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洁净室FFU控制方法现状

洁净室FFU控制方法现状

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  • 来源:
  • 发布时间:2019-10-18
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【概要描述】目前FFU一般采用单相多速交流电机、三相多速交流电机和直流电机。电机的供电电压大致有110V、220V、270V、380V四种。其控制方式主要分为以下几种:1、多档开关控制2、连续速度调节控制3、计算机控制4、遥控控制

洁净室FFU控制方法现状

【概要描述】目前FFU一般采用单相多速交流电机、三相多速交流电机和直流电机。电机的供电电压大致有110V、220V、270V、380V四种。其控制方式主要分为以下几种:1、多档开关控制2、连续速度调节控制3、计算机控制4、遥控控制

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目前FFU一般采用单相多速交流电机、三相多速交流电机和直流电机。电机的供电电压大致有110V、220V、270V、380V四种。其控制方式主要分为以下几种:

1、 多档开关控制 2、 连续速度调节控制 3、 计算机控制 4、 遥控控制

下面对以上四种控制方式做一简单分析与比较:

一、多档开关控制

多档开关控制系统只包括FFU自带的一个调速开关和一个电源开关。由于控制元件为FFU自带,分布在洁净室吊顶内的各个位置,工作人员必须在现场通过拨挡开关来调节FFU,控制起来极不方便,而且FFU的风速可调范围有限,仅限于几档。我们曾经做过一个项目,为了克服FFU控制操作不方便的因素,经过电气线路的设计,把所有FFU的多档开关集中起来,放到地面上一个柜子内,实现集中操作,但无论是从外观还是功能上都存在其局限性。采用多档开关控制方式优点是控制简单、成本低,但存在许多缺陷:比如:能耗大、不能平滑调速、没有反馈信号、不能实现灵活的组群控制等。

二、连续速度调节控制

连续速度调节控制与多档开关控制方式相比,多了一个连续速度调节器,使FFU风机转速连续可调,但同时也牺牲了电机效率,使其能耗比多档开关控制方式还要高。

三、计算机控制

​计算机控制方式一般采用直流电机,与前面两种方式相比,计算机控制方式具有以下先进的功能:

1、采用集散型控制方式,能够很方便的实现FFU的集中监测和控制。

2、方便的实现FFU的单台、多台及分区控制。

3、能化控制系统具有节能功能。

4、采用可选的遥控方式进行监测和控制。

5、制系统预留通信接口,可与上位机或网络进行通讯,从而实现远程通信和管理功能。控制直流电机的突出优点在于:容易控制、调速范围较宽。

6、于洁净厂房不允许FFU电机带有电刷,因此,FFU的电机均采用无刷直流电动机,换相问题则由电子换相器解决,而电子换相器的寿命短使整控制系统的使用寿命也大大降低。

三、遥控控制方式

遥控控制方式作为计算机控制方式的一种补充,可使用遥控器对每台FFU进行控制,与计算机控制方式相辅相成。

综上所述:前两种控制方式能耗高、控制不方便;后两种控制方式寿命短、成本高。那有没有一种控制方式既能做到能耗低、控制方便,又能保证使用寿命、成本不高呢?有,那就是采用交流电机的计算机控制方式。

交流电动机同直流电动机相比较,具有结构简单、体积小、制造方便、运行可靠、价格低谦等一系列的优点,由于其不存在换相问题,其使用寿命远远超过直流电机。长期以来由于其调速性能很差,因此,调速方式一直被直流调速方式所占领。但随着新型电力电子器件与大规模集成电路的出现和发展,以及新的控制理论不断的出现及应用,交流控制方式也逐渐发展起来,并将最终取代直流调速系统。

在FFU交流控制方式中,又主要分为两种控制方式:调压控制方式和变频控制方式。所谓调压控制方式,就是通过直接改变电动机定子电压的大小来调整电动机的转速。调压方式的缺点是:调速时的效率较低,低速时,电机发热严重、调速范围较窄等。但是,调压方式对于FFU风机负载来说,其缺陷不是很明显,并且在目前的情况下还有一些优点:

◆ 调速方案成熟,调速系统稳定,能够保证长时间无故障连续运行。

◆ 操作简便,控制系统造价低。

◆ 由于FFU风机负载很轻,在低速时,电机发热不是很严重。

◆ 调压方式特别适合于风机负载,由于FFU风机负责曲线为独特的阻尼曲线,因此,调速范围可以做到很宽。因此,在今后的一段时期内,调压方式还将是一种主要的调速方式。

变频控制方式就是通过改变电源频率f的方式来调速电动机的转速,同时,按一定比例调整整电动机的输入电压。变频控制方式具有优异的性能,调速范围大,平滑性较高,调速效率高等。

变频一般采用较先进的SPWM控制方式,并采用单片机生成SPWM波形。SPWM变频方式同其它变频方式相比具有以下特点:1)结构简单,控制方便;2)输入功率因数高;3)系统动态响应快;4)输出谐波少。在目前的情况下,与调压方式相比,变频方式也有一些缺点,这主要体现在以下两个方面:

◆ 变频方式造价比较高。为了使变频器的输出谐波尽可能的减少,逆变器的功率开关器件的开关频率要尽可能的高。因此,一般采用GTR、GTO、PMOSFET作为开关器件。上述这些器件本身造价较高。因此,变频控制方式整体造价也比较高。

◆ 使用寿命不如调压方式长。由于异步电动机属于感性负载,功率因数不会等于1.0,故在中间直流环节与电动机之间总存在无功功率的交换。由于逆变器中的电力电子开关无法储能,所以无功能量只能靠直流环节中的储能元件(电容器)来缓冲。电容器的寿命大大限制了变频器的使用寿命。即使是最先进的变频器厂商,其变频器寿命也受此限制。 随着半导体技术的不断发展,可以预料,一些简单可靠、性能优异、价格便宜的变频调速系统将不断出现,异步电动机的变频调速方法的应用将日见广泛,并将最终取代直流调速方式和调压调速方式。

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