Схема управления электроприводом вентилятора
Обновлено: 29.04.2024
Схема автоматического управления вентиляционной установкой.
Схема состоит из силовой части и схемы управления.
В состав силовой части входят четыре асинхронных двигателя с к. з. ротором. Двигатели не реверсивные. Регулирование скорости двигателей и, соответственно, их производительности осуществляется от автотрансформатора TV. При замыкании контактов КМ1, КМ2 или КМ3, напряжение подается с автотрансформатора к двигателям соответственно, максимального, среднего и минимального уровней.
Регулирование скорости ступенчатое. Схема питается напряжением 380 В переменного тока промышленной частоты, защищена от токов короткого замыкания автоматическим выключателем QF1. Двигатели защищены от токов к. з. и токов перегрузки автоматическим выключателем комбинированными расцепителями QF2-QF5.
Схема управления питается от напряжения 110 В переменного тока с частотой 50 Гц. Защита от токов к. з. предохранителем FU
С помощью переключателя SA1 осуществляется выбор режима работы установки.
SA (+45˚) – ручной режим;
SA (- 45˚) – режим автоматики.
SA2 предназначен для регулирования скорости двигателя.
SA3 служит для подключения двигателей М3 и М4.
В автоматическом режиме работают датчики температуры St1-St4, настроенные на разные значения температуры.
Подготовка схемы к работе.
Включаем автоматические выключатели QF1и QF5
Выбираем ручной режим работы: SA1 (+45˚).
Описание процесса работы при установке SA2 во второе положение.
Включается катушка магнитного пускателя КМ1. Автотрансформатор включается на минимальное напряжение. Включается катушка м. пускателя КМ6, силовые контакты которой замыкаются и подают питание на автотрансформатор TV, а нормально замкнутые контакты КМ1 размыкают цепи катушек КМ2 и КМ3. При включенном автомате QF5 включается двигатель М1 с минимальной скоростью и, соответственно с минимальной производительностью.
При установке переключателя SA2 в третье и четвертое положения, двигатель будет работать, соответственно, в среднем и номинальном режимах, т. е. будут включаться катушки КМ2 и КМ3 и их контакты.
Описание работы в автоматическом режиме: SA1 (-45˚).
Переключатели SA2 и SA3 не работают.
Включается катушка КМ2, замыкается цепь катушки КМ5, подготавливая к включению катушку пускателя КМ6. Замыкаясь, контакты КМ2 и КМ5включают пускатель КМ6, контакты которого подают питание на автотрансформатор TV, включающегося на среднее напряжение. В итоге включаются двигатели М1 и М2 (при включенных выключателях QF4 и QF5) в среднем режиме работы.
При повышении температуры, срабатывает датчик St1, обесточивая катушку КМ2 и подающего питание на катушку КМ3, которая, в свою очередь переключает контакты в TV на минимальное сопротивление, в это же время производится отключение и включение катушки КМ6 контактами КМ2 и КМ3. Двигатели начинают вращаться с максимальной скоростью, работая в номинальном режиме, давая максимальную производительность.
Допустим, температура продолжает расти. Тогда срабатывает датчик St3, включая катушку контактора КМ4. При этом дополнительно включаются двигатели М3 и М4 (при включенных автоматах QF2 и QF3), которые также будут работать с максимальной скоростью и максимальной производительностью.
При понижении температуры, срабатывает термодатчик St4, отключающий катушку КМ5, а та, в свою очередь, отключает катушку пускателя КМ6, отключая все двигатели от сети.
Электрооборудование общепромышленных установок,
вентиляционные установки(ВУ)
Центробежные вентиляторы являются основным элементом различных вентиляционных установок.
Они обеспечивают технологический процесс производства (подача газа в рабочие объемы) и условия трудовой деятельности (кондиционеры, общецеховая система вентиляции).
Вентиляционные установки достаточно просто поддаются автоматизации по сигналам изменения режима и реагируют на них без участия обслуживающего персонала путем переключения в схемах управления.
Это позволяет задачи обслуживающего персонала свести к периодическому контролю за установками и плановой профилактике.
Основным параметром регулирования таких установок, на который надо воздействовать, является угловая скорость приводного электродвигателя.
Это наглядно представлено на рис. 2.2-1.
Процесс регулирования сводится к изменению количества воздуха (газа) на выходе вентиляционной установки и, в конечном итоге, к выполнению соотношений:
Производительность ВУ можно регулировать следующими способами ;
• изменением скорости приводного ЭД (для среднего диапазона регулирования),
• изменением количества работающих вентиляторов на общую магистраль (для широкого диапазона регулирования).
• изменением сопротивления воздушной магистрали (прикрытие задвижки, для местного подрегулирования),
• поворотом лопастей рабочего колеса.
На производстве применяется, в основном первые два способа, так как они наиболее эффективны.
Примечание — Для изменения скорости приводного АД обычно изменяют подводимое к статору напряжение ступенчатым переключением отпаек автотрансформатора или дросселя, включенных в цепь статора. Регулятор температуры является основным устройством поддержания заданной температуры в помещении изменением расхода воздуха.
Принципиальная электрическая схема АУ электроприводом вентиляционной установки (рис. 2.2-2)
Вентилятор электрический бытовой − это электроприбор, предназначенный для перемещения воздуха в заданном направлении с целью охлаждения тела человека при высокой температуре окружающей среды.
Благодаря простоте конструкции и низкой стоимости в быту наибольшее распространение получили осевые вентиляторы с крыльчаткой.
Устройство и принцип работы вентилятора
Вентилятор, в независимости от конструктивного исполнения, является самым простым бытовым электроприбором. Для вращения лопастей требуется небольшая мощность, что позволило в вентиляторы устанавливать самый простой и надежный асинхронный однофазный электродвигатель, не имеющий коллекторного узла. Благодаря этому двигатель работает тихо и нет необходимости в периодической замене щеток.
Для изготовления вентилятора достаточно закрепить на валу электродвигателя крыльчатку. При подаче питающего напряжения вал электродвигателя начнет вращаться в заданном направлении и из-за изогнутой формы лопастей, воздух начнет перемещается.
Для безопасной и удобной эксплуатации двигатель размещают в корпус, а лопасти закрывают сеткой. Форма корпуса зависит от места установки вентилятора − на стол, на пол или в вентиляционной шахте кухни или ванной комнаты.
Для включения и регулировки скорости потока воздуха обычно на корпусе вентилятора устанавливается включатель и кнопочный или ручной регулятор оборотов. Есть вентиляторы с дистанционным управлением, но они обычно в два раза дороже, простых.
Электрическая схема вентилятора
Электрическая схема вентилятора состоит из двух частей – электродвигателя с пусковым конденсатором и блоком включения и регулировки скорости вращения лопастей.
Электродвигатель представляет собой металлический корпус (статор) в котором закреплены и соединены по приведенной схеме обмотки из медного провода. В корпусе в подшипниках скольжения также закреплен ротор, который реагируя на появление при прохождении через обмотки статора электромагнитного поля, вращается.
Подавая с помощью взаимосвязанных между собой переключателей S1, S2 и S3 питающее напряжение на обмотки L1, L2 или L3 можно регулировать скорость воздушного потока. Обмотка электродвигателя L4 и закрепленный на корпусе двигателя конденсатор, С1 служат для запуска двигателя.
Если обмотка L4 или конденсатор С1 будет в обрыве, то двигатель при включении в автоматическом режиме не запуститься. Но если провернуть крыльчатку рукой по часовой стрелке, то лопасти начнут вращаться. Таким способом можно определить неисправность этой цепочки.
В некоторых моделях вентиляторов для защиты обмоток от перегрева при неисправности устанавливается термопредохранитель (на схеме обозначен St°) на температуру срабатывания около 125°С.
Термопредохранитель при нагреве свыше расчетной температуры разрывает цепь и питающее напряжение не поступает на обмотки двигателя. Это предотвращает их перегорание в случае заклинивания ротора при выработке смазки. Термопредохранитель обычно устанавливают на торце обмоток статора.
Термопредохранители бывают двух видов - одноразовые и самовосстанавливающиеся. Последние при нагреве свыше указанной на их корпусе температуры разрывают цепь, а когда остынут, то опять замыкают. Это позволяет избежать необходимость их замены в случае заклинивания ротора.
Поиск неисправностей вентилятора и способы их устранения
Для снижения себестоимости и достижения низкого уровня шума во время работы в электродвигателях вентиляторов устанавливают подшипники скольжения. В результате через пару лет эксплуатации смазка вырабатывается, и это является самой распространенной причиной поломок вентиляторов.
| Таблица неисправностей вентиляторов и рекомендации по их ремонту | |||
|---|---|---|---|
| Внешнее проявление неисправности | Возможная причина неисправности | Поиск неисправности | Способ ремонта |
| Вентилтор через некоторое время после нормальной работы отключается и через время опять включается | Срабатывает самовосстанавливающийся термопредохранитель от перегрева обмоток | Проверить свободу вращения крыльчатки, разобрать вентилятор и осмотреть обмотки статора на предмет почернения | Смазать подшипники, перемотать обмотку |
| Вентилятор включается, но лопасти вращаются медленно | Загустела или выработалась смазка в подшипниках электродвигателя | При недостаточной смазке подшипников при работе вентилятор издает повышенный акустический шум и может появиться запах гари от перегрева обмоток электродвигателя | Необходимо разобрать вентилятор и смазать подшипники скольжения машинным маслом |
| Механический износ подшипников электродвигателя из-за отсутствия смазки. При этом зачастую наблюдается вибрация крыльчатки относительно центра вращения | Покачать крыльчатку относительно центра в стороны. Если люфт составляет более 0,5 мм, значит подшипник изношен | Заменить подшипник новым | |
| Вентилятор не запускается, лопасти не вращаются | Шнур не вставлен в розетку | Проверить | Вставить вилку шнура в розетку |
| Нет напряжения в розетке | Проверить наличие напряжения в розетке с помощью исправного электроприбора | Подключить вентилятор к исправной розетке | |
| Неисправен сетевой шнур | Проверить внешним осмотром вилку и шнур на наличие механических повреждений, проверить мультиметром целостность проводов шнура | При неисправности заменить сетевую вилку или шнур | |
| Неисправен выключатель или переключатель скорости. Разрядилась батарейка в пульте управления | Необходимо вскрыть Вентилятор и прозвонить мультиметром выключатель. При включенном положении сопротивление между контактами включателя должно быть равно нулю | В случае неисправности выключателя его заменить. Если нет под рукой, то можно закоротить контакты выключателя, а выключать вентилятор вынимая вилку из розетки | |
| Вентилятор при включении гудит и нагревается | Заклинило вал ротора из-за выработки или загустения смазки | Разобрать вентилятор, промыть растворителем и смазать подшипники | |
| Вентилятор при включении гудит и нагревается | Обрыв пусковой обмотки или конденсатора. | Провернуть крыльчатку рукой, если завращается, значит заменить коденсатор или попробовать найти место обрыва пусковой обмотки | |
| Обрыв обмоток ротора | Проверить внешним осмотром обмотки на наличие механических повреждений и локальных потемнений, проверить мультиметром целостность обмоток | Если обрыв обмотки внешним осмотром найти не удалось, то придется ее перематывать, что экономически нецелесообразно | |
| Сработал термопредохранитель от перегрева электродвигателя по причине его неисправности | Проверить мультиметром целостность термопредохранителя. Его сопротивление должно быть равно нулю. Для проверки при отсутствии прибора можно его выводы временно закоротить | Если обнаружен обрыв термопредохранителя, то его заменить исправным. Если новый термопредохранитель опять перегорит при непродолжительной работе вентилятора, значит неисправен электродвигатель | |
Для надежной работы вентилятора рекомендуется перед каждым сезоном эксплуатации разбирать его и смазывать подшипники машинным маслом. Но это никто не делает, в их числе и я. Обычно смазкой занимаются, когда лопасти перестали вращаться или вентилятор стал сильно шуметь.
Пример ремонта напольного вентилятора
Пришлось ремонтировать электрический напольный вентилятор модели Scarlett SC-175. При включении двигатель вентилятора гудел, но лопасти не вращались. Проверка свободы вращения крыльчатки подтвердила подозрение, она вращалась туго - вероятнее всего загустела смазка.
Для того, чтобы смазать двигатель вентилятор нужно разобрать. Сначала нужно снять крыльчатку, для чего достаточно открутить фиксирующую его круглую гайку, вращая ее по часовой стрелке. Чтобы гайка при вращении лопастей не откручивалась, в ней нарезана левая резьба.
После снятия крыльчатки откроется вторая пластмассовая гайка, удерживающая защитный экран. Она со стандартной правой резьбой и откручивается против хода часовой стрелки.
Далее откручивается два винта, удерживающие переднюю крышку корпуса. Заодно можно снять с помощью небольшой плоской отвертки разжимную шайбу, на которую при фиксации опирается крыльчатка.
Для снятия задней крышки вентилятора предварительно нужно вынуть ручку включения горизонтального перемещения вентилятора. Она может быть прикручена саморезом или плотно вставлена.
Перед разборкой двигателя нужно его внимательно осмотреть, так как вращение ротора может быть затруднено из-за цепляния его за статор. В дополнение, если вращение вентилятора происходит за счет основного, а не дополнительного двигателя, то неисправность может скрываться в червячном редукторе.
Разборка червячного редуктора устройства поворота головки вентилятора по горизонту не выявила неисправности. Смазки было достаточно, шестерни в хорошем состоянии. При разборке редуктора необходимо обратить внимание на подпружиненные два шарика, которые по незнанию у меня разлетелись, пришлось долго искать.
Перед разборкой двигателя редуктор был собран. Для разборки двигателя достаточно отвинтить четыре длинных винта. При этом надо соблюдать осторожность, чтобы не повредить обмотки статора сделанные из тонкого медного провода. Обмотки в китайских вентиляторах не пропитаны лаком и поэтому уязвимы к механическим воздействиям.
На фотографии показан двигатель вентилятора со снятой передней крышкой. Подшипник при разборке вынулся из крышки вместе с валом.
Подшипник так плотно сидел из-за загустевшей смазки на валу ротора двигателя, что пришлось снимать его проворачивания плоскогубцами.
Загустевшую с грязью смазку лучше всего удалять с помощью растворителя "Уайт- спирта", который является очищенным бензином. Если под рукой такого нет, то подойдет спирт, ацетон, бензин и даже стиральный порошок или хозяйственное мыло.
Внутреннюю полость подшипника скольжения лучше всего очищать с помощью смоченной в растворителе ветошью намотанной на пинцет или отвертку делая возвратно поступательные движения с одновременным вращением.
После удаления старой смазки нужно надеть втулку подшипника на вал. Она должна легко надеться и вращаться практически без люфта. Если проверку подшипник прошел, то можно приступать к смазке.
Для смазки подшипников скольжения из моего опыта подходит графитовая смазка, представляющая собой солидол, смешанный с графитным порошком. После смазки шумевших кулеров компьютеров графитовой смазкой повторно их смазывать не приходилось даже после многолетней эксплуатации.
Теперь все механизмы и подшипники скольжения я смазываю только графитовой смазкой. Если под рукой такой нет, то подойдет любая другая, даже машинное масло для двигателя автомобиля.
Смазывать нужно оба подшипника, даже если один из них хорошо работает. Смазка наносится тонким слоем как на внутреннюю поверхность втулки, так и на место ее установки на валу.
После смазки и сборки двигателя вручную проверяется легкость его вращения. После придания валу вращающего момента он должен несколько раз бесшумно провернутся. Если вал вращается легко, то производится окончательная сборка вентилятора в порядке, обратном разборке.
Проверка отремонтированного напольного вентилятора показала его бесшумную работу и плавное горизонтальное вращение. По предложенной инструкции ремонтируются практически все электрические вентиляторы вне зависимости от назначения.
Вентиляторы предназначены для вентиляции производственных помещений, отсасывания газов (дымососы), воздуходувки- для подачи воздуха в котельных и других установках при различных технологических процессов. Вентиляторы создают перепад давления от 0,001 до 0,01 МН/мІ (0,01-0,1 ат), воздуходувки подают воздух под давлением от 0,11 до 0,4 МН/мІ (от 1,1 до 4 ат). По конструкции вентиляторы делятся на центробежные и осевые и выпускаются в нескольких исполнениях в зависимости то направления выхода воздуха (вверх, вниз, горизонтально) и направления вращения.
Центробежные вентиляторы являются основным элементом различных вентиляционных установок.
Они обеспечивают технологический процесс производства (подача газа в рабочие объемы) и условия трудовой деятельности (кондиционеры, общецеховая система вентиляции).
Вентиляционные установки достаточно просто поддаются автоматизации по сигналам изменения режима и реагируют на них без участия обслуживающего персонала путем переключения в схемах управления.
Это позволяет задачи обслуживающего персонала свести к периодическому контролю за установками и плановой профилактике.
Основным параметром регулирования таких установок, на который надо воздействовать, является угловая скорость приводного электродвигателя. Это наглядно представлено на рис. 1.1.
Процесс регулирования сводится к изменению количество воздуха (газа) на выходе вентиляционной установки.
Производительность ВУ можно регулировать следующими способами:
- * изменением скорости приводного ЭД (для среднего диапазона регулирования),
- *изменением количества работающих вентиляторов на общую магистраль (для широкого диапазона регулирования),
- *изменением сопротивления воздушной магистрали,
- *поворотом лопастей рабочего колеса.
Рис. 1.1 Зависимости центробежных вентиляторов
На производстве применяется, в основном первые два способа, так как они наиболее эффективны.
Регулятор температуры является основным устройством поддержания заданной температуры в помещении изменением расхода воздуха.
Общий вид центробежного и осевого вентиляторов представлен на рис. 1.2.
Рабочее колесо центробежного вентилятора расположено в корпусе эксцентрично, что позволяет повысить давление на напоре.
Рабочее колесо осевого вентилятора по форме сходно с воздушным или гребным винтом, которые создают тягу (поток) воздуха через раструб.
Рис. 1.2 Общий вид центробежного (А) и осевого (Б) вентиляторов
На предприятиях наибольшее распространение получили центробежные вентиляторы, для которых характерны следующие зависимости:
Q = C1 щ, M = C2 щІ, P = C3щі ,
где Q- производительность вентилятора, мі/с;
M- момент на валу вентилятора, H·м;
P- статическая мощность на валу вентилятора, кВт;
С1, С2, С3- постоянные коэффициенты;
щ- угловая скорость вентилятора (двигателя), рад/с.
Вентиляционная секция обеспечивает микроклимат и чистоту воздушной среды цеха. Вытяжная вентиляция в механосборочном производстве может иметь различные применения:
- а) как обычная вентиляция для обмена воздуха и удаления пыли из конторских и производственных помещений;
- б) в системе кондиционирования для отбора и подготовки воздуха перед подачей его в помещения с искусственным климатом;
- в) в отделениях восстановления инструментов, полирования деталей и т. п.;
- г) для удаления абразивной пыли из зоны шлифования;
- д) в сборочных цехах для централизованного отсоса и удаления пыли и грязи с деталей и узлов в процессе сборки изделия;
- е) в механических цехах для отсоса пыли и грязи, а также удаления мелкой стружки от металлорежущих станков.
Повседневный надзор за работой вентиляционных установок осуществляется дежурные слесари, которые обязаны ежемесячно проверять техническую исправность вентиляционного оборудования, камер и воздуховодов, а также правильность положения регулирующих устройств. Они проводят планово-предупредительный ремонт, регулировку температуры, а в необходимых случаях влажности приточного воздуха и воздуха в вентилируемых помещениях в соответствии с рабочими инструкциями.
В каждом цехе должен быть заведен журнал обслуживания вентиляционных установок. На каждую вентиляционную установку должны быть заведены паспорт по установленной форме и ремонтная карта. Главной задачей организованного в помещении воздухообмена является обеспечение оптимальных параметров микроклимата. Основные документы, согласно которым проектируется вентиляция, - СНИП 41-01-2003 и ГОСТ 12.1.005-76. Вентиляция предприятий, помимо поддержания температурного режима, должна обеспечивать значения концентрации пыли, влаги вредных аэрозолей или газов на рабочем месте в пределах допустимых. При этом специфика промышленности и применяемого оборудования, параметры здания формируют определенные требования к вентиляции производственных помещений.
В механическом цехе тяжелого машиностроения для обработки металлических заготовок эксплуатируются шлифовальные, обдирочные и анодно-механические станки. При работе на таком оборудовании воздух насыщается мелкой металлической пылью, идет дополнительное излучение тепла от двигателей станков и зоны резания. Применяемые в процессе механообработки охлаждающие жидкости и машинное масло в виде пара и аэрозолей загрязняют атмосферу помещения. Поэтому вентиляция механических цехов - обязательна.
Вентиляция и отопление производственных помещений для механического цеха зачастую совмещены в единую систему. Вентиляция механического цеха тяжелого машиностроения осуществляется за счет притока чистого воздуха, который подается из верхней части здания, а также местными вытяжками. Для обеспечения нормальных параметров микроклимата вытяжные элементы (местная вентиляция) обязательно устанавливаются над шлифовальными и обдирочными станками. Кроме того, это оборудование должно также быть снабжено пылеуловителями (защитным кожухом или отсасывающей воронкой). Также вытяжки должны быть смонтированы над ваннами для мытья изделий и баками с эмульсиями различного назначения.
Рассмотрим работу принципиальной электрической схемы управления электроприводом вентиляционной установки:
Назначение. Для пуска, управления и защиты силовой цепи и цепей управления вентиляционной установки (ВУ).
Вентиляционная установка предназначена для проветривания производственных помещений (ПП) и поддерживания температуры в заданных пределах (T зад °C).
Основные элементы схемы
М1, М2, и М3, М4- приводные асинхронные двигатели с КЗ- ротором вентиляторов 1 и 2 групп.
КМ1, КМ2, КМ3, КМ6- контакторы: малой, средней и большой скорости и линейный.
КМ4- контактор подключения 2 группы вентиляторов.
Работа схемы
Поданы все виды питания (включены QF5, QF1, QF2, QF3, QF4).
Т пом °C= T зад °C.
При этом: АК1 и АК2 подключены; КСС1, КСТ2, КСС3, КСТ4, v.
КМ5, КМ2^- собирается цепь КМ (КМ5, КМ2:4),
- отпайки Т переключаются на среднюю скорость (КМ2:1…3).
КМ6^- через Т к сети подключаются М1 и М2 (КМ6:1…3),пускаются.
Вентиляторы 1 и 2 работают на средней скорости и проветривают производственное помещение со средней интенсивностью (производительностью).
Т1= Т пом °C> T зад °C.
КСС1 ^ - блокируются цепи КМ1 (КСС1:1) и КМ2 (КСС1:2),
- готовится цепь КМ3 (КСС1:3).
КМ2v- собирается цепь КМ3 (КМ2:6),
- - размыкается цепь отпаек Т (КМ2:1…3),
- - размыкается цепь КМ6 кратковременно (КМ2:4),
- - готовится цепь КМ1 (КМ2:5),
Примечание- Ввиду быстротечности процесса и наличия остаточного магнетизма КМ6 не потеряет питание, поэтому Т будет подключен к сети (КМ6:1…3).
КМ3^- М1, М2 перейдут на БС (КМ3:1…3),
- восстанавливается цепь питания КМ6 (КМ3:4).
Вентиляторы 1 и 2 работают на большой скорости и проветривают помещение с максимальной интенсивностью (производительностью).
Примечание: Если оба вентилятора справляются, то температура в помещении будет снижаться, а при Т пом °C= T зад °C, вентиляционная установка вернется в исходное состояние.
Если оба вентилятора не справляются, то Т пом °C будет увеличиваться.
Т3= Т пом °C>> T зад °C.
КСС3^- собирается цепь КМ4 (КСС3).
КМ4^- подключается 2 группа вентиляторов (КМ4:1…3).
Вентиляционная установка работает на большой скорости, помещение проветривается с максимальной интенсивностью (номинальной производительностью).
Примечание: Если вентиляционная установка справляется, то Т пом °C будет снижаться и при достижении T зад °C она вернется в исходное состояние.
Читайте также: