离心式电机拖动系统设计19页.doc

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烟台南山学院

电机与拖动课程设计

题目离心式电机拖动系统设计

姓名：

XXX

所在学院：

计算机与电气自动化学院

所学专业：

自动化

班级：

自动化XXXX

学号：

XXXXXXXXXXXX

指导教师：

XXX

完成时间：

2013.12.20

设计要求

（1）选择用于拖动离心式风机的电机,电机应能可靠启动、运转、停止。

（2）联锁电路设计应能可靠工作

（3）满足所需流量和压力的工况点应在最高效率点附近；

（4）最高效率要高，效率曲线平坦；

（5）压力曲线的稳定工作区间要宽；

（6）足够的强度，刚度，工作安全可靠；

（7）调节性能好；

（8）维护方便。

摘要

离心式风机是石材加工企业常用的辅助生产设备，主要用于通风与除尘装置中，如石材切割和打磨工序中旋风除尘器及布袋除尘器等均需要利用离心式风机对生产场地进行除尘处理，确保生产环境洁净，保护生产者身心健康。

风机是一种高耗能的设备，消耗的电力资源在石材加工中的比例较大，随着当前我国能源的日益短缺及高产、高效工作面的推广应用，节能降耗已成为石材生产企业普遍关注的问题，降低风机的电耗除了提高风机本身的效率外，合理地选用风机的调节方式是最重要的。

【关键词】离心式风机降压启动电机选型

目录

第一章绪论 1

第二章离心式风机简介 2

2.1离心式风机的性能 2

2.2离心式风机的原理 2

第三章离心式风机电机选型设计 3

3.1电机选型 3

3.2风机选型的一般步骤 4

3.2.1计算确定场地的通风量 4

3.2.2计算所需总推力 4

3.2.3确定风机布置的总体方案 5

3.2.4单台风机参数的确定 5

3.3特定场合风机选型使用分析 6

3.3.1仓库通风 6

3.3.2厨房排风 6

3.3.3高档场所通风 6

3.3.4污水处理中风机选型应注意的问题 7

第四章离心式风机拖动系统设计 10

4.1拖动系统分析 10

4.2三相异步电动机降压启动 10

4.2.1三相异步电动机降压启动注意事项 10

4.2.2三相异步电动机的节能途径 10

4.3离心式风机的调压方法 11

第五章离心式风机控制电路设计 13

5.1电路设计及电路原件的选择 13

5.2相关参数校验 13

5.2.1参数校验 13

5.2.2温升校验 14

结论 15

参考文献 16

第一章绪论

离心风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。

离心式风机风量大效率高、运转平稳躁声低、结构完整便于维护拆装方便等优点。

离心风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气的推进等。

电厂离心式风机我国早从20世纪60年代起就开发了具有世界先进水平的电站离心式风机，随后又开发出了一大批适用于我国火力发电技术发展各时期需要的电站离心式风机。

目前包括相关引进国外先进技术的厂家一起，我国已能生产出具有国际先进水平的电站离心式风机，能够满足我国常规火力发电枝术发展的需要。

我国电站风机的运行水平总体来说我国电站风机的运行水平是比较高的，但为满足我国电国实际需要，还需进一步提高。

14

第二章离心式风机简介

2.1离心式风机的性能

离心式风机实质是一种变流量恒压装置。

当转速一定时，离心式风机的压力-流量理论曲线应是一条直线。

由于内部损失，实际特性曲线是弯曲的。

离心式风机中所产生的压力受到进气温度或密度变化的较大影响。

对一个给定的进气量，最高进气温度（空气密度最低）时产生的压力最低。

对于一条给定的压力与流量特性曲线，就有一条功率与流量特性曲线。

当鼓风机以恒速运行时，对于一个给定的流量，所需的功率随进气温度的降低而升高。

2.2离心式风机的原理

离心式风机的工作原理与透平压缩机基本相同，只是由于气体流速较低，压力变化不大，一般不需要考虑气体比容的变化，即把气体作为不可压缩流体处理。

离心式风机是根据动能转换为势能的原理，利用高速旋转的叶轮将气体加速，然后减速、改变流向，使动能转换成势能（压力）。

在单级离心式风机中，气体从轴向进入叶轮，气体流经叶轮时改变成径向，然后进入扩压器。

在扩压器中，气体改变了流动方向造成减速，这种减速作用将动能转换成压力能。

压力增高主要发生在叶轮中，其次发生在扩压过程。

在多级离心式风机中，用回流器使气流进入下一叶轮，产生更高压力。

离心式风机可制成右旋和左旋两种型式。

从电动机一侧正视，叶轮顺时针旋转，称为右旋转风机，逆时针旋转，称为左旋。

离心式风机实质是一种变流量恒压装置。

当转速一定时，离心式风机的压力-流量理论曲线应是一条直线。

由于内部损失，实际特性曲线是弯曲的。

离心式风机中所产生的压力受到进气温度或密度变化的较大影响。

对一个给定的进气量，最高进气温度（空气密度最低）时产生的压力最低。

对于一条给定的压力与流量特性曲线，就有一条功率与流量特性曲线。

当鼓风机以恒速运行时，对于一个给定的流量，所需的功率随进气温度的降低而升高。

第三章离心式风机电机选型设计

3.1电机选型

三相交流异步电动机的选用，主要从选用的电动机的功率、工作电压、种类、型式及其保护电器考虑，由已知参数选取电机Y280S-4

Y系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。

安装尺寸和功率等级符合IEC标准，外壳防护等级为IP44，冷却方法为IC411，连续工作制（S1）。

适用于驱动无特殊要求的机械设备，如机床、泵、风机、压缩机、搅拌机、运输机械、农业机械、食品机械等。

Y系列电动机效率高、节能、堵转转矩高、噪音低、振动小、运行安全可靠。

Y80～315电动机符合Y系列（IP44）三相异步电动机技术条件JB/T9616-1999。

Y355电动机符合Y系列（IP44）三相异步电动机技术条件JB5274-91。

Y80～315电动机采用B级绝缘。

Y355电动机采用F级绝缘。

额定电压为380V，额定频率为50Hz。

功率3kW及以下为Y接法；其它功率均为△接法。

电动机运行地点的海拔不超过1000m；环境空气温度随季节变化，但不超过40℃；最低环境空气温度为-15℃；最湿月月平均最高相对湿度为90%；同时该月月平均最低温度不高于25℃。

电动机有一个轴伸，按用户需要，可制成双轴伸，第二轴伸亦能传递额定功率，但只能用联轴器传动。

表3-1机型

机号

转速r/min

风量m3/s

全压Pa

功率（kw）

12

1450

22.5-42.3

804-1542

75

表3-2电动机参数

电机名称：

Y系列三相异步电机

型号：

Y280S-4

额定功率kw：

100

转速r/min：

1480

电流：

140.7

效率：

92.7

功率因数：

.88

堵转电流额定电流：

7

堵转转矩额定转矩：

1.9

最大转矩额定转矩：

重量：

562

噪音：

90

类别：

Y系列

此电机完全符合要求且利用率最高所以比较合适

3.2风机选型的一般步骤

3.2.1计算确定场地的通风量

风机风量的定义为：

风速V与风道截面积F的乘积。

大型风机由于能够用风速计准确测出风速。

所以风量计算也很简单.直接用公式Q=VF便可算出风量。

风机数量的确定根据所选房间的换气次数，计算厂房所需总风量，进而计算得风机数量。

计算公式：

N=V×n/Q其中：

N--风机数量（台），V--场地体积（m3），n--换气次数（次/时），Q--所选风机型号的单台风量（m3/h）。

风机型号的选择应该根据厂房实际情况。

尽量选取与原窗口尺寸相匹配的风机型号。

风机与湿帘尽量保持一定的距离（尽可能分别装在厂房的山墙两侧）。

实现良好的通风换气效果，排风侧尽量不靠近附近建筑物，以防影响附近住户。

如从室内带出的空气中含有污染环境，可以在风口安装喷水装置，吸附近污染物集中回收.不污染环境。

3.2.2计算所需总推力

其中，At：

隧道横截面积（m2）

△P:

各项阻力之和（Pa）；一般应计及下列4项：

（1）隧道进风口阻力与出风口阻力；

（2）隧道表面摩擦阻力,悬吊风机装置、支架及路标等引起的阻力；

（3）交通阻力；

（4）隧道进出口之间因温度、气压、风速不同而生的压力差所产生的阻力。

3.2.3确定风机布置的总体方案

根据隧道长度、所需总推力以及射流风机提供推力的范围，初步确定在隧道总长上共布置m组风机，每组n台，每台风机的推力为T。

满足m×n×T≥Tt的总推力要求,同时考虑下列限制条件：

（1）n台风机并列时,其中心线横向间距应大于2倍风机直径

（2）m组（台）风机串列时,纵向间距应大于10倍隧道直径

3.2.4单台风机参数的确定

射流风机的性能以其施加于气流的推力来衡量,风机产生的推力在理论上等于风机进出口气流的动量差（动量等于气流质量流量与流速的乘积）,在风机测试条件先,进口气流的动量为零,所以可以计算出在测试条件下,风机的理论推力：

理论推力=

P:

空气密度（kg/m3）

Q:

风量（m3/s）

A:

风机出口面积（m2）

试验台架量测推力T1一般为理论推力的0.85～1.05倍.取决于流场分布与风机内部及消声器的结构.风机性能参数图表中所给出的风机推力数据均以试验台架量测推力为准,但量测推力还不等于风机装在隧道内所能产生的可用推力T,这是因为风机吊装在隧道中时会受到隧道中气流速度产生的卸荷作用的影响（柯达恩效应）,可用推力减少.影响的程度可用系数K1和K2来表示和计算。

T=T1×K1×K2或T1=T（K1×K2）

其中T:

安装在隧道中的射流风机可用推力（N）

T1:

试验台架量测推力（N）

K1:

隧道中平均气流速度以及风机出口风速对风机推力的影响系数

K2:

风机轴流离隧道壁之间距离的影响系数

3.3特定场合风机选型使用分析

3.3.1仓库通风

首先，看仓储货品是否是易燃易爆货品，如：

油漆仓库等，必须选择防爆系列风机。

其次，看噪声要求高低，可以选择屋顶风机或环保式离心风机，（而且有款屋顶风机是风力启动，更可以省电。

最后，看仓库空气所需换气量的大小，可以选择最常规的轴流风机SF型或排风扇FA型。

3.3.2厨房排风

首先，对于室内直排油烟的厨房（即排风口在室内墙上），可以根据油烟大小选择SF型轴流风机或FA型排气风扇。

其次，对于油烟大，且油烟需要经由长管道，并管道里有打弯处理的厨房，强烈建议使用离心风机（4-72离心风机最为通用，11-62低噪声环保型离心风机也很实用），这是因为离心风机的压力较轴流风机大，且油烟不经过电机，对电机的保养和换洗更容易。

最后，建议油烟强烈的厨房选用以上两种方案并用，效