空气悬浮鼓风机工作原理及结构-介绍.docx

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1、JSTURBO鼓风机工作原理及结构特征一、 产品优势描述原有鼓风机空气压缩机是以齿轮加速方式使用的，它需要齿轮，轴承和润滑系统，且机械摩擦产生有极大的能量耗损，噪音等问题。JSTURBO空气悬浮离心鼓风机解决了这些问题，它有3大核心技术：高效空气悬浮轴承，永磁同步超高速机电及空气冷却系统，铝合金AL7075 （航空铝材）精密铸造的高精度叶轮。JSTURBO空气悬浮离心鼓风机，不需要齿轮箱增速器及联轴器，由高速机电直接驱动，而 机电采用变频器来调速。鼓风机叶轮直接与机电结合，而轴被悬浮于主动式空气轴承控制器 上。因为没有物理接触和无需润滑油系统，所以JSTURBO空气悬浮离心鼓风机具有高效， 节

2、能，低噪音，运行可靠和长期无需维修保养的特点。JSTURBO空气悬浮离心鼓风机采用一体化紧凑型设计。叶轮，高速机电，变频器，空气轴承及其控制系统配有CPU微处理器的控制面板集于一体，提高了安装，操作的便利性。为客户大大节省能源和日常维护费用，提供清洁的作业环境。所以具有技术先进，性能可靠，结构简单，体积小，节约能源，维护方便等特点。（一）节能高效空气悬浮离心鼓风机使用了空气悬浮轴承，直联技术，高效叶轮，永磁无刷直流机电，无额外的磨擦。风机根据输出的（风量可调范围40-100%）自动调整机电功率的消耗，保持设备运行的高效率。（二）无振动，低噪音采用空气悬浮轴承及机电直联技术，无振动产生，风机不需

3、要设置隔音装置；设备分量轻，不需设置特殊基础，安装布置简单灵便。（三）无润滑油风机采用了空气悬浮轴承技术，系统不需要润滑油系统，向电子，医药，食品等特殊行业提 供干净的空气。空气轴承使用温度达到600度，油性轴承系统的所有弊端已成功解决。（四）无保养没有传统风机所必需齿轮箱及油性轴承，我们所采用的一系列高新技术叶轮与机电不使用联轴器，直接连接，智能控制系统，关键部件采用钛合金和AL7075 （航空铝材）这些技术保 证了设备是无保养的，降低了用户的维护成本，提高供气系统运行的稳定性。（五）运转控制便利可在个人电脑上对风机转数，压力，温度，流量等进行自检并定压运转，负荷/无负荷运转， 超负荷控制，

4、通过防喘振控制等实现无人操作。风机通过调整叶轮的转数调节流量。根据吸 入空气的温度和压力变化，调整转数可以轻易的调节流量。可以自动和手动调整流量。（六）设备安装空间小空气悬浮离心鼓风机设备分量轻，设备尺寸小，安装简便，可以大量地节省用户的建造及辅 助电气控制系统投资。此外，空气悬浮鼓风机含有更多特性：1 ,效率高，节能显著高效叶轮与超高速机电通过空气轴承采取直联方式去除了变速齿轮箱和润滑系统，无机械 接触、无震动，运行噪音低，不需隔音罩。采用直流机电及调速控制系统，调节变转速，在风机的工作流量的范围内保持很高的效 率。2,节省空间，减少辅助设施投资最小的风机房面积：设备分量轻，基础施工简单，安

5、装时不需起吊装置；同时，可以根据需 要选用方便的布置方式，比如可以直接在曝气池上设鼓风机房，可节省管道投资，减少管道 阻力损失。3,操作简单、自动化程度高风机本身对转速、压力、温度、流量等进行自检，有防止喘振功能等，可实现无人操作；在风机的工作区域内，根据外部控制信号自由调节风机风量、风压的输出。风机房不需要单独配备就地控制柜、软启动柜，风机本身集成为就地控制系统；风机房设的主控制盘通过电脑CPU可以自动连续调整压力、流量、控制开启、问题报警等，实现单 台、多台同时联动自动控制作业。同时也可由远程中央控制室控制。相关的技术人员经过简单培训，根据操作手册的程序设置，风机即可自动投入运行并实现无

6、人操作。4,设备可靠性高采用三大率先科技技术，PMSM超高速机电、HAFB （HydroDynamicAir Foil Bearing）动压空气轴承技术（去除由于变速箱、油路润滑系统、复杂的控制系统故 障）和独特的冷却系统；关键部件选用精良的材料（叶轮采用AL7075高强度航空铝材、轴 使用钛合金材料）；通过标准化生产，确保设备性能稳定优异、可靠性高。二、JSTURBO空气悬浮离心鼓风机构造JSTURBO风机是由离心涡轮鼓风机，超高速BLDC机电，直流机电控制变频系统，就地 控制器等构成的，内含装置结构如下：（一）涡壳使用铝合金（AL-Alloy）铸造的温壳，效率高。在吸入侧呈水平方向，在出口

7、侧呈垂直方 向或者水平方向。（二）高精度叶轮叶轮选用AL7075 （航空铝材料），由Lost-wax工法精密铸造制作而成的，并经过严格的测试。叶轮与电动机采用直联方式连接。1.1 素材：AL7075 （高强度航空铝材）具有优秀的耐磨、抗变形能力。2.1连接方式：叶轮与电动机采用直联方式连接；3.1轴使用钛金属材料，叶轮效率可达92%；4.1叶轮使用寿命达30年以上。（三）无油空气悬浮轴承空气悬浮轴承主要包括径向轴承以及止推轴承等部件。启动前回转轴和轴承之间有物理性 的接触，启动时回转轴和轴承相对运动，以形成流体动力场，在径向轴承内此流体动力形成 浮扬力。该浮扬力使向转轴处于悬浮状态而达到回转自

8、如的目的。这种轴承与传统的滚珠轴 承不同，运行时回转轴和轴承之间没有物理接触点，所以无需润滑油，能量损耗极低，效率 极高，合用多种工作环境。这种技术可以应用于转速高达100,000 rpm的大功率高转速 机械。经过严格测试，表明该轴承的启动次数可达到20,000次以上，彻底符合设计以及实 际应用要求。（四）超高速机电（PMSM）超高速回转型机电（1-20万转/分钟），没有机械接触（寿命长）、效率高、噪音低；效率高达 97% o大容量的PMSM发动机（30马力400马力）-采用世界先进的永磁同步机电技术，支持高 速回转使用适当的轴承时回转轴以20,000 - 200,000回转数可以实现高速运转

9、。（五）空气冷却装置冷却方式为空气自动冷却式，直联式无需齿轮箱、润滑油系统，满足高温下正常运行。（六）KEB变频器调速系统-全球率先的变频调速技术-本体触平显示远程控制-丰富的面版可以输入数码信息（七）风机控制系统7.1 就地控制面板为使用者操作简便，操作面板显示风机工作的一切运转数据，具有手动操作功能、并设有 报警装置。为了保持最佳的运转状态，在风机内部设有风量和压力自动、手动调节系统，并设防喘振功 能等保护功能。7.2 变频智能调速控制系统风机内部集成的高精度压力传感器与PID调节系统共同作用，通过含糊控制的方式，使风 机运行在最经济的运行状态，并且通过主控柜系统的配合，实现单台至多台风机

10、的组合控制。（八）机体内制放空阀风机采用机体内气动放空阀，无需附加空气压缩机，可确保风机在断电或者非正常情况下安全停机，美观慷慨。(九)外箱外箱亮丽、美观，并具有防腐、防尘并起到支撑保护内部装置的作用。第二节JSTURBO鼓风机主要技术性能一，叶轮 IMPELLER我公司的“涡轮机械研发中心”是韩国国家级的专业设备研发设计中心，拥有10多年的航空涡轮机械、引擎以及透平机械开辟设计经验。我们设计的每一-型泯轮叶轮都经过计算机三维摹拟，效率高达88%。根据不同需要进行叶轮切割，可以得到特定需要的工况范围。设计采用变频调节方式而摒弃了导叶片调节方式，使鼓风机的可调节范围更宽从下图能看到轮叶的性能特点

11、曲线图。.如假设鼓风机在下图的A点上动作的话，叶轮以额 定最大速度的90%旋转，这时，可以分别通过横轴和纵轴上可以清晰的看到空气流量和压 力。在叶轮以一定速度旋转的RPM模式(Auto-Speed mode)里，如果出风压力有变化的话，动作点A会跟着以0.9表示的速度线挪移到此外线，所以出风空气量也会变。.即，为了出风压力增加时保持一定的空气流量，应该增加机电的转数。相反，在POWER模式(Auto-Powermode)上运转时，运转点会跟着出风压力和流量的变动能维持同样的马达电源 消耗的方向挪移。还有在定压模式(Auto-Press mode)或者定量模式上(Auto-Flow mode)

12、为了保持运转点W的压力或者流量，旋转数可能会增加或者减少。叶轮的性能特点的典型事例设想一下涡轮式鼓风机给污水处理现场提供通风(aeration)的情况。.在RPM模式水槽的水位上升的话，出风压力也会跟着上升所以动作点A沿着同样的速度线如上图会向，气涌极限(surge limit)方向挪移。动作点A达到气涌极限，产生“气涌”现象。此时，可能造成突发的出风压力和流量的减少，还会造成通过整个鼓风机才干转达的严重的喘动，重则会造成风机的损坏。.二，空气悬浮轴承 HAFB(HydroDynamic Air Foil Bearig)空气轴承是由轴回转时形成的压力在轴周围产生的空气使轴浮扬。原有的高速涡轮机

13、械必 需使用的复杂的油性轴承和油线以及油过滤器等，而空气轴承都不需要，所以简化了系统而 且排出的空气里决不会有油的成份，避免再次污染，是真正的免润滑油鼓风机。空气悬浮轴承的原理：启动前轴和轴承之间有物理性的接触，启动时轴和轴承相对运动以产生空气压力，轴回 转的时候，轴周围的空气流动（速度能量）变换成压力，使回转轴自转，在轴达到一定的回 转速度时（3000-5000RPM）空气压力使得轴浮扬，并起到润滑作用。空气轴承与滚珠轴承 等不同，无物理接触点，所以无需润滑油，几乎没有能源的损失，于是可以提高系统的效率。三，超高速马达PMSM MOTOR大容量的PMSM发动机（30马力-400马力）-采用世

14、界先进的永磁无刷直流机电技术，支 持高速回转使用适当的轴承时回转轴以20,000 - 200,000回转数可以实现高速运转， 发动机的效率可达97%。永磁同步机电配以高性能高速实时数字控制器构成的调速装置，系统控制简单，高效节能，转速平稳，噪音低，是节能型绿色环保产品。直流机电具有最优越的性能，主要表现在调速方便（可无级调速），调速范围宽，低速性能好（启动转矩大），运行平稳，噪音低，效率高。由于电动机的体积小，结构简单， 效率高、无转子损耗，所以目前已得到广泛的应用。其特点为：可以无级调速，工作转速范围大，寿命要大大高于传统机电，而且噪音低，可满足各种运行模式下的转速要求四，空气冷却技术本鼓风

15、机采用空气自冷却技术，空气流道设计合理而巧妙，并以卓越的航空机械设计创造 技术配套设计有机电散热翼翅，200-400HP以内大机型设有冷媒内循环系统，因此无需另 设冷却风扇或者补充冷却水。这种冷却设计可以确保鼓风机在炎热的夏季仍然保持其出众而 可靠的工作性能五,机电变频调速系统最佳的安全性-最佳的设计结构以及最佳的安全性-在超高速运转过程中也亳无故障-全球率先的机电变频调速技术高效率高性能-精确的速度调解-适合VCCPIus技术的总性能变速控制-180%的最高运转-高效率：98%以上多样的功能-本体触屏显示-远程控制-丰富的面版可以输入数码信息各种规格及认证-（EMI）, （RFI）-CE,

16、EMC产品事项-功率:20 300HP-电源：3 相,220440V / 50,60Hz-效率：9899%-保护等级:IP20, 54六，控制系统(一)就地控制为使用者操作简单，操作面板显示工作的一切运转数据，具有手动操作功能，并设有报警装 置。为了保持最佳的运转状态，在风机内部设有风量和压力自动，手动调节系统，并设防喘 振功能等保护功能。Modbus为使用最广泛的汉用协议，Modbus协议支持典型的RS232/RS485/RS422装置和最近开辟的以太网装置。所以，现在大部份产业用装置(PLC, DCS, HMI,仪器等)使用Modbus作为通信标准。本社的装备也支持使用RS485 (2线式

17、)的Modbus RTU协议，还 支持使用以太网链接的Modbus TCP协议。-控制器在控制板，由2个板(CPU, 10)来组成。-CPU 板:Atmega128 (Flash ROM, EEPROM), Communication circuit, LCD l/F,Inverter l/F-IO 板：sensor signal conditioning, Actuator control-特殊安装了支持Modbus TCP协议的以太网模块。-支持Modbus RTU协议，应该安装把RS485信号变换为RS232的独立的通信变换器。 RS485 连接(MODBUS RTU)Modbus模块使

18、用半双工，多重点(Half duplex, multi point),规格根据EIA-485规格。从盘鼓风机跟host (主盘)PLC的485通信卡用2线连接来通信，此时在从盘的鼓风机上应该设定不重复的固有地址。最大32个装备可以通过专用电缆连接，连接电缆的终端电阻普通使用120Q来维持通信路线的平衡和防止信号冲突。以太网连接(MODBUS TCP)使用倒利用UTP电缆连接LAN (Local Area Network)的网络上，在最大100M以内连接装备从盘鼓风机装备应该具有固有的固定IP,应该随时等待与主盘连接，有要求连接时允许要求，根据命令帧传送应答信息。装备的IP通过EzCoNig程序

19、，可以根据网络来设定，而且可以确认电气连接状态。(二)MODBUS 组成通过ModbusPLC从涡轮式鼓风机可以获得以下装备控制及运转信息。数码信号(ON/OFF) 会读取运转选择，运转状态，运转模式里的状态信息，可以指定启动，住手的运转命令。模拟信号有传感信号输入及运转设定。详细内容如下。-显示传感器输入信息（过滤压力差，出风压，吸入温度，流量，旋转数）-反馈现在运转设定值（Set Value）-运转状态（0=wait, 1 =ready, 2-start, 3-run, 4-stop, 5-error）运转设定（LAN运转选择时，设定对各运转模式的SV值）-运转（1234=start, 4

20、321=stop）（三）MCP跟踪联锁控制模式MCP系统配置多台鼓风机时每台鼓风机可以单独接受现场曝气池DO （溶解氧）信号连锁控制，也可以将多组DO信号汇总整合后控制鼓风机开启台数及设定运行工况，再将总风量根据各曝气池反映的DO信号进行合理分配。请参考以下“控制流程图”：第三节JSTURBO空气悬浮鼓风机的安装一，安装要求如果安装选址不合适，定会明显得降低机器的性能和寿命。在开始安装之前，请务必参照以 下几点：1 .在通风的情况下，机器运行温度在0C至50C之间.如温度在0C以下，请安装在拥有供 热系统的地方。如有问题请直接联系JSturb。产品的销售代理商。2 .安装在户内，则选择空气清洁

21、且干燥的通风的条件下。请勿安装在户外或者是暴露在 湿气重的雨天，雪天.如风机需要安装在空间小的地点或者户外，则安装前务必与生产商 取得联系.3 .请将鼓风机安装远离墙壁或者其它产品至少1米远，有利于确保维护过程中的安全性 以及空气的流通。4 .如安装在以下地点时，请与生产商联系：-空气中含盐量过高的地方-空气中含酸性气体过高的地方-空气中含灰尘或者沙粒过多的地方如鼓风机在以上地点运行，则会腐蚀或者磨损高速运转的轴承和叶轮5.避免潮湿的地方，如潮湿太重，则会造成运行部件的腐蚀或者 漏电。6.请勿安装在周围含有易燃，易爆的地点。二，安装说明抬起产品搬运到安装场所的时候，使用卡车或者起重机等适当的装

22、备，请确认抬产品的装备 或者绳子是否能支撑产品的分量。.安装或者放置产品的时候，请注意不要把产品掉到地上或者 不要给产品强烈的冲击。1 .请把鼓风机安装在巩固和平整的地面上。.（例：混凝土）使用高度调节器来保证鼓风机不倾斜（V）和四个脚部能彻底接触在地面。.o22.因为本产品震动很低，不用在产品和地面之间使用防震垫。第四节JSTURBO空气悬浮鼓风机产品选型DischargePressure(kgf/cm2) Nominal Airflow(m3/min)JS30 JS50 JS75 JS1OO JS150 JS200 JS30030HP 50HP 75HP 1OOHP 150HP 200HP

23、 300HP功率 20KW 40KW 60KW 80KW 120KW 160KW 240KW0.4 21 41 63 79 131 165 2450.6 1631 50 63 95 136 1900.8 13 25 38 51 76 102 1521 10.5 20 31 42 62 83 1251.2 9.5 18 28 37 56 75 1121.5 8 15 23 31 47 63 94输出电压380 / 440V出 口管径 100 125 200 200 250 250 250分量(Kg) 375 530 560 610 830 850 1300尺寸 JS30 JS50 JS75 JS100 JS150 JS200 JS300A 750 750 800 850 850 950 1100B 1000 1000 1200 1300 1700 1550 1750C 800 800 1200 1450 1450 1450 1750底座 150 150 150 200 200 200 200