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        磁懸浮鼓風機 Magnetic levitation blower

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        磁懸浮風機

        作者:佰川空浮機械 來源:www.hemperol.com日期:2021-8-5 13:29:30 人氣:442

        佰川磁懸浮離心鼓風機整體性能介紹:
                原有空氣鼓風機是以齒輪加速方式使用的,它需要齒輪,軸承和潤滑系統, 且機械摩擦產生有極大的能量耗損,噪音等問題。磁懸浮離心鼓風機解決了這些 問題,它有5大核心技術:高效永磁懸浮軸承,永磁高速同步電機、高效變頻系 統、PC控制器及鋁合金AL7075(航空鋁材)精密鑄造的高精度葉輪。
                磁懸浮離心鼓風機,不需要齒輪箱增速器及聯軸器,由高速電機直接驅動, 而電機采用變頻器來調速。鼓風機葉輪直接與電機結合,而軸被懸浮于主動式磁 懸浮軸承控制器上。因為沒有物理接觸和無需潤滑油系統,所以磁懸浮離心鼓風 機具有高效,節能,低噪音,運行可靠和長期無需維修保養的特點。
                磁懸浮離心鼓風機采用一體化緊湊型設計。葉輪,高速電機,變頻器、磁懸 浮軸承及其控制系統配有CPU微處理器的控制面板集于一體,提高了安裝,操作 的便利性。為客戶大大節省能源和日常維護費用,提供清潔的作業環境。所以具 有技術先進,性能可靠,結構簡單,體積小,節約能源,維護方便等特點。 
        一、產品優勢 
        (1) 節能高效
                磁懸浮離心鼓風機使用了永磁鐵軸承,直聯技術,高效葉輪,高速電機,無 額外的摩擦。鼓風機根據輸出的(風量可調范圍 45%-100%)自動調整電機功率 的消耗,保持設備運行的高效率。 
        (2) 無振動,低噪音
                采用永磁鐵懸浮軸承及直聯技術,無振動產生,鼓風機不需要設置隔音裝置; 設備重量輕,不需設置特別基礎,安裝布置簡單靈活。 
        (3) 無潤滑油
                鼓風機采用了永磁鐵懸浮軸承技術,系統不需要潤滑油系統,向電子,醫藥, 食品等特殊行業提供干凈的空氣??諝廨S承使用溫度達到 600 度,油性軸承系統 的所有弊端已成功解決。 
        (4) 無保養
                沒有傳統鼓風機所必需齒輪箱及油性軸承,我們所采用的一系列高新技術葉 輪與電機不使用聯軸器,直接連接,智能控制系統,關鍵部件采用 AL7075(航 空鋁材)這些技術保證了設備是無保養的,降低了用戶的維護成本,提高供氣系統運行的穩定性。 
        (5) 運轉控制便利
                可在個人電腦上對鼓風機轉數,壓力,溫度,流量等進行自檢并定壓運轉, 負荷/無負荷運轉,超負荷控制,通過防喘振控制等實現無人操作。鼓風機通過 調整葉輪的轉數調節流量。根據吸入空氣的溫度和壓力變化,調整轉數可以輕易 的調節流量??梢宰詣雍褪謩诱{整流量。 
        (6) 設備安裝空間小
                磁懸浮鼓風機設備重量輕,設備尺寸小,安裝簡便,可以大量地節省用戶的建筑及 輔助電氣控制系統投資。 
        二、磁懸浮鼓風機特性 
        (1) 效率高,節能顯著
                高效葉輪與超高速永磁無刷同步電機通過磁懸浮軸承采取直聯方式去除了 變速齒輪箱和潤滑系統,無機械接觸、無震動,運行噪音低,不需隔音罩。 采用永磁同步電機及調速控制系統,調節變轉速,在風機的工作流量的范圍 內保持很高的效率。 
        (2) 節省空間,減少輔助設施投資
                較小的風機房面積;設備重量輕,基礎施工簡單,安裝時不需起吊裝置;同 時,可以根據需要選用方便的布置方式,比如可以直接在曝氣池上設鼓風機房, 可節省管道投資,減少管道阻力損失。 
        (3) 操作簡單、自動化程度高
                風機本身對轉速、壓力、溫度、流量等進行自檢,有防止喘振功能等,可實 現無人操作;在風機的工作區域內,根據外部控制信號自由調節風機風量、風壓 的輸出。風機房不需要單獨配備就地控制柜、軟啟動柜,風機本身集成了就地控制系 統;風機房設立的主控制盤通過電腦CPU可以自動連續調整壓力、流量、控制開 啟、問題報警等,實現單臺、多臺同時聯動自動控制作業。同時也可由遠程中央 控制室控制。 相關的技術人員經過簡單培訓,根據操作手冊的程序設置,風機即可自動投 入運行并實現無人操作。 
        (4) 設備可靠性高
                采用兩大領先科技技術,永磁無刷同步高速電機PMSM、磁懸浮軸承技術(去 除由于變速箱、油路潤滑系統、復雜的控制系統故障);關鍵部件選用精良的材料(葉輪可根據情況調整使用不同的材質;通過標準化生產,確保設備性能穩定 優異、可靠性高。 
        三、佰川磁懸浮離心鼓風機構造 
                鼓風機是由離心渦輪鼓風機,永磁無刷同步電機,變頻系統,就地控制器等構成的,內含裝置結構如下:

        (1) 渦殼
                使用鋁合金(AC4C)鑄造的渦殼,在吸入側呈水平方向,在出口側呈垂直方 向,其材質和效率都能達到理想要求。 
        (2) 高精度葉輪
                ①葉輪選用 AL7075(航空鋁材料),由 Lost-wax 工法精密鑄造制作而 成的,并經過嚴格的測試。葉輪與電動機采用直聯方式連接。 

                ②材料:AL7075(高強度航空鋁材)具有優秀的耐磨、抗變形能力。 
                ③連接方式: 葉輪與電動機采用直聯方式連接; 
                ④軸使用鈦金屬材料,葉輪效率可達 92%; 
                ⑤葉輪使用壽命達 30 年以上。
         (3) 無油磁懸浮軸承
                采用主動磁懸浮軸承技術,每秒鐘超過 1 萬次的信號采集和實時校正,精 確控制轉子軸心位置,采用自動平衡技術,振動小、無摩擦、無需潤滑。
        (4) 磁軸承控制器
                數字信號處理器:5 軸位移控制、10 軸電流控制,計算 速度每秒 1000M,時間頻率 200MHz。模數轉換器(A/D): 20 頻道,16 位 ;數模轉換器(D/A): 4 頻道,12 位。
        (5) 位置傳感器
                電感式傳感器,可同時監控 X,Y,Z 三個方向,電感傳感器發 出 5~100KHz 的交流信號給傳感器探頭,監測不同位置下的電感值 得到位置偏移量。每秒鐘的檢測頻率超過 10000 次,反饋速度快、 精度高。
        (6) 永磁高速電機(PMSM)
        - 功率 : 22.5kW~500kW 
        - 轉速 : 20,000RPM~67,000RPM 
        - 壓力 : 4000mmAq~10000mmAq 
        - 絕緣等級 : H 
        - 電機 2 段式冷卻 ,不需要其他輔助系統
                每臺鼓風機配有永磁同步(PMSM)高速直聯電機,由單電機驅動單葉輪,電 動機的負載能力大于整個設計工況范圍內的最大負荷值的 15%,高速電動機在鼓 風機工作的任何工況點均不會過載。電機適合電源為 3 相 380V/50Hz,絕緣等級 為 H 級(保護溫度 170°C),防護等級:IP54,效率≥95% 可達 97%。所配永磁 同步(PMSM)電機采用世界先進的直連電機技術,支持高速回轉使用適當的軸承 時回轉軸以 20,000-200,000 回轉數可以實現高速運轉,發動機的效率可達 97% 。永磁同步高速直連電機(PMSM)配以高性能高速實時數字控制器構成的 調速裝置,系統控制簡單,高效節能,轉速平穩,噪音低,是節能型綠色環保產品。
                高速直連電機具有最優越的性能,主要表現在電動機轉速采用變頻調節,調 速方便(可無級調速),調速范圍寬,低速性能好(啟動轉矩大),運行平穩, 噪音低,效率高。 由于電動機的體積小,結構簡單,效率高、無轉子損耗,所 以目前已得到廣泛的應用。其特點為:可以無級調速,工作轉速范圍大,壽命要 大大高于傳統交流電機,而且噪音低,可滿足各種運行模式下的轉速要求。
        (7) 冷卻系統
                電機配有獨立的冷卻系統,電機軸末端配有冷卻風扇,電機殼體有獨立的 冷卻風道,自然風從電機尾端軸向進入冷卻風道從電機尾部徑向排出機箱外,從 而將電機的熱量帶走達到冷卻電機的效果。 完全無油冷卻系統 - 冷卻片材質使用了熱傳導性非常強的鋁合金材質,無 附加的能源損耗。無需為了維持室內溫度而安裝換氣/換風裝置 直接把吸入的空氣直接排出外部,與外部空氣相循環。
        (8) 變頻調速系統
                采用低噪音、高性能的世界著名品牌偉創變頻器,與高速電動機配套使用, 保證輸出風量在 45~100%范圍內可調。變頻器能實現精準調速,其效率≥96%。 變頻器柜內置有源諧波濾波器,以降低設備對電網的諧波污染,并且設備必須符合 IEEE519 標準,其中包括所有偶次諧波小于奇次諧波的 25%要求(系統電網不 平衡小于 3%時),使總畸變電流小于 5%(在滿載情況下)。 
        (9) 放空閥 
                每臺風機均配有放空閥,并配備放空消音器。采用氣動先導電磁閥,在鼓風 機起動或關閉時打開,防止鼓風機在喘振點運轉,有效防止風機發生喘振現象。 風機采用電磁閥聯動控制的低氣壓氣動放空閥,放空閥由鼓風機本身提供開閥氣 源,不需要提供外部動力和氣源,放空閥所要求的驅動氣壓≤0.3kgf/cm2,可確 保風機在斷電或非正常情況下安全停機無任何影響,且美觀大方。放空閥的設計 為:停機-安全,失電-安全。
         (10) 控制系統性能 
                每臺鼓風機配有單獨的機體內就地控制面板,控制面板包括起動、停車、運 行的控制及故障檢測,并能在發生故障時停止鼓風機??刂泼姘暹€具有保證鼓風 機正常運行的所有功能??刂圃頌槭О踩僮鞣绞?,即所有控制儀表在報警 狀態下失效,控制系統的設計使鼓風機在控制系統未通電或故障狀態下不能運 行??刂葡到y集中裝于一個機體內控制面板上。 控制器和觸摸式彩色液晶顯示屏具備了漢化顯示以及以下的功能: 可以顯示實時運轉數據:電機轉數,出風壓力,吸入流量,入口過濾網壓力, 消耗功率,吸入口溫度,出風溫度,電機溫度,累計運行時間,啟/停次數,輸 入電流,變頻器輸出電流,修正到標準狀態下的轉速、流量、功率,設定目標值, 以及工況點在性能曲線圖中的位置。 ? ·可選控制模式:恒定風量、恒定風壓、恒定轉速以及接受現場 DO 模擬量 連鎖控制等控制模式。 
        ·保護參數設定:出風風壓上限、電機最大轉數、最大功率、出口最小壓 力、出口最大壓力、電機最高溫度、喘振流量、吸入空氣溫度最大值、 出風最大溫度、出口放空閥控制等等。 
        ·另外還有:故障信號顯示、故障信號輸出、報警功能、故障停機等功能。 
        ·配有 4-20mA 模擬量輸出、MODBUS、以太網通訊口方便客戶與主控柜(MCP) PLC 連接實現遠程監控操作。 為使用者操作簡便,操作面板顯示風機工作的所有運轉數據,具有手動操作 功能、并設有報警裝置。 為了保持最佳的運轉狀態,在風機內部設有風量自動、手動調節系統,并設防喘振功能等保護功能。
        變頻智能調速控制系統風機內部集成的高精度壓力傳感器與 PID 調節系統共同作用,通過模糊控制的方 式,使風機運行在最經濟的運行狀態,并且通過主控柜系統的配合,實現單臺至 多臺風機的組合控制。 
        機體就地控制: 為使用者操作簡單我廠選用機體內設置控制柜,操作面板顯示工作的一切運 轉數據,具有手動操作功能,并設有報警裝置。為了保持最佳的運轉狀態,在風 機內部設有風量和壓力自動,手動調節系統,并設防喘振功能等保護功能。 Modbus 為 使 用 最 廣 泛 的 汎 用 協 議 , Modbus 協 議 支 持 典 型 的 RS232/RS485/RS422 裝置和 以太網裝置。 所以,現在大部分產業用裝置(PLC, DCS, HMI, 儀器等)使用 Modbus 作為通信標準。本社的裝備也支持使用 RS485 (2 線式) 的 Modbus RTU 協議,還支持使用以太網鏈接的 Modbus TCP 協議。
        - 控制器在控制板,由 2 個板(CPU, IO)來組成。
        - CPU 板: Atmega128 (Flash ROM, EEPROM), Communication circuit, LCD I/F, Inverter I/F
        - IO 板 : sensor signal conditioning, Actuator control - 特別安裝了支持 Modbus TCP 協議的以太網模塊。
        - 支持 Modbus RTU 協議,應該安裝把 RS485 信號變換為 RS232 的獨立的 通信變換器。
        ? RS485 連接 (MODBUS RTU) Modbus 模塊使用半雙工,多重點(Half duplex, multi point),規格根據 EIA-485 規格。從盤鼓風機跟 host (主盤)PLC 的 485 通信卡用 2 線連接來通信, 此時在從盤的鼓風        機上應該設定不重復的固有地址。 最大 32 個裝備可以通過 專用電纜連接,連接電纜的終端電阻一般使用 120Ω來維持通信線路的平衡和防 止信號沖突。 以太網連接(MODBUS TCP) 使用倒利用 UTP 電纜連接 LAN (Local Area Network)的網絡上,在最大 100M 以內連接裝備。 從盤鼓風機裝備應該具有固有的固定 IP,應該隨時等待與主盤連接,有要 求連接時允許要求,根據命令幀傳送應答信息。 裝備的 IP 通過 EzConfig 程序, 可以根據網絡來設定,而且可以確認電氣連接狀態。
                通過 ModbusPLC 從渦輪式鼓風機可以獲得以下裝備控制及運轉信息。 數碼 信號(ON/OFF)會讀取運轉選擇,運轉狀態,運轉模式里的狀態信息,可以指定啟 動,停止的運轉命令。 模擬信號有傳感信號輸入及運轉設定。 詳細內容如下。 < Word Read : function 3 > 顯示傳感器輸入信息(過濾壓力差, 出風壓, 吸入溫度, 流量, 旋轉數…) 反饋現在運轉設定值(Set Value) 運轉狀態 (0=wait, 1=ready, 2-start, 3-run, 4-stop, 5-error) < Word Write : function 6> 運轉設定(LAN 運轉選擇時,設定對各運轉模式的 SV 值) 運轉(1234=start, 4321=stop) 
        (11) 外箱 
                外箱亮麗、美觀,采用優質碳素鋼,內附隔音材料,外表噴塑防腐。適應 污水廠運行環境、滿足污水廠防腐要求,起到隔音、防塵并支撐保護內部裝置的作用。
        (12) 儀表 
                為防止鼓風機喘振、電動機過載及電機、變頻器過熱現象,在設備內部設 置以下的儀表和傳感器: 
        1) 出口空氣壓力和出口溫度傳感器 
        2) 風機入口流量傳感器 
        3) 進風口過濾器的壓差和入口溫度傳感器 
        4) 電機溫度傳感器


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