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比較溫度、壓力、流量和液位這4種最常見的過程變量,流量或許是其中最容易控制的過程變量。由于連續過程中物料的流動貫穿于整個生產過程,泵的主要作用是輸送液體,風機的主要作用是輸送氣體,所以流量回路是最多的。 在流體力學上,泵與風機在許多方面的特性及數學、物理描述是一樣或類似的。如出口側壓力P與流量Q的壓力-流量特性(即P-Q特性曲線)是一致的。流體流過熱交換器、管道、閥門、過濾器時會產生壓力的損耗,人們通常將由此產生的壓力損耗之和與流量的關系曲線叫流體機械阻抗曲線。因此,當壓力-流量的P-Q特性曲線與阻抗曲線產生交點時,就基本確定了流體的流量。通常對流量回路的控制手段是改變壓力-流量的P-Q特性曲線或者改變流體機械的阻抗曲線。 流量控制具有以下特點:風機、泵類負載一般情況下其轉矩都與轉速平方成正比,所以也把它們稱為具有平方轉矩特性的負載。流量控制中,對于啟動、停止、加減速控制的定量化分析是非常重要的。因為在這些過程中,電機與機械都處在一個非穩定的運行過程,這一過程將直接影響流量控制的好壞。在暫態過程中,風機的慣量一般是傳動電機的10~50倍,而泵的慣量則只有傳動電機的20%~80%。同時,啟動、停止、加減速中,加減速時間也是一個重要指標。 對于流量控制的變頻器必須考慮到以下幾個方面。 (1)瞬停的處理環節 如果出現電源側的瞬時停電并瞬間又恢復供電,使變頻器保護跳閘,電機負載進入慣性運轉階段,如果上電再啟動時,因風機類負載會仍處于轉動狀態,為此必須設置變頻器為轉速跟蹤啟動功能,以先辨識電機的運轉方向后再啟動。 同時,對于有些負載,還可以設置瞬停不停功能,以保證生產的連續性。 (2)無流量保護 對有實際揚程的供水系統,當電動機的轉速下降時,泵的出口壓比實際揚程低,就進入無流量狀態(無供水狀態),水泵在此狀態下工作,溫度會持續上升導致泵體損壞。因此,要選擇無流量狀態的檢測和保護環節,并設置變頻器最低運行頻率。 (3)啟動連鎖環節 變頻器從低頻啟動,如果電機在旋轉時,便進入再生制動狀態,會出現變頻器過壓保護。因此需設定電機停止后再啟動的連鎖環節。另外,水泵停轉后,由于水流的作用會反向緩慢旋轉,此時啟動變頻器也會造成故障,只有安裝單向閥才能解決這個問題。 |