УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯТОРНОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2000 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к управлению режимом работы вентиляторных установок, в частности систем тоннельной вентиляции метрополитенов.

Немедленное реагирование на изменение условий жизнеобеспечения пассажиров и обслуживающего персонала в тоннелях и станциях метрополитена, поддержание состава воздушной среды в пределах санитарных норм, возможно только с помощью автоматического управления механизмами вентиляции и направления подачи воздуха.

Из патентно-технической литературы известно большое количество предложенных устройств управления вентиляторными установками, как, например, станция группового управления насосными или вентиляторными установками (см. патент РФ N 2073122 по кл. F 04 D 15/00, опубл. 5 мая 1997 г.), содержащая входной и выходной коллекторы, между которыми включены вентиляторы с асинхронными двигателями, каждый из которых через соответствующий первый контактор подключен к питающей электрической сети переменного тока, датчик технологического параметра, встроенный в выходной коллектор, и блок управления, вход которого соединения с выходом датчика технологического параметра. Введены вторые контакторы, включенные соответственно между каждым первым контактором и асинхронным двигателем. Предусмотрен блок преобразования, вход которого соединен с питающей электрической сетью переменного тока, а выход подключен к объединенным дополнительным входам вторых контакторов. Вход управления блока преобразования частоты соединен с выходом блока управления, управляющие входы первых и вторых контакторов соединены с соответствующими выходами блока управления. Второй вариант изобретения предусматривает включение фазометра для уменьшения перегрузок во время переключения асинхронных двигателей.

Однако известная станция рассчитана на локальное управление автономно действующей группы вентиляторов для обслуживания сравнительно небольшого объекта.

Известна также система управления вытяжной и приточной вентиляцией (см. Международный патент WO 95/09331 по классу F 24 F 11/00, опубл. в апреле 1995 г. вместе с группой из пяти патентов аналогичного назначения, полученных немецкой фирмой LUNOS-LUFTUNG CMBH & CO. VENTILATOREN KG. (Фирма заявила свои изобретения и в Российской Федерации).

Все системы управления, запатентованные и заявленные немецкой фирмой, предназначены только для вентиляции квартир жилых помещений.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому является принятое в качестве прототипа устройство управления режимом работы вентиляторной установки (см. патент РФ N 2064587 по классу E 21 F 1/00 опубл. в БИ N 21 за 1996 г. ), содержащее блок согласования давлений, к первому входу которого подключен блок задания давления. На выходе вентилятора установлены датчики давления, положения лопаток рабочего колеса и частоты вращения вала вентилятора. Известное устройство снабжено также блоком управления электромагнитной муфты, блоком питания, совмещенным с модулем плавного пуска, и блоком торможения, выполненным в виде реверсивного источника питания. Кроме того, оно снабжено блоком ограничения скорости поворота лопаток рабочего колеса, датчиком частоты вращения вала электродвигателя и блоком контроля разности скоростей вращения, при этом датчики частоты и блок контроля разности скоростей вращения объединены в блок частоты вращения.

Для управления вентиляционными установками тоннелей метрополитенов мегаполисов, как, например, Москва, известное устройство-прототип не может быть использовано из-за малой надежности на протяженных линиях питания и беспомощности в предотвращении чрезмерных динамических ударов в нагрузочных агрегатах.

Целью настоящего изобретения является уменьшение кратности пусковых токов и ослабление динамических ударов в нагрузочных агрегатах, что позволит увеличить ресурс работы и повысить надежность включения оборудования.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит программируемый блок управления, блок задания параметров, исполнительные механизмы поворота лопаток рабочего колеса и шибера с датчиками их положения. Выходы датчиков соединены с соответствующими входами программируемого блока управления, связанного также с пультом управления и модулем плавного пуска с блоком датчиков тока потребления. Выход модуля плавного пуска подключен к входу электродвигателя через блок тиристорных коммутаторов фазных напряжений и/или блок пускокоммутационной аппаратуры.

Патентуемое устройство позволяет резко уменьшить кратность пусковых токов, избежать чрезмерных динамических ударов в нагрузочных агрегатах - электродвигателях с вентиляторами при включении и увеличить ресурс работы оборудования. В установках с большой протяженностью питающего кабеля (что характерно для метрополитенов) - повысить надежность включения оборудования.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство управления режимом работы вентиляторной установки содержит программируемый блок 1 управления, выполненный в форме релейного или аналогового регулятора, к первому входу которого подключен блок 2 задания параметров. Предусмотрен пульт 3 управления, группа входов-выходов которого подключена к соответствующей группе выходов-входов программируемого блока 1 управления. Устройство снабжено исполнительным механизмом 4 поворота лопаток рабочего колеса вентилятора 5 и исполнительным механизмом 6 перемещения элементов шибера 7. Выход исполнительного механизма 4 через датчик 8 положения лопаток рабочего колеса вентилятора 5 подключен к второму входу программируемого блока 1 управления, а выход исполнительного механизма 6 через датчик 9 положения элементов шибера 7 - к третьему входу этого блока. К первому выходу программируемого блока 1 управления подключен модуль 10 плавного пуска, выход которого соединен со входом блока 11 тиристорных коммутаторов фазных напряжений. Выход блока 11 может быть подключен непосредственно к входу электродвигателя 12 вентилятора 5 или через блок 13 реверсивной пускокоммутационной аппаратуры. Второй и третий выходы программируемого блока 1 управления соединены с соответствующими входами исполнительных механизмов 4 и 6 поворота лопаток рабочего колеса вентилятора 5 и перемещения элементов шибера 7. Модуль 10 плавного пуска соединен также с выходом блока 14 датчиков тока потребления от источника 15 питания переменным током, образующих схему обратной связи.

Управление режимом работы вентиляторной установки осуществляют следующим образом.

На первый вход блока 1 управления подают сигнал с блока 2 задания, определяющего параметры разгона электродвигателя 12.

Параметр может устанавливать: время плавного пуска (от 2 до 222 секунд); ток уставки срабатывания защиты (от 40 до 197 А); кратность пусковых токов относительно номинальной токовой уставки (от 2,5 до 4 А); диапазон возможных уставок пускового времени срабатывания защиты по току потребления (от 2 до 30 секунд).

Одновременно подают сигнал команды с пульта 3 управления на соответствующий вход программируемого блока 1 управления, а на второй и третий входы последнего - сигналы с датчиков 8 и 9 положения лопаток рабочего колеса вентилятора 5 и элементов шибера 7 соответственно. В зависимости от характера поступивших в программируемый блок 1 сигналов на его выходах вырабатываются управляющие сигналы.

Если фактическое положение лопаток рабочего колеса вентилятора 5 и элементов шибера 7 не будет соответствовать командам, поданным с пульта 3 управления, то в программированном блоке 1 генерируются сигналы на включение исполнительных механизмов 4 и 6, корректирующих положение лопаток рабочего колеса вентилятора 5 и элементов шибера 7 до получения от датчиков 8 и 9 сигналов о соответствии положения лопаток рабочего колеса и элементов шибера заданным, после чего блок 1 выдает сигнал на отключение исполнительных механизмов 4 и 6 и затем сигнал на включение модуля 10 плавного пуска. Модуль 10 формирует сигнал, включающий в действие блок 11 тиристорных коммутаторов фазных напряжений, в соответствии с установленными блоком 2 параметрами разгона.

Схема обратной связи между модулем 10, блоками 11 и 14 и источником 15 тока позволяет осуществлять плавный разгон электродвигателя 12 в соответствии с заданными параметрами.

При поступлении с пульта 3 управления команды на "останов" вентиляторной установки программируемый блок 1 управления выдает сигнал на вход модуля 10 плавного пуска, с помощью которого формируют сигнал постепенного в интервале от 5 до 260 секунд (в зависимости от установленного в блоке 2 задания параметра торможения) отключения блока 11 тиристорных коммутаторов фазных напряжений.

Изобретение относится к управлению режимом работы вентиляторных установок, в частности систем тоннельной вентиляции метрополитенов. Задачей изобретения является уменьшение кратности пусковых токов и ослабление динамических ударов в нагрузочных агрегатах, что позволит увеличить ресурс работы и повысить надежность включения оборудования. Устройство содержит программируемый блок управления, блок задания параметров, исполнительные механизмы поворота лопаток рабочего колеса и элементов шибера с датчиками их положения, выходы датчиков соединены с соответствующими входами программируемого блока управления, связанного также с пультом управления и модулем плавного пуска, модуль плавного пуска связан с блоком датчика тока потребления, а его выход подключен к электродвигателю вентилятора через блок тиристорных коммутаторов фазных напряжений непосредственно и/или через блок пускокоммутационной аппаратуры. 1 з.п. ф-лы, 1ил.

1. Устройство управления режимом работы вентиляторной установки, содержащее программируемый блок управления, блок задания параметров разгона и торможения электродвигателя и срабатывания защиты, исполнительный механизм поворота лопаток рабочего колеса вентилятора с датчиком положения лопаток рабочего колеса вентилятора, модуль плавного пуска, источник питания и блок датчиков тока потребления, образующих схему обратной связи, причем выход блока задания параметров разгона и торможения электродвигателя и срабатывания защиты присоединен к первому входу программированного блока управления, первый выход которого подключен к входу модуля плавного пуска, к другому входу которого подключен выход блока датчиков тока потребления, соединенного своим входом с выходом источника питания, второй выход программированного блока управления подключен к входу исполнительного механизма поворота лопаток вентилятора, а выход датчика положения лопаток рабочего колеса вентилятора соединен с вторым входом программированного блока управления, отличающееся тем, что устройство снабжено пультом управления, соединенного своими выходами с соответствующими входами программированного блока управления, выходы которого соединены с соответствующими входами пульта управления; блоком тиристорных коммутаторов фазных напряжений, исполнительным механизмом перемещения элементов шибера с датчиком положения элементов шибера, причем вход механизма перемещения элементов шибера соединен с третьим выходом программированного блока управления, а выход датчика положения элементов шибера - с третьим входом программированного блока управления, кроме того, выход модуля плавного пуска соединен с входом блока тиристорных коммутаторов фазных напряжений, выход которого подключен к входу электродвигателя вентилятора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено блоком пускокоммутационной аппаратуры, включенным между выходом блока тиристорных коммутаторов фазных напряжений и входом электродвигателя вентилятора.