轴流风机原理设计说明书.docx
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轴流风机原理设计说明书
轴流风机控制设计
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目录
一．轴流风机功能介绍---------------
二．设计要求---------------------
三．传感器的选择------------------
四．控制电路图和梯形图------------
五．变频器控制电路图--------------
一．轴流风机功能介绍
轴流风机又叫局部通风机，是工矿企业常用的一种风机，也用于制冷系统中的局部通风，不同于一般的风机它的电机和风叶都在一个圆筒里，外形就是一个筒形，用于局部通风，安装方便，通风换气效果明显，安全，可以接风筒把风送到指定的区域．
根据轴流风机的特性做出以下分类：
按材质分类:
钢制风机、玻璃钢风机、塑料风机、PP风机，PVC风机，铝风机、不锈钢风机等等按用途分类：
防爆风机、防腐风机、防爆防腐风机等类型。
按使用要求分类：
管道式、壁式、岗位式、固定式、防雨防尘式、电机外置式等。
可用于冶金、化工、轻工、食品、医药及民用建筑等场所通风换气或加强散热之用.若将机壳去掉,亦可用做自由风扇,也可在较长的排气管道内间隔串联安装,以提高管道中的风压。
轴流风机特点于：
1、轴流风机不改变风管内介质的流向；
2、具有结构简单,稳固可靠、噪声小、功能选择范围广
3、电机一般在风机内；
4、常安装在风管当中、或风管出口前端。
轴流风机的维护和储存：
a.使用环境应经常保持整洁，风机表面保持清洁，进、出风口不应有杂物。
定期消除风机及管内的灰尘等杂物。
b.只能在风机完全政党情况下方可运转，同进要保持供电设施容量充足，电压稳定，严禁缺相运行，供电线路必须为专用线路，不应长期用临时线路供电。
c.风机在运行过程中发现风机有异常声、电机严重发热、外壳带电、开关跳闸、不能起动等现象，应立即停机检查。
为了保证安全，不允许在风机运行中进行维修。
检修后应进行试运转五分钟左右，确认无异常现象再开机运转。
d.根据使用环境条件不定期对轴承补充或更换润滑油脂（电机封闭轴承在使用寿命期内不必更换润滑油脂），为保证风机在运行过程中的良好的润滑，加油次数不少于1000小时/次，封闭轴承和电机轴承，加油用ZL–3锂基润滑油脂填充轴承内外圈的2/3。
严禁缺油运转。
e.风机应贮存在干燥的环境中，避免电机受潮。
风机在露天存放时，应有防雨措施。
在贮存与搬运过程中应防止风机磕碰，以免风机受到损伤。
二．设计要求
在每个集装箱机房内装设两个轴流风机，由一个变频器同时控制，最低运行在30HZ，最高运行在工频状态下，具体运行频率，由变频器根据采集的机房温度与设定温度决定。
当出现报警时，变频器控制轴流风机工作在全速状态下，当变频器出现故障时，轴流风机就会被转换到工频运行
三.传感器的选择
采集机房温度采用温度传感器温度传感器（temperaturetransducer）是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。
温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。
按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
接触式温度传感器
接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。
温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。
一般测量精度较高。
在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。
但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。
它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。
在日常生活中人们也常常使用这些温度计。
随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。
低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。
利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量1.6～300K范围内的温度。
非接触式温度传感器
它的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。
这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。
最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。
辐射测温法包括亮度法（见光学高温计）、辐射法（见辐射高温计）和比色法（见比色温度计）。
各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。
只有对黑体（吸收全部辐射并不反射光的物体）所测温度才是真实温度。
如欲测定物体的真实温度，则必须进行材料表面发射率的修正。
而材料表面发射率不仅取决于温度和波长，而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关，因此很难精确测量。
在自动化生产中往往需要利用辐射测温法来测量或控制某些物体的表面温度，如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。
在这些具体情况下，物体表面发射率的测量是相当困难的。
对于固体表面温度自动测量和控制，可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。
附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。
利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正，最终可得到被测表面的真实温度。
最为典型的附加反射镜是半球反射镜。
球中心附近被测表面的漫射辐射能受半球镜反射回到表面而形成附加辐射，从而提高有效发射系数式中ε为材料表面发射率，ρ为反射镜的反射率。
至于气体和液体介质真实温度的辐射测量，则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。
通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。
在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度（即介质温度）进行修正而得到介质的真实温度。
非接触测温优点：
测量上限不受感温元件耐温程度的限制，因而对最高可测温度原则上没有限制。
对于1800℃以上的高温，主要采用非接触测温方法。
随着红外技术的发展，辐射测温逐渐由可见光向红外线扩展，700℃以下直至常温都已采用，且分辨率很高。
如果要进行可靠的温度测量，首先就需要选择正确的温度仪表，也就是温度传感器。
其中热电偶、热敏电阻、铂电阻（RTD）和温度IC都是测试中最常用的温度传感器。
以下是对热电偶和热敏电阻两种温度仪表的特点介绍。
1、热电偶
热电偶是温度测量中最常用的温度传感器。
其主要好处是宽温度范围和适应各种大气环境， 而且结实、价低，无需供电，也是最便宜的。
热电偶由在一端连接的两条不同金属线（金属A和金属B）构成，当热电偶一端受热时，热电偶电路中就有电势差。
可用测量的电势差来计算温度。
不过，电压和温度间是非线性关系，温度由于电压和温度是非线性关系，因此需要为参考温度（Tref）作第二次测量，并利用测试设备软件或硬件在仪器内部处理电压-温度变换，以最终获得热偶温度（Tx）。
Agilent34970A和34980A数据采集器均有内置的测量了运算能力。
简而言之，热电偶是最简单和最通用的温度传感器，但热电偶并不适合高精度的的测量和应用。
2、热敏电阻
热敏电阻是用半导体材料，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。
温度变化会造成大的阻值改变，因此它是最灵敏的温度传感器。
但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系。
制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。
热敏电阻体积非常小，对温度变化的响应也快。
但热敏电阻需要使用电流源，小尺寸也使它对自热误差极为敏感。
热敏电阻在两条线上测量的是绝对温度，有较好的精度，但它比热偶贵，可测温度范围也小于热偶。
一种常用热敏电阻在25℃时的阻值为5kΩ，每1℃的温度改变造成200Ω的电阻变化。
注意10Ω的引线电阻仅造成可忽略的0.05℃误差。
它非常适合需要进行快速和灵敏温度测量的电流控制应用。
尺寸小对于有空间要求的应用是有利的，但必须注意防止自热误差。
热敏电阻还有其自身的测量技巧。
热敏电阻体积小是优点，它能很快稳定，不会造成热负载。
不过也因此很不结实，大电流会造成自热。
由于热敏电阻是一种电阻性器件，任何电流源都会在其上因功率而造成发热。
功率等于电流平方与电阻的积。
因此要使用小的电流源。
如果热敏电阻暴露在高热中，将导致永久性的损坏。
这次设计测量的温度在10-50度，故测量温度范围比较小，精度要求不高采用接触式热电偶传感器即可满足要求。
温度传感器检定标准技术及指标：
1、测量准确度：
0.01级;分辨率0.1uV和0.1mΩ；
2、扫描开关寄生电势：
≤0.4μV；
3、温度范围：
水槽：
（室温+5~95）℃油：
（95~300）℃低温恒温槽：
（-80~100）℃高温炉：
（300~1200）℃；
4、控温稳定度：
优于0.01℃/10min（油槽、水槽、低温恒温槽）;0.2℃/min（管式检定炉）；
5、总不确定度：
热电偶检定，测量不确定度优于0.7℃，重复性误差<0.25℃;热电阻检定测量不确定度优于50mk，重复性误差<10mk；
6、检定数量：
一次可同时检热电偶（1-8）支，一次可同时检同线制热电阻（1-7）支；
7、工作电源：
AC220V±10%，50Hz，并有良好保护接地；
8、高温炉功率：
约2KW；
9、恒温槽功率：
约2KW；
10、微机测控系统功率：
<500。
温度传感器检定装置功能和特点：
1、检定K、E、J、N、B、S、R、T等多种型号的工作用热电偶；
2、检定Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等各种工作用热电阻，玻璃液体温度计、压力式温度计、双金属温度计；
3、多路低电势自动转换开关，寄生电势≤0.4μV；
4、控制1-4台高温炉；
5、温场测试：
可进行检定炉、油槽、水槽、低温恒温槽的温场测试；
6、线制转换：
可进行二线制、三线制、四线制电阻检定；
7、软件具有比对实验、重复性实验、温场实验等相关实验功能；
8、在Windows2000/XP以上平台，全中文界面，标准Windows操作系统，方便快捷。
可实现：
1）设备自检、查线；
2）屏幕显示并保存控温曲线≤0.4μV；
3）检测数据自动采集；
4）自动生成符合要求的检定记录；
5）自动保存检定结果，且不可人工更改；
6）查询各种热电偶、热电阻分度表及其它帮助；
7）热电偶、热电阻所有历史检定数据、控温曲线查询统计及计量的智能化管理功能
温度传感器型号的选用
型号：
TR/02105空调行业用快速感温式
应用领域：
室内温度感知，净化车间温度检测，室外温度测量，环境温度检测
精度等级：
PT100.PT100.DINClassC（
）B（
）A（
）
测量范围：
-50-120
保护管：
安装使用
温度传感器在安装和使用时，应当注意以下事项方可保证最佳测量效果：
1、安装不当引入的误差
如热电偶安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度等， 换句话说，热电偶不应装在太靠近门和加热的地方，插入的深度至少应为保护管直径的8～10倍;热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入，因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温的准确性;热电偶冷端太靠近炉体使温度超过100℃;热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场，所以不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差；热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内，当用热电偶测量管内气体温度时，必须使热电偶逆着流速方向安装，而且充分与气体接触。
2、绝缘变差而引入的误差
如热电偶绝缘了，保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良，在高温下更为严重，这不仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰，由此引起的误差有时可达上XX。
3、热惰性引入的误差
由于热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化，在进行快速测量时这种影响尤为突出。
所以应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。
测温环境许可时，甚至可将保护管取去。
由于存在测量滞后，用热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。
测量滞后越大，热电偶波动的振幅就越小，与实际炉温的差别也就越大。
当用时间常数大的热电偶测温或控温时，仪表显示的温度虽然波动很小，但实际炉温的波动可能很大。
为了准确的测量温度，应当选择时间常数小的热电偶。
时间常数与传热系数成反比，与热电偶热端的直径、材料的密度及比热成正比，如要减小时间常数，除增加传热系数以外，最有效的办法是尽量减小热端的尺寸。
使用中，通常采用导热性能好的材料，管壁薄、内径小的保护套管。
在较精密的温度测量中，使用无保护套管的裸丝热电偶，但热电偶容易损坏，应及时校正及更换。
4、热阻误差
高温时，如保护管上有一层煤灰，尘埃附在上面，则热阻增加，阻碍热的传导，这时温度示值比被测温度的真值低。
因此，应保持热电偶保护管外部的
清洁，以减小误差。
传感器的采样保持
当传感器非物理量转换成电量，需经放大、滤波等系列处理，在这时当信号频率提高时，由于孔径时间的存在，会造成较大的转换误差。
要防止误差产生必须将信号电平保持住。
采样保持的阶段相当于一个模拟信号保持器。
采样保持器由存储电容C、模拟开关S组成。
它的特点是采样速度快、精度高、下降速度慢。
主要技术指标有：
工作电压：
采样时间：
小于10
低输入漂移，保持状态下输入特性不变。
在采样或保持状态时高电源抑制。
下图为LF398的采样保持器原理图
模拟比较器的原理
下图为模拟比较器的原理图
通过将模拟量与标准值进行比较。
当高于该值时，输出高电平，反之，输出低电平，且比较器输出信号不连接到外部采用纯软件的方法查询状态使用中断，控制K1和K2.
四、控制电路图和梯形图
控制电路如图所示
通过模拟开关控制继电器，进而达到控制变频器频率的改变和出故障时电机的工频状态下的运动。
梯形图如下图所示
控制电路程序
地址
指令
操作数
00000
LD
00000
00001
ANDNOT
00001
00002
OUT
00002
00003
LDNOT
00003
00004
OUT
00004
00005
LD
00003
00006
ANDNOT
00005
00007
ANDNOT
00006
00008
OUT
00007
00009
LD
00006
00010
OUT
00008
00011
LD
00001
00012
OUT
00009
五．变频器控制电路图
其中M0M1使电机正反转M3M4M5分别控制不同的频率30A30B30C处接的是声光报警回路，当变频器报警输出的动断（常闭）触点30B-30C串联在KM1的线圈电路内，当变频器因故障不能正常工作时，报警输出的常闭触点动作，使KM1线圈失电，将变频器与电源断开，进行安全保护。
为了保护报警输出的触点，在接触器的线圈两端，并联阻容吸收电路（即RC震荡电路）。
同时（常开）触点30B-30C闭合，将报警指示灯HL和电笛HA接通，进行声光报警。
与此同时，断电器KM得电，其触点将声光报警电路自锁，使变频器断电后，声光报警能持续下去，直到工作人员按下ST1停为止，报警才能解除。
下图为控制回路端子图
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