而成，由多噴嘴流量測量系統[1] 、配有風機箱低噪聲輔助風機、自動控制與數據采集系統等部分組成。該風室既可以做進氣試驗，也可以做出氣試驗。低噪聲輔助風機再配上風機箱，不但在有限體積上有效地增加了風量，而且還減少了試驗臺的噪聲。輔助風機箱和風室間配有相同的工裝接口，便于進、出氣試驗類型的轉換。同時輔助風機箱和風室下都裝有帶有絞死裝置的腳輪車，方便試驗臺的移動和定位。
該風室試驗臺具有如下特點：
（１） 流量適應范圍廣[2] ： 5 個不同噴嘴的組合，可以測得多種不同的流量范圍；
（２）測量精度高：精確控制噴嘴安裝面的前后壓差，根據被測流量范圍要求開啟不同組合的噴嘴數可以確保測量精度；
（３）穩定性好：輔助風機通過變頻器控制風機轉速，精度可達± 1r/min ，可以使系統在不同工況情況下具有良好的穩定性；
（４）自動化程度高：帶有氣動執行機構的噴嘴蓋和 Labview 軟件的編程控制，方便地實現了整個試驗臺的自動化控制。
２ 風量的確定
一般轎車散熱器的迎風面積在0.123 ～ 0.319m2 之間。轎車怠速下通過散熱器的速度約為2.5m/s＝9km/h ，而最高車速下通過散熱器的迎風速度約為 11m/s＝40km/h ，通過散熱器的最小和最大的風量在1100 ～ 12600m3/h 。
3 噴嘴的選擇和組合
目前一般廠家做的汽車空調冷凝器、散熱器和冷卻風扇的風室試驗臺都采用 4 個噴嘴。本風室試驗臺為了擴大風量測量范圍，確保風量測量精度，根據國標 GB/T 2624 選擇了 5 個噴嘴，噴嘴安裝布置 見圖 2 。此種噴嘴組合可以測得的風量范圍為 500 ～ 14000m 3 /h 。
試驗操作過程中，中間的噴嘴可以通過手動置于常閉或常開狀態，其余 4 個噴嘴在測試過程中，根據測量精度要求由系統控制程序氣動執行機構自動實現開啟或關閉。本噴嘴組合的優點如下：
�。ǎ保┰黾右粋�噴嘴，既滿足了由于散熱器偏大所需的冷卻風量，又同時保證了常用試驗的最小風量；
�。ǎ玻┦茉囼炇铱臻g尺寸和兩兩噴嘴間距要求的限制，中間噴嘴中心與上面兩個噴嘴和下面兩個噴嘴的中心連線分別構成兩個接近等邊的三角形，從而節約了橫向寬度的尺寸，保證了風室進出試驗室的尺寸；
（３）中間噴嘴手動常閉或常開，既省去了氣動裝置的復雜安裝，又可以同時方便地控制最大和最小流量的調節。在常閉時，風量范圍是 1300 ～ 11000m3/h ，足可以滿足一般轎車散熱器的試驗；而當 Φ 110 手動打開時，最小風量可以測得 500m3/h ，最高可以測得14000m3/h ，實現了最大最小風量的調節；
�。ǎ矗┢溆� 4 個噴嘴由電腦通過 D/A 轉換控制帶氣動執行機構蓋子，實現了自動化，免去了人工去開啟和關閉噴嘴蓋的麻煩，從而節省了試驗運行時間，提高了工作效率。
其噴嘴組合后的風量見 表 1 和 表 2 ，其中表1為Φ110常閉狀態，表2為Φ 110 常開狀態。
表 1 Φ 110噴嘴常閉下不同噴嘴組合后的風量
手動： Φ 110 關
序號
噴嘴匹配
噴嘴個數
風量范圍 / （ m 3 /h ）
300 ～ 600Pa/ （ m 3 /h ）
1
Φ 150
1
954 ～ 2227
1348 ～ 1907
2
Φ 189
1
1515 ～ 3535
2140 ～ 3027
3
Φ 150+ Φ 189
2
2469 ～ 5762
3488 ～ 4933
4
Φ 189 × 2
2
3030 ～ 7070
4280 ～ 6063
5
Φ 150+ Φ 189 × 2
3
3984 ～ 9257
5630 ～ 7962
6
Φ 189 × 3
3
4545 ～ 10605
6420 ～ 9080
7
Φ 150 ＋ Φ 189 × 3
4
5499 ～ 12832
7771 ～ 10990
表 2 Φ 110噴嘴常開下不同噴嘴組合后的風量
手動： Φ 110 開
序號
噴嘴匹配
噴嘴個數
風量范圍 / （ m 3 /h ）
300 ～ 600Pa/ （ m 3 /h ）
1
Φ 110
—
1
513 ～ 1197
725.2 ～ 1026
2
Φ 150
2
1467 ～ 3424
2074 ～ 2933
3
Φ 189
2
2028 ～ 4732
2866 ～ 4053
4
Φ 150+ Φ 189
3
2982 ～ 6959
4215 ～ 5960
5
Φ 189 × 2
3
3543 ～ 8267
5007 ～ 7081
6
Φ 150+ Φ 189 × 2
4
4497 ～ 10454
6355 ～ 8988
7
Φ 189 × 3
4
5058 ～ 11802
7148 ～ 10108
8
Φ 150+ Φ 189 × 3
5
6012 ～ 14029
8496 ～ 12016
4 風室尺寸的確定
4.1 截面的確定
噴嘴的個數和氣缸（氣動執行機構）的選擇與安裝決定了風室截面的大小：
(1) 由噴嘴確定的尺寸 見圖 2 ；
(2) 氣缸的選擇。單個噴嘴喉部所允許的最大風速是 35m/s ，故該風速在單個噴嘴所產生的最大動壓是 766Pa ，故在最大噴嘴 Φ 189 處產生的力為 F ＝ p × A ＝ 21.5N 。為保證氣缸將噴嘴口壓實，選擇內徑較大的氣缸 Φ 40 直徑的， 見圖 3 ，
可以驗證，在氣缸內部氣壓為2個大氣壓時產生的壓力為 251N ，通過力矩平衡 251N × cos19 × 160/380 ＝ 100N>21.5N ，所以該氣缸滿足要求。同時噴嘴蓋子平放時，蓋子平面到噴嘴中心距離為 287.3mm>1.5 d =283.5mm ， 如圖 4 ， 滿足 GB/T1236- 2000 要求。
綜上，截面寬尺寸為 290 × 2 ＋ 670 ＝ 1250mm ，截面高尺寸為 510 × 2+930 ＝ 1950mm 。故風室的當量直徑為 D ＝ (4 hb / π ) 0.5 =1762mm 。
４.２ 整體尺寸的確定
見圖 5 ， 由 A 型進氣風室要求 L 1 ≥ 0.2 D =352mm ， L 2 ≥ 0.5D=881mm ， L 3 ≥ 2.5 d =472.5mm ， L 4 ≥ 0.5 D =881mm ；由 A 型出氣風室要求 L 1 ≥ 0.6 D =1057mm ， L 2 ≥ 0.5 D =881mm ， L 3 ≥ 2.5 d =472.5mm ， L 4 無要求，綜合考慮， L 1 ＝ 1100mm ， L 2 ＝ 900mm ， L 3 ＝ 1100mm （氣缸行程需要安裝空間）， L 4 ＝ 900mm ，噴嘴安裝面剛度要求，選擇 12mm 厚的鋁板。其他安裝部件完全按照 GB/T1236-2000 ，這樣風室的總長度是 4012mm ，總高度是 1950mm ，總寬度是 1250mm 。根據人體工程學原理，風室試驗臺進出口的工裝高度中心控制在 1350mm ；可視窗和維修門安裝高度也同樣是出于人體工程學的考慮。
５ 風室的測試系統以及自動控制的實現
自動測試系統在微軟 WindowsXP 系統下開發，測試與控制程序的編程在 labview 平臺下開發。 測試方式分為自動和手動兩種，用戶只要進行初始界面選擇即可。在進入選擇模塊后，輸入初始化數據（可在已存好數據的數據庫中讀取，也可以從磁盤中讀�。�。確定后進入自動或手動測試狀態。在測試過程中可對不良數據點進行剔除。最終可完成測試后輸入數據處理和報告輸出。其中風扇（包括散熱器和二者總成）氣動性能試驗 輸出報表包括測試工況記錄，計算結果及風扇性能曲線圖。
本系統采用各種傳感器實現現場物理信號到電信號的轉換，通過接口端子送入計算機 ( 圖 6) 。壓力（含差壓）、溫度、濕度等參數通過數據采集卡將模擬量變化信號轉換為數字量送入計算機，轉速、功率使用 RS232 或者 RS485 串口通訊直接送入計算機 [3-4] 。儀器儀表的選擇見表 3 。
表 3 該風室所選的儀器儀表
名稱
規格
單位
數量
差壓傳感器
EJA110 ， 0 ～ 1000Pa ， 0.1%
臺
2
風室（管溫式）溫濕度傳感器
HMT100 ， 0.2 ℃， 1.7%
臺
1
壓力傳感器
EJA310 ， 0 ～ 130kPa ， 0.1 ％
套
1
電參數測量儀器
8716 ， 0.5%
套
1
光電轉速傳感器
±0.5 ％ (±1r/min)
根
1
輸入輸出模塊
4017/4021
套
1
通訊擴展卡
研華 /MOXA
套
1
轉換模塊
RS485-RS232 ，研華 /MOXA
套
1
流量調節的控制是通過繼電器輸出來控制電動執行機構調整噴嘴的開關。當壓差小于 250Pa 時，噴嘴按表 1 中的組合順序從 7 到 1 自動組合關閉（表 2 狀態下是 8 到 1 的順序），當壓差大于 650Pa 時，噴嘴按表 1 （或表 2 ）相反順序自動組合開啟。被測風扇和輔助風機的轉速是通過變頻器來實現的，通過模擬輸出接收模塊可以方便地運轉、停止和設置各種轉速，以便調節被測風扇的靜壓的變化。試驗程序中既可通過控制流量進行試驗測量，又可通過控制靜壓來實現進行試驗測量。數據采集最后以 Excel 表的形式輸出， 見表 4 。 不同的被測部件，輸出不同的氣動特性曲線圖。
６ 結論
(1) 該風室為多噴嘴風室，測量范圍是 500 ～ 14000m 3 /h 。
(2) 試驗對象主要以轎車冷卻風扇、換熱器和風扇換熱器的匹配的空氣動力阻力試驗為主，同時可以滿足部分工業風扇和換熱器的測量。
(3) 風室尺寸大小是 4012mm × 1250mm × 1950mm 。
(4) 輔助風機配有風機箱，方便了進出氣試驗的轉換，降低了噪聲。
(5) 5 個噴嘴中間實行常閉或常開，調節最小和最大流量，其他 4 個大噴嘴通過電腦對聯有噴嘴蓋的氣缸氣動執行控制，實現了自動化。
(6) 整個 測試與控制程序在 Labview 平臺下開發。
4．1．2 TLC0834概述
TLC0834是TI公司生產的8位逐次逼近模／數轉換器，具有輸入可配置的多通道多路器和串形輸入／輸出方式。其多路器可由軟件配置為單端或差分輸入，也可以配置為偽差分輸入。另外，其輸入基準電壓大小可以調整。在全8位分辨率下，它允許任意小的模擬電壓編碼間隔。由于TLC0834采用的是串行輸入結構，因此封裝體積小，可節省51系列單片機I／0資源，價格也較適中。其主要特點如下：8位分辨率；易于和微處理器接口或獨立使用；可滿量程工作；可用地址邏輯多路器選通4輸入通道；單5 V供電，輸入范圍為O～5 V；當輸入和輸出與TTL，CMOS電平兼容時鐘頻率為250 kHz時，其轉換時間為32μs；可以和美國國家半導體公司的ADC0834和ADC0838進行替換，但它內部不帶齊納穩壓器網絡；總調整誤差為±1 LSB。
4．2 信號處理單元P87LPC764 8位0TP單片機
P87LPC764系列單片機是Philips公司為滿足低成本，高集成場合而開發的芯片，該芯片采用加速51內核，在相同的時鐘頻率下，其速度是標準51的2倍，內含A／D，UART串口、自帶振蕩器、I2C總線接口等，可以滿足許多方面的性能要求。
P87LPC764包含中央處理單元、128 B內部數據存儲器RAM，4 kB的OTP程序存儲器、15個I／O口和1個輸入口、2個16位獨立的代溢出觸發功能的定時／計數器、8個鍵盤中斷輸入和兩個外部中斷輸入。此外，P87LPC764還有上電復位、空閑掉電模式、低電平中斷喚醒功能。掉電模式下，電流僅位1μA。若選擇片內振蕩器，則無需外接元件，僅接上正電源及地線即可。獨立的看門狗振蕩電路，因而它可偵測時鐘源的工作狀態。32 B用戶代碼區可用來存放序列碼及設置參數，4個中斷優先級。
5 系統軟件設計
主程序流程圖如圖2所示，采用人性化設計，用戶不必做任何操作，智能運行。開機上電，系統進入初始化程序，對單片機P87LPC764，LCD，E2PROM分別進行初始化。實時采集室內溫度并顯示，然后單片機進行睡眠狀態，等待方波發生器產生的外部中斷或鍵盤中斷的發生。
當方波發生器每O．5 s產生1個中斷喚醒單片機時，主程序調用累計時間處理子程序，對系統運行時間進行累加，每小時自動存儲一次時間數據到E2PROM內。
鍵盤中斷后，程序進入按鍵中斷服務程序，執行按鍵操作功能，完成對工作模式，控制周期和調整幅度的設定。中斷程序執行結束后，系統測量實時溫度并顯示溫度。系統共有5個溫度控制狀態，方波發生器每O．5 s產生一個外部中斷后，系統就查詢一次系統溫度控制狀態，并根據相應的狀態進行相應的調整。
狀態0是未啟動狀態，表示主機剛剛啟動運行，室內溫度和目標溫度相差可能較大，這時系統全功率運行5 min，使室內溫度在最短的時間內到達目標溫度。
狀態l是啟動狀態，這時要判斷采樣到的室內溫度與用戶設定溫度值的大小關系，室內采樣溫度大于用戶設定溫度時，系統進入狀態2提速狀態，提高數／模轉換器的輸出電壓，從而實現提高電機功率，加速制冷。當室內采樣溫度小于用戶設定溫度時，系統進入狀態3減速狀態，降低數／模轉換器的輸出電壓，從而達到降低電機功率目地。當室內采樣溫度等于用戶設定時，系統進入平衡狀態，保持電機功率不變。從而使室溫維持在用戶所期望的恒定溫度，讓人感到舒適滿意，更重要的是其節能效果高達30％以上。
6 結 語
程序在經過調試后，在實際的應用中有良好的效果。在實際的測試中，有2點值得注意：
(1)工業采集要求的是準確的基礎上靈敏，但這2點有時是相互沖突的。在實際的應用中，一般采集64次完全可以保證精度與靈敏性。
(2)由于比較的參數可以通過E2PROM存貯，只要對電路稍加改動，即可適用于其他場合和工礦的要求。因此，這款成本低，精度高的溫控節能裝置具有更強的競爭力，對于購銷雙方都是有利的。
本系統采用P87LPC764單片機控制，外圍電路少、系統穩定、功能強、操作方便、低成本、值得推廣。
| 首鋼皮帶廠除塵風機變頻改造案例 |
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一、 項目背景
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???????? 摘? 要： 本文結合6500kW/10kV高壓變頻器實際運行工況，介紹了國產超大功率高壓變頻器在高爐鼓風機上的應用。通過改造，實現了高爐的工藝優化，也體現了國產基于單元級聯式多電平高壓變頻器的制造能力。 關鍵詞 ：高壓變頻器?? 高爐鼓風機?? 單元級聯式多電平 Abstract: This paper introduces the application of high power and high voltage inverter produced in our country in the condition of the actual Blower of Blast furnace. The reconstruction implements the efficient running of blast furnace and embodies the manufacturing capabilities of the high voltage inverter based on the Power unit connects the multi- levels in China. Key words: High voltage inverter?? Blast furnace of the fans?? Power unit connects the multi- levels 1 引言 ????? 山西永恒工貿有限公司始建于1998年，是由原“稷山縣地方國營煉鐵廠”改建而成，屬于私營股份制企業�，F在有450m3煉鐵高爐一座，220m3煉鐵高爐兩座，燒結機兩臺，JN4340型焦爐一座，水泥生產線一條。年生產生鐵90萬噸。近年來，公司積極響應國家產業政策，加快技術進步的同時，積極進行節能減排，實現廢氣（物）循環再利用，形成了煤?焦?化和煤?焦?鐵?電（水泥）兩條循環生產線。 ????? 永恒工貿450m3煉鐵高爐風機采用6500kW/10kV三相異步電動機，定子串水電阻方式啟動，啟動時沖擊電流大，持續時間長。而且受電網容量的限制，在每次啟動時均需將廠內其它所有用電設備停掉，在此臺高爐風機起動后才能起動其他設備，操縱比較麻煩，因此有些時候在即使設備檢驗不出鐵的時候也是盡量不停高爐風機，且風量調節采用風門調節，這樣就造成了電能的浪費。由于變頻用具有軟啟動、軟停止功能，啟動電流小，可解決高爐風機啟動時的大題目，再就是變頻器可以節約電能，因此山西永恒工貿有限公司廠領導決定實行變頻改造。 2 高爐鼓風機工藝 ????? 高爐因具有煉鐵技術經濟指標良好，工藝簡單，生產量大，勞動生產效率高，能耗低等優點，這種方法生產的鐵占世界鐵總產量的盡大部分。高爐為煉鐵環節中最主要的設備，它為橫斷面為圓形的煉鐵豎爐，生產時從爐頂裝進鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子下部的風口吹進經預熱的空氣。在高溫下焦炭中的碳同鼓進空氣中的氧燃燒天生的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除往鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。鐵水從鐵口放出，天生的爐渣，從渣口排出。煤氣從爐頂排出，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等燃料。 ??? 高爐鼓風機是高爐最重要的動力設備。高爐冶煉流程如下圖1所示，它首先通過空氣過濾器在大氣中收集干凈的空氣，由高爐鼓風機加壓后經熱風爐進風口送進熱風爐，由熱風爐對空氣進行加熱后經高爐下部風口吹進，以保證高爐中燃燒的焦炭和噴吹的燃料所需的氧氣，另外還要有一定的風壓克服整個系統和料柱 ? 1、料車?? 2、上料斜橋?? 3、高爐?? 4、鐵、渣口?? 5、高爐鼓風機進風口 6、熱風爐? 7、重力除塵?? 8、文氏管? 9、洗滌塔?? 10、煙囪 11、熱風爐進風口 圖1? 高爐冶煉流程示意圖 ????????的阻損，并使高爐保持一定的爐頂壓力。現代大、中型高爐所用的鼓風機，大多用三相異步電機驅動的離心式鼓風機和軸流式鼓風機。鼓風機耗電雖多，但啟動方便，易于維修，投資較少。十分受用戶的青睞。高爐冶煉要求鼓風性能供給一定量的空氣，以保證燃燒一定的碳；其所需風量的大小不僅與爐容成正比，而且與高爐強化程度有關。一般按單位爐容2.1～2.5m3／min的風量配備。但實際上不少的高爐考慮到生產的發展，配備的風性能力都大于這一比例。 ???????? 3高爐鼓風機改造方案 ????????????? 高爐鼓風機是高爐生產系統的動力中樞，一旦風機不能正常運行，不但影響生產，而且造成重大損失；另外，調速系統工作的環境比較惡劣；所以，和高爐風機配套的高壓調速系統方案應周密細致，經過雙方技術職員的合作，制定了高爐鼓風機的技術改造方案。 ????????3.1?? 450m3煉鐵高爐風機及配套電機參數 表1高爐風機基本參數 ????????? 3.2高爐變頻改造技術方案 ?? ? 圖2 手動旁路柜一次回路圖 ????????????? 圖2旁路柜中，共有3個高壓隔離開關，為了確保不向變頻器輸出端反送電，K2與K3采用電磁互鎖操動機構，實現電磁互鎖。當K1、K3閉合，K2斷開時，電機變頻運行；當K1、K3斷開，K2閉合時，電機工頻運行，此時變頻器從高壓中隔離出來，便于檢驗、維護和調試。 ????????????? 旁路柜必須與上級高壓斷路器DL連鎖，DL合閘時，盡對不答應操縱旁路隔離開關與變頻輸出隔離開關，以防止出現拉弧現象，確保操縱職員和設備的安全。 ????????????? 故障分閘：將變頻器“高壓分斷”信號與旁路柜“變頻投進”信號串聯后，并聯于高壓開關分閘回路。在變頻投進狀態下，當變頻器出現故障時，分斷變頻器高壓輸進；旁路投進狀態下，變頻器故障分閘無效。 ????????保護：保持原有對電機的保護及其整定值不變。 ????????高壓變頻器設備現場運行照片如圖3所示。 ? 圖3高壓變頻器現場運行照片 ????????4高壓變頻器的制造 ????????4.1 單元級聯式多電平變頻器 ????????????? 6500kW/10kV高壓變頻器采用單元級聯式多電平方式。由于此種變頻器采用多個功率單元串聯的方法來實現高壓輸出，所以具有以下優點： ????????（1）其輸出通常采用多電平移相式PWM，可以實現較低的輸出電壓諧波，較小的du/dt和共模電壓。 ????????（2）輸進通常采用移相隔離變壓器實現多重化整流，以達到抑制輸進諧波的目的。 ????????4.2 雙移相變壓器結構 ????????????? 高壓變頻器的輸進變壓器采用干式移相變壓器，考慮到假如只做一個變壓器，容量會比較大，體積也會很大，受變頻器的搬運、安裝以及受變頻器安裝空間所限；且由于變壓器為干式的，散熱處理比較困難，高壓變頻器采用雙變壓器結構。每臺變壓器的容量為4000kVA,各自承擔功率單元50%的供電。 ????????4.3 功率單元結構 ????????????? 在普通10kV高壓變頻器的設計一般采用24功率單元結構，每相8個功率單元，每個單元輸出的功率為整機功率的1/24，由于6500kW/10kV高壓變頻器運行時輸出功率太大，假如采用24功率單元結構，那么單個功率單元內要求的濾波電容就會很多，功率單元的體積就會很大，綜合考慮6500kW變頻器采用30功率單元結構，單元輸進電壓為525V。這樣不僅會使變頻器的高壓輸出更接近于正弦波使輸進諧波更低。而且單個單元承受的電壓更低，更易于控制。 ????????4.4 功率單元的冗余設計及“星點漂移” ????????（1）30個功率單元結構上完全一致，可以互換，其電路結構如圖4所示，為基本的交- 直- 交單相逆變電路，整流側為二極管實現三相全波整流，通過對IGBT 逆變橋進行正弦PWM 控制。每個功率單元完全一樣，可以互換，這不但調試、維修方便，而且備份也十分經濟。假如一個功率單元發生故障，該單元的輸出端能自動旁路而整機可以正常運行。 ? 圖4功率單元原理圖 ????????（2）星點漂移 ????????30個功率單元分為3組，每10個單元為一相。在正常情況下，三相輸出A、B、C平衡，中性點即星點在O點。如圖5所示，當A相有一個單元故障時，把 ? 圖5 星點漂移示意圖 ????????當出現2個或3個單元故障時，同樣要經過復雜的運算使三相平衡。現最多可做到3個單元故障的星點轉移功能。這種單元的冗余設計大大的進步了變頻器的穩定性。 ????????4.5 JD-BP38高壓變頻調速系統的可靠性設計 為保證JD-BP38高壓變頻調速系統的高可靠性，在進步系統各組單元的內在可靠性和系統抵抗外部故障因素的能力方面，主要采用以下設計措施： （1）上位操縱計算機采用與主控計算機基本相同的軟硬件配置，當主控計算機發生故障時，可以在不停機的狀態下，迅速替換，保證系統的可靠性運行。 （2）控制系統由主控單元、PLC(西門子S7-200)、主控計算機組成，在主控計算機發生故障時，系統不停機，確保生產的進行。 （3）為了進步系統的抗干擾能力，所有的功率模塊與主控單元之間通過光纖通訊，低壓和高壓部分完全可靠隔離，所有I/O板全部采用了隔離措施，將通道上竄進的干擾源拒盡在系統之外。 （4）控制器結構上采用箱體結構，各控制單元板采用FPGA、CPLD等大規模集成電路和表面焊接技術，系統具有極高的可靠性。 （5）盡量采用低功耗的CMOS元器件進步系統的溫度適應能力，降低功耗。 （6）電源系統完全采用開關電源技術，各部分功能單元采用獨立的供電措施，保證在某一部分發生故障時，其他部分仍能可靠運行。 （7）選用各種電阻、電容器及集成電路、隔離器件時，對其耐壓能力留有較大的余量，對集成電路的拉電流、灌電流能力使用，也留有足夠的余量。 （8）輸進干式變壓器免維護，可靠性高。 （9）多級模塊串聯，器件工作在低壓狀態，便于采用成熟技術，不易發生故障。 ??? 軟件可靠性措施：整個軟件開發過程按正向設計進行，底層實時控制系統為自行設計和編寫，確保整個系統中沒有不清楚的部分，資源分配留出很大裕度。整個系統的組成軟件經過嚴格測試，窮盡各種故障可能，確保系統不死機，不出故障。對所有接口關系嚴格定義，且均設立非法進進和退出處理措施。 5 變頻器的安裝 ??? 高爐鼓風機作為鋼鐵廠最為關鍵的設備，它的停機輕則會導致鐵廠的停產，重則會導致事故發生，所以必須要保證高爐鼓風機的穩定運行。 5.1 變頻器的現場散熱處理 ??? 大功率變頻器作為一個比較大的發熱源，它運行時的散熱就顯的尤為重要。高爐鼓風機位于高爐四周，四周的粉塵量比較大，特別是導電性粉塵，所以在選擇變頻器的冷卻方式上只有以下兩種：（1）風冷和空調配合使用；（2）為液體冷卻（一般為水冷）。 ??? 由于高壓變頻器中需要冷卻的元器件均為導電體，因此在設計液體冷卻系統時必須采用間接液體冷卻，這使得冷卻系統的設計極為復雜，且本錢高；有由于液體冷卻系同一處出題目有可能導致整個冷卻系統的癱瘓，所以穩定性也低。 ??? 相反，風冷具有：（1）設計簡單；（2）可以采用冗余設計；（3）與空調冷卻配合使用，可以使變頻器的運行環境相對封閉，保證變頻器的衛生。 ??? 綜合考慮，我們在6500kW/10kV變頻器的冷卻方式上選擇了風冷，并配合空調冷卻使用。 ??? 一臺完整的高壓變頻器分為四部分：旁路柜、變壓器柜、功率單元柜和控制柜。變壓器柜和功率單元柜幾乎占了整機全部的發熱量。變壓器柜相對于功率單元柜所要求的運行環境要低的多，而且這么大的變頻器變壓器的發熱量也不小，為了節省空調使用數目，在變頻器結構設計上采用變壓器柜和功率單元柜分開放置的方法。 ??? 具體方法為：變壓器柜與功率單元柜中間隔開700mm的間隔，變頻器安裝完成后中間采用隔熱材料隔開，這樣就使得一臺變頻器放在兩間屋子里了。變壓器柜與旁路柜在一起并采用強迫風冷，然后再在變壓器柜頂安裝風道，收集變壓器的產熱直接排到安裝環境之外；功率單元柜與控制柜在一起安裝在一個相對獨立且封閉的房間里，也采用強迫風冷，并在房間內安裝空調來降低環境溫度，保證功率單元柜及控制柜的運行環境。 ??? 安裝空調時為了保證變頻器的安全運行要求空調有足夠的制冷量且有余量。由于沒有變壓器的熱量，所以按照變頻器額定功率3%的發熱量來設計空調： 6500×0.03=195(kW) 現場實際安裝空調數目為8臺制冷量為24kW的空調，單臺空調是獨立的，這樣保證單臺空調出現題目是不會影響機器的運行。 實際運行情況為在夏天天氣最熱的幾天里，同時7臺空調運行，就能把環境溫度控制在27℃左右。 ????????5.2上位機控制 ????????由于高爐鼓風機壓力操縱比較頻繁且精度要求比較高，綜合考慮后變頻器控制方式采 圖6 上位機運行畫面 ????????????? 用上位機控制。運行界面如圖6所示，采用RS-485網絡與變頻器通訊。上位機控制方式控制變頻器的運行頻率比模擬量控制更正確，使高爐壓力的調節更加正確，做到高爐壓力完全無波動調節，且能實時記錄變頻器的運行數據并保存以供需要時查詢。進一步保證高爐的穩定運行。 ?? ?????????5.3 故障自復位 ??? 為了在變頻器故障時能最大限度的減少損失，變頻器增加了故障自復位功能，在變頻器不斷高壓電的情況下，通過軟件或故障復位按鈕設置能讓變頻器故障自復位。這可以使變頻器出現故障后以最快的速度再次投進運行。 6變頻器的使用效果 6500kW/10kV高壓變頻器在山西永恒工貿高爐鼓風機正式投產日期為2010年5月5日，至本文完成時已安全無故障運行半年有余。高爐鼓風機變頻改造后有以下優點： 6.1節電效果明顯 ??? 在變頻器沒有安裝以前高壓電機采用定子串水電阻啟動，風壓通過風門調節。這樣電機始終運行在額定狀態，變頻器安裝以后風門全開，風壓通過調節變頻器頻率實現。實現了節電的目的，下面對節電量作定量分析。 ????????? ?定量計算：電價按0.45元計算，一年運行時間按330天 電機工頻年耗電量： W工=1.732×10×366×0.9×24×330 ?????? =45185247.36（度） 變頻器耗電量： W變=1.732×10×270×0.95×24×330 ?????? =35185233.6（度） 空調最大耗電量： W空=1.732×380×17.5×0.85÷1000×7×24×330 ?????? =542764.807（度） 年節省用度： F= (W工－W變－W空) ×0.45 =(45185247.36－35185233.6－542764.807) ×0.45 =9457248.953×0.45 =4255762（元） 綜上所述，變頻改造后，節能效果是非常明顯的。 6.2 變頻器軟啟動功能解決鼓風機啟動題目 ??? 永恒工貿一共有三個廠區：鐵廠，燒結車間負壓風機和鋼廠。三個廠區公用一個變壓器，變壓器容量為25000kVA。而6500kW/10kV高爐鼓風機使用定子串水電阻方式啟動，啟動時沖擊電流大，持續時間長，這使得在鐵廠高爐鼓風機啟動時必須讓燒結車間與鋼廠停止生產，把所有的大型用電設備停掉，然后才能啟動。這樣麻煩的啟動方式致使在設備檢驗不出鐵時也盡量不讓高爐鼓風機停止，這不僅讓機器的檢驗不方便也無形中造成了大量電能的浪費。 用上變頻器以后，變頻器帶動電機從0.5Hz軟啟動，啟動電流不超過額定電流，不僅讓高爐鼓風機開停機極為方便，也節約了電能；還減小了啟動時對電機、風機及整個高爐系統的沖擊。 ????????6.3 減小電機振動及噪音 ??? 6500kW電機因功率大，運行時噪音污染特別嚴重。但是高爐鼓風機作為重要環節必須24小時有人監護，這種環境勢必要給工人的身心健康造成嚴重傷害。最大限度的減小電機、風機的振動，不但能改善監護職員的工作環境，還能延長設備壽命，減少設備故障率及維護、維修用度。 下面表5是用變頻前后高壓電機軸振動幅值： ???????????? ?由以上數據可知，使用變頻器可有效減少設備振動，從而降低噪音，減少設備維護用度。 ????????6.4變頻器的其他優點 （1）飛車啟動功能：能夠識別電機的速度并在電機不停轉的情況下直接起動。 （2）矢量控制技術和載波移相控制技術：采用高速DSP作為中心處理器，運算速度更快，，讓控制更精準。 （3）旋轉中再啟動功能：運行過程中高壓瞬時掉電三十秒鐘內恢復，高壓變頻器不停機，高壓恢復后變頻自動運行到掉電前的頻率。 （4）運行過程中外部頻率給定信號出現故障（短路或開路），整機維持故障前的運行頻率不變，給出報警信號。 （5）參數自整定功能：無須手動設置，自識別電機參數，適配于普通異步電機。 （6）整機旁路功能：在變頻器整機出現故障時，變頻器能提供工頻旁路，讓系統繼續運行。 7 結束語 ??? 高爐鼓風機經過變頻改造后,不僅達到了良好的節能效果,并且使整套高爐系統的穩定性進步了一個臺階。這是國內為數未幾的超大功率高壓變頻器在高爐風機上的應用，改造是極為成功的，也說明了國產高壓變頻器已經擁有了生產超大功率高壓變頻器的技術。 ??? 隨著國家對節能減排工作的越來越重視，企業通過各種措施降低生產本錢，其中變頻技術起到了關鍵作用，取得了明顯的經濟效益和社會效益，適應了國家建設資源節約型社會的潮流。 參考文獻 ?[1]山東新風光電子使用手冊[Z]. 山東新風光電子科技發展有限公司。 ?[2]山東新風光電子JD-BP38-6500F高壓變頻調速系統山西永恒公司調試大綱。 ?[3]山東新風光電子JD-BP38-6500F高壓變頻調速系統山西永恒公司驗收報告。 作者簡介 陸思黨，男，技術支持工程師，供職于山東新風光電子科技發展有限公司。 地址：山東省汶上經濟開發區 電話：0537-7237196 郵編：272500
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