压力检测与控制试验系统设计要点.doc
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1、压力检测与控制试验系统设计设 计 任 务1、 设计参数上位水箱尺寸:800500600mm,上位水箱离地200mm安装,通过直径为20mm的PVC管道与其他设备相连,设备离地30mm,要求测量设备入口处的压力。测量误差不超过压力示值的1%。2、设计要求(1)上位水箱通过水泵供水,通过变频器控制水泵的转速;(2) 通过查阅相关设备手册或上网查询,选择压力传感器、调节器、调节阀、变频器、水泵等设备(包括设备名称、型号、性能指标等);(3)设备选型要有一定的理论计算;(4)用所选设备构成实验系统,画出系统结构图;(5)列出所能开设的实验,并写出实验目的、步骤、要求等。课程设计评语设计报告成绩(30%
2、)设计过程成绩(30%)答辩成绩(40%)总成绩1 序言1.1压力检测与控制试验系统的结构图:1.2 总体结构设计的思路:第一步:根据课设要求选取合适的器件,并通过相应的理论计算进行选取第二步:进行控制系统回路的连接第三步:在连接好相应地回路后,根据给定的数值进行理论计算,用压力传感器对设备入口处压力进行测量,通过调节器使测得的值和给定值进行比较,若测得的值使测量误差超过压力示值的1%,则需对产生的偏差进行比例、积分或微分处理后,输出调节信号控制执行器的动作,改变调节阀阀芯和阀座间的流通面积,同时控制变频器对水泵的控制,调节水泵的转速以达到适当的进水速度,从而使测量误差不超过压力示值的1%。1
3、.3一个完整的压力检测系统包括:取压口;引压管路和压力检测仪表 一个简单的压力检测系统示意图(下图) 设备取压口压力仪表引压管路2 变频器选型变频器是把工频电源(50Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变部分为IGBT三相桥式逆变器,且输出为PWM波形,中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲
4、无功功率。2.1变频器的工作原理 我们知道,交流电动机的同步转速表达式位: n60 f(1s)/p式中 n异步电动机的转速; f异步电动机的频率; s电动机转差率; p电动机极对数。 由上式可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在050Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。2.2变频器选型时要确定以下几点: 1) 采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等。 2) 变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等,特别注意负载的性能曲线,性能曲线决定了应用时的方式方法。 3) 变频器与
5、负载的匹配问题; I.电压匹配;变频器的额定电压与负载的额定电压相符。 II. 电流匹配;普通的离心泵,变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数,以最大电流确定变频器电流和过载能力。 III.转矩匹配;这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。 4) 在使用变频器驱动高速电机时,由于高速电机的电抗小,高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型,其容量要稍大于普通电机的选型。 5) 变频器如果要长电缆运行时,此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响,避免变频器出力不足,所以在这样情况下,变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端
6、安装输出电抗器。 6) 对于一些特殊的应用场合,如高温,高海拔,此时会引起变频器的降容,变频器容量要放大一挡。 2.3变频器所选型号:3水泵的选型水泵是一种面大量广的通用型机械设备,它广泛地应用于石油、化工、电力冶金、矿山、选船、轻工、农业、民用和国防各部门,在国民经济中占有重要的地位。据统计,我国泵产量达525.6万台。泵的电能消耗占全国电能消耗的21%以上。因此大力降低泵有能源消耗,对节约能源具用十分重大的意义。近年来,我们泵行业设计研制了许多高效节能产品,如IHF、CQB、FSB、UHB等型号的泵类产品,对降低泵的能源消耗起了积极作用。 3.1水泵选型的步骤 3.1.1选泵列出基本数据:
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