Фильтрующий блок вентилятора FFU является необходимым оборудованием для проектов в чистых помещениях. Он также незаменим для фильтрации воздуха в чистых помещениях без пыли. Он также необходим для сверхчистых рабочих столов и чистых боксов.
С развитием экономики и повышением уровня жизни людей требования к качеству продукции постоянно растут. FFU определяет качество продукции на основе технологии производства и производственной среды, что заставляет производителей стремиться к совершенствованию производственных технологий.
Области применения фильтровентиляционных установок FFU, особенно электроника, фармацевтика, пищевая промышленность, биотехнология, медицина и лаборатории, предъявляют строгие требования к производственной среде. Она включает в себя технологии, строительство, отделку, водоснабжение и водоотведение, очистку воздуха, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, автоматическое управление и другие различные технологии. Основными техническими показателями качества производственной среды в этих отраслях являются температура, влажность, чистота, объём воздуха, избыточное давление в помещении и т. д.
Таким образом, разумное управление различными техническими показателями производственной среды для удовлетворения требований специальных производственных процессов стало одним из актуальных направлений исследований в области проектирования чистых помещений. Ещё в 1960-х годах была разработана первая в мире чистая комната с ламинарным потоком воздуха. С момента её создания FFU начали находить применение.
1. Текущее состояние метода контроля ФФУ
В настоящее время в FFU обычно используются однофазные многоскоростные двигатели переменного тока и однофазные многоскоростные двигатели постоянного тока. Для двигателей фильтровентиляционных установок FFU существует два варианта напряжения питания: 110 В и 220 В.
Методы контроля в основном делятся на следующие категории:
(1). Многоскоростное переключение управления
(2). Плавная регулировка скорости.
(3) Компьютерное управление
(4) Дистанционное управление
Ниже приводится простой анализ и сравнение четырех вышеуказанных методов контроля:
2. Управление многоскоростным переключателем FFU
Система управления многоскоростным переключателем включает в себя только переключатель скорости и выключатель питания, которые поставляются с FFU. Поскольку компоненты управления предоставляются FFU и распределены в разных местах на потолке чистого помещения, персонал должен регулировать FFU с помощью переключателя переключения на месте, что крайне неудобно для управления. Более того, регулируемый диапазон скорости ветра FFU ограничен несколькими уровнями. Чтобы преодолеть неудобные факторы эксплуатации управления FFU, посредством проектирования электрических цепей все многоскоростные переключатели FFU были централизованы и размещены в шкафу на земле для достижения централизованного управления. Однако, независимо от внешнего вида или существуют ограничения в функциональности. Преимуществами использования метода управления многоскоростным переключателем являются простота управления и низкая стоимость, но есть и много недостатков: такие как высокое энергопотребление, невозможность плавной регулировки скорости, отсутствие сигнала обратной связи и невозможность достижения гибкого группового управления и т. д.
3. Плавная регулировка скорости
По сравнению с методом управления с помощью многоскоростного переключения, бесступенчатое управление скоростью имеет дополнительный бесступенчатый регулятор скорости, который позволяет плавно регулировать скорость вентилятора FFU, но при этом снижается эффективность двигателя, из-за чего его энергопотребление выше, чем при методе управления с помощью многоскоростного переключения.
- Компьютерное управление
Метод компьютерного управления обычно использует бесколлекторный двигатель постоянного тока (EC). По сравнению с двумя предыдущими методами, метод компьютерного управления обладает следующими расширенными функциями:
(1). Используя режим распределенного управления, можно легко реализовать централизованный мониторинг и управление FFU.
(2) Легко реализуется управление одним блоком, несколькими блоками и разделами FFU.
(3) Интеллектуальная система управления имеет функции энергосбережения.
(4). Для мониторинга и управления можно использовать дополнительный пульт дистанционного управления.
(5). Система управления имеет резервный интерфейс связи, который может взаимодействовать с главным компьютером или сетью для реализации функций удалённой связи и управления. Выдающимися преимуществами управления бесколлекторными двигателями являются простота управления и широкий диапазон скоростей. Однако этот метод управления имеет и ряд существенных недостатков:
(6). Поскольку в чистых помещениях для двигателей FFU не допускается использование щёток, все двигатели FFU используют бесщёточные бесколлекторные двигатели (EC), а проблема коммутации решается электронными коммутаторами. Короткий срок службы электронных коммутаторов значительно сокращает срок службы всей системы управления.
(7) Вся система стоит дорого.
(8) Последующие расходы на обслуживание высоки.
5. Метод дистанционного управления
В качестве дополнения к компьютерному методу управления для управления каждым ФФУ может быть использован метод дистанционного управления, который дополняет компьютерный метод управления.
Подводя итог: первые два метода управления потребляют много энергии и неудобны в управлении; последние два метода управления имеют короткий срок службы и высокую стоимость. Существует ли метод управления, который обеспечивает низкое энергопотребление, удобство управления, гарантированный срок службы и низкую стоимость? Да, это компьютерное управление с использованием двигателя переменного тока.
По сравнению с двигателями постоянного тока (EC), двигатели переменного тока обладают рядом преимуществ, таких как простота конструкции, компактность, удобство производства, надежность эксплуатации и низкая цена. Благодаря отсутствию проблем с коммутацией, срок их службы значительно превышает срок службы двигателей постоянного тока (EC). Долгое время, ввиду низкой эффективности регулирования скорости, в качестве метода регулирования скорости использовался метод регулирования скорости с использованием EC. Однако, с появлением и развитием новых силовых электронных устройств и больших интегральных схем, а также с постоянным появлением и применением новых теорий управления, методы управления переменным током постепенно развивались и в конечном итоге вытеснят системы регулирования скорости с использованием EC.
Метод управления переменным током (FFU) в основном подразделяется на два метода: метод регулирования напряжения и метод преобразования частоты. Так называемый метод регулирования напряжения заключается в регулировании скорости двигателя путём непосредственного изменения напряжения на статоре двигателя. Недостатками метода регулирования напряжения являются: низкий КПД при регулировании скорости, сильный нагрев двигателя на низких скоростях и узкий диапазон регулирования скорости. Однако недостатки метода регулирования напряжения не столь очевидны для вентиляторной нагрузки FFU, и в сложившейся ситуации есть некоторые преимущества:
(1). Схема регулирования скорости является продуманной, а система регулирования скорости стабильной, что может обеспечить бесперебойную непрерывную работу в течение длительного времени.
(2) Простота эксплуатации и низкая стоимость системы управления.
(3). Поскольку нагрузка на вентилятор FFU очень мала, нагрев двигателя на низкой скорости не столь значителен.
(4). Метод регулирования напряжения особенно подходит для вентиляторной нагрузки. Поскольку рабочая характеристика вентилятора FFU представляет собой уникальную кривую затухания, диапазон регулирования скорости может быть очень широким. Поэтому в будущем метод регулирования напряжения также станет основным методом регулирования скорости.
Время публикации: 18 декабря 2023 г.