变频器在风机上的应用
一、概述：
目前在我国各行各业的各类机械与电气设备中与风机配套的电机约占全国电机装机量的60%，耗用电能约占全国发电总量的三分之一。特别值得一提的是，大多数风机、水泵在使用过程中都存在大马拉小车的现象，加之因生产、工艺等方面的变化，需要经常调节气体和液体的流量、压力、温度等；目前，许多单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体或液体的流量、压力、温度等。这实际上是通过人为增加阻力的方式，并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体、液体流量调节的要求。这种落后的调节方式，不仅浪费了宝贵的能源，而且调节精度差，很难满足现代化工业生产及服务等方面的要求，负面效应十分严重。
变频调速器的出现为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频调速性能日趋完美，已被广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益，推动了工业生产的自动化进程。
变频调速用于交流异步电机调速，其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。而且结构简单，调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著，已经成为交流电机调速的最新潮流。
二、变频节能原理：
1. 风机运行曲线
采用变频器对风机进行控制，属于减少空气动力的节电方法，它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较，具有明显的节电效果。
由图可以说明其节电原理：
图中，曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H―Q）特性，曲线（2）为管网风阻特性（风门全开）。曲线（4）为变频运行特性（风门全开）
假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出，风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然，轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q―H）特性，如曲线（4）所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。显然，节能的经济效果是十分明显的。
2.风机在不同频率下的节能率
风机是传送气体的机械设备，是将电动机的轴功率转变为流体的机械能的一种机械.. 从流体力学原理得知，风机风量与电机转速功率相关：风机的风量与风机（电机）的转速成正比，风机的风压与风机（电机）的转速的平方成正比，风机的轴功率等于风量与风压，故风机的轴功率与风机（电机）的转速的二次方成正比（即风机水泵的轴功率与供电频率的二次方成正比）：
根据上述原理计算可知改变风机的转速就可改变风机的功率。
在贵单位的改造中，原风机不变，电机功率不变，也就是说明该风机产生的风量不变，所以应用变频器后可以很好的解决浪费能源，匹配工况的要求
例如：将供电频率由50Hz降为35Hz，风机的转速降低为原来的70％，风量降低为原来的70％，则轴功率降低为原来的34.3％，节电率高达65％，除去机械磨损以及功率因素及效率等其他因素，节电率应能达到40％（根据现场经验估算）。
并且应用上变频器后，对机械设备的磨损大大降低，可以很好的保护设备，降低设备维修费用，延长设备的使用年限。变频器内部具备的多种完善的运行监控保护功能，可以更好的保证电机在允许的工况下工作，很好的避免了发生各类因电机及电网原因引起的各类事故的发生，保证了生产安全。同时，真正的做到了对电网的零冲击，能够更好的利用电网资源，增大电网的利用率。
该套系统内主要工作的器件为变频器，它决定着整套设备运行情况是否能达到用户的要求，起着至关重要的作用。为此我们使用我公司独立研发生产的RF-9000P系列变频器，本系列变频器是为风机、泵类、空气压缩机流量和压力控制特点研制的专用变频器，产品设计主要考虑到专用、效益、国情、节能、自动化等特性；本机具有一般变频器的特性和节能功因控制（PFC）、低噪音运行，内置PID反馈，有短路及接地故障保护，适应允许有电压波动的电网环境，更加适合中国用户，因此比一般品牌变频器更具特色。
日锋变频器采用空间矢量控制技术（SVPWM），关键元器件（IGBT）均采用国外知名厂商的原厂配件，表面贴表（SMT）技术，内置PID，自诊断功能，保护功能齐全完善，操作简便。采用不同的传感器可组成多种自动控制系统。如流量、压力、速度、温度、张力、力矩等控制。通过参数设定，可以以最省电的操作模
式驱动负载，节能效果明显。并且日锋公司是黑龙江省科技厅批准的高新技术企业，拥有先进完善的变频器生产检测质保体系。产品通过省电子产品质检院检测，企业通过了ISO9001:2000国际管理质量体系认证。确保了产品和信誉保证。
变频节能
开放分类：变频器、变频控制、变频节能
1、什么是变频器？
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频
率的电能控制装置。
2、PWM和PAM的不同点是什么？
PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。
PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。
3、电压型与电流型有什么不同？
变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。
4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变？
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。
5、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加？
频率下降（低速）时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。
6、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？
采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。用工频电源直接起动时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的 1.2~1.5倍，起动转矩为70%~120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。
7、V/f模式是什么意思？
频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置（ROM）中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择
8、按比例地改V和f时，电机的转矩如何变化？
频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法
9、在说明书上写着变速范围60~6Hz，即10：1，那么在6Hz以下就没有输出功率吗？
在6Hz以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取6Hz左右，此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率（起动频率）根据机种为0.5~3Hz.
10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定，是否可以？
通常情况下时不可以的。在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）电压不变，大体为恒功率特性，在高速下要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择。
11、所谓开环是什么意思？
给所使用的电机装置设速度检出器（PG），将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为“闭环”，不用PG 运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式，也有的机种利用选件可进行PG反馈.
12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办？
开环时，变频器即使输出给定频率，电机在带负载运行时，电机的转速在额定转差率的范围内（1%~5%）变动。对于要求调速精度比较高，即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合，可采用具有PG反馈功能的变频器（选用件）。
13、如果用带有PG的电机，进行反馈后速度精度能提高吗？
具有PG反馈功能的变频器，精度有提高。但速度精度的植取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率。
14、失速防止功能是什么意思？
如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。
15、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种，和加减速时间共同给定的机种，这有什么意义？
加减速可以分别给定的机种，对于短时间加速、缓慢减速场合，或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的，但对于风机传动等场合，加减速时间都较长，加速时间和减速时间可以共同给定。
16、什么是再生制动？
电动机在运转中如果降低指令频率，则电动机变为异步发电机状态运行，作为制动器而工作，这就叫作再生（电气）制动。
17、是否能得到更大的制动力？
从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中，由于电容器的容量和耐压的关系，通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%。如采用选用件制动单元，可以达到50%~100%。
18、请说明变频器的保护功能?
保护功能可分为以下两类：
（1）检知异常状态后自动地进行修正动作，如过电流失速防止，再生过电压失速防止。
（2）检知异常后封锁电力半导体器件PWM控制信号，使电机自动停车。如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等。
19、为什么用离合器连续负载时，变频器的保护功能就动作？
用离合器连接负载时，在连接的瞬间，电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化，流过的大电流导致变频器过电流跳闸，不能运转。
20、在同一工厂内大型电机一起动，运转中变频器就停止，这是为什么？
电机起动时将流过和容量相对应的起动电流，电机定子侧的变压器产生电压降，电机容量大时此压降影响也大，连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断，因而有时保护功能（IPE）动作，造成停止运转。
21、什么是变频分辨率？有什么意义？
对于数字控制的变频器，即使频率指令为模拟信号，输出频率也是有级给定。这个级差的最小单位就称为变频分辨率。
变频分辨率通常取值为0.015~0.5Hz.例如，分辨率为0.5Hz，那么23Hz的上面可变为23.5、24.0 Hz，因此电机的动作也是有级的跟随。这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题。在这种情况下，如果分辨率
为0.015Hz左右，对于4级电机1个级差为1r/min 以下，也可充分适应。另外，有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同。
22、装设变频器时安装方向是否有限制。
变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的，上下的关系对通风也是重要的，因此，对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位，尽可能垂直安装。
23、不采用软起动，将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以？
在很低的频率下是可以的，但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流（6~7倍额定电流），由于变频器切断过电流，电机不能起动。
24、电机超过60Hz运转时应注意什么问题？超过60Hz运转时应注意以下事项
(1)机械和装置在该速下运转要充分可能（机械强度、噪声、振动等）。
（2）电机进入恒功率输出范围，其输出转矩要能够维持工作（风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比例增加，所以转速少许升高时也要注意）。
(3) 产生轴承的寿命问题，要充分加以考虑。
（4）对于中容量以上的电机特别是2极电机，在60Hz以上运转时要与厂家仔细商讨。
25、变频器可以传动齿轮电机吗？
根据减速机的结构和润滑方式不同，需要注意若干问题。在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为最大极限，采用油润滑时，在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等。
26、变频器能用来驱动单相电机吗？可以使用单相电源吗？
机基本上不能用。对于调速器开关起动式的单相电机，在工作点以下的调速范围时将烧毁
辅助绕组；对于电容起动或电容运转方式的，将诱发电容器爆炸。变频器的电源通常为3相，但对于小容量的，也有用单相电源运转的机种。
27、变频器本身消耗的功率有多少？
它与变频器的机种、运行状态、使用频率等有关，但要回答很困难。不过在60Hz以下的变频器效率大约为94%~96%，据此可推算损耗，但内藏再生制动式（FR-K）变频器，如果把制动时的损耗也考虑进去，
功率消耗将变大，对于操作盘设计等必须注意。
28、为什么不能在6~60Hz全区域连续运转使用？
一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却，若速度降低则冷却效果下降，因而不能承受与高速运转相同的发热，必须降低在低速下的负载转矩，或采用容量大的变频器与电机组合，或采用专用电机。
29、使用带制动器的电机时应注意什么？
制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧。如果变频器正在输出功率时制动器动作，将造成过电流切断。所以要在变频器停止输出后再使制动器动作。
30、想用变频器传动带有改善功率因数用电容器的电机，电机却不动，清说明原因
变频器的电流流入改善功率因数用的电容器，由于其充电电流造成变频器过电流(OCT),所以不能起动，作为对策，请将电容器拆除后运转，甚至改善功率因数，在变频器的输入侧接入AC电抗器是有效的。
31、变频器的寿命有多久？
变频器虽为静止装置，但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件，如果对它们进行定期的维护，可望有10年以上的寿命。
32、变频器内藏有冷却风扇，风的方向如何？风扇若是坏了会怎样？
对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种，风的方向是从下向上，所以装设变频器的地方，上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有，变频器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时，由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护
33、滤波电容器为消耗品，那么怎样判断它的寿命？
作为滤波电容器使用的电容器，其静电容量随着时间的推移而缓缓减少，定期地测量静电容量，以达到产品额定容量的85%时为基准来判断寿命。
34、装设变频器时安装方向是否有限制。
应基本收藏在盘内，问题是采用全封闭结构的盘外形尺寸大，占用空间大，成本比较高。其措施有：（1）盘的设计要针对实际装置所需要的散热；
（2）利用铝散热片、翼片冷却剂等增加冷却面积；
（3）采用热导管。
此外，已开发出变频器背面可以外露的型式。
35、想提高原有输送带的速度，以80Hz运转，变频器的容量该怎样选择？
设基准速度为50Hz,50Hz以上为恒功率输出特性。像输送带这样的恒转矩特性负载增速时，容量需要增大为80/50≈1.6倍。电机容量也像变频器一样增大
变频调速节能装置的节能原理
1、变频节能
由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N 可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8％，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％.
2、功率因数补偿节能
无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=S╳COSФ，Q=S╳SINФ，其中S－视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COSФ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
3、软启动节能
由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于(4-7)倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。
变频器可以省电这是不可磨灭的事实，在某些情况下可以节电40%以上，但是某些情况还会比不接变频器浪费！
变频器是通过轻负载降压实现节能的，拖动转距负载由于转速没有多大变化，即便是降低电压，也不会很多，所以节能很微弱，但是用在风机环境就不同了，当需要较小的风量时刻，电机会降低速度，我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比，所以电机的转距会急剧下降，节能效果明显。如果我们用在油井上，就会因为在返程使用制动电阻白白浪费很多电能反而更废电。
当然，如果环境要求必须调速，变频器节能效果还是比较明显的。不调速的场合变频器不会省电，只能改善功率因数。
1、如果两个一模一样的电机都工作在50HZ的工频状态下，一个使用变频器，一个没有，同时转速和扭矩都在电机的额定状态下，那么变频器还能省电吗？能省多少呢？
答：对于这种情况，变频器只能改善功率因数，并不能节省电力。
2、如果这两个电机的扭矩没有达到电机的额定扭矩状态下工作（频率，转速还是一样50HZ），有变频器的那个能省多少电？
答：如果使用了自动节能运行，这个时刻变频器能降压运行，可以节省部分电能，但是节电不明显。
3、同样的条件，空载状态下能省多少，这三种状态下哪个省的更多？
答：拖动型负载空载状态也节省不了多大的电能。
变频器在风机上的应用课件
一、概述： 目前在我国各行各业的各类机械与电气设备中与风机配套的电机约占全国电机装机量的60%，耗用电能约占全国发电总量的三分之一。特别值得一提的是，大多数风机、水泵在使用过程中都存在大马拉小车 的现象，加之因生产、工艺等方面的变化，需要经常调节气体和液体的流量、压力、温度等；目前，许多 单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体或液体的流量、压力、温度等。这实际上 是通过人为增加阻力的方式，并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体、液体流量调节的要求。这种落后的调节方式，不仅浪费了宝贵的能源，而且调节精度差，很难满足现代化工业生产及服务等方面 的要求，负面效应十分严重。 变频调速器的出现为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频 调速性能日趋完美，已被广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益，推动了工业生 产的自动化进程。 变频调速用于交流异步电机调速，其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。而且结构简单，调速范围 宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著，已经成为交流电机 调速的最新潮流。 二、变频节能原理： 1. 风机运行曲线 采用变频器对风机进行控制，属于减少空气动力的节电方法，它和一般常用的调节风门控制风量的方 法比较，具有明显的节电效果。 由图可以说明其节电原理： 图中，曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H―Q）特性，曲线（2）为管网风阻特性（风门全开）。曲线（4）为变频运行特性（风门全开） 假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加 管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出，风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然，轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式，风 机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q―H）特性，如曲线（4）所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。显然，节能的经济效果是十分明显的。 2.风机在不同频率下的节能率
变频器在风机风量调节中的应用
变频器在风机风量调节中的应用 环保设备网整理 工厂生产中运送粉状物料主要有三种方法：传送带、提升机、气力吸运系统。由于气力吸运系统运送物料速度快、流量大，所以一般工厂都采用此方法。高压风机是气力吸运系统必需的动力设备。根据工艺要求，风机风量控制应随物料流量的变化而相应变化，以保证物料不堵不掉，维持生产的正常运转。目前工厂中普遍采用恒速控制风量，即高压风机的速度不变，改变风门调节风量。该方法能耗大。如果采用变频器，改为调速控制，调节高压风机的速度以改变风量，将减少能耗，可提高经济效益。 1、变频器调速工作原理 变频器是可以改变频率和电压的电源。变频器采用交2直2交变换原理，将电网三相交流电经过三相桥式整流成脉动直流；再通过电解电容和电感滤波成平滑直流；最后通过逆变器，逆变成电压和频率可调的三相交流电。 电机转速随频率变化而变化，因此改变电源频率就能改变电动机转速。在变频器、电动机、风机构成的传动系统中，通过改变电源频率来改变电动机的转速，进而调节风量，实现风机的变频调速控制。 2、调速控制风量的节能原理 与风门控制风量方式相比，采用调速控制风量有着明显的节能效果。通过图1的风机特性曲线可以说明其节能原理。图中，曲线1为风机在恒速n1下的风压2风量(H-Q)特性；曲线2为管网风阻特性(风门开度全开)。设工作点为A，输出风量Q1为100%，此时风机轴功率N1同Q1与H1的乘积即面积AH1OQ1成正比。根据工艺要求，风量从Q1降至Q2有两种控制方法。 (1)风门控制。风机转速不变，调节风门(开度减小)，即增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线3，系统工作点由A移到B。由图1可见，此时风压反而增加，轴功率N2与面积BH2OQ2成正比，大小与N1差不多。 (2)调速控制。风机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，画出转速n2下的风压2风量(H2Q)特性，如曲线4；工作点由原来的A点移到C点。可见在相同风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，面积CH3OQ2也显著减少；节省的功率损耗△N同Q2与△H的乘积面积成正比，因而节能效果十分明显。 3、由流体力学可知：风量与转速的一次方成正比；风压与转速的平方成正比；轴功率与转速的三次方成正比。当风量减少，风机转速下降时，其功率降低很多。例如，风量下降到80%，转速也下降到80%，轴功率将下降到额定功率的51%；如果风量下降到50%，功率将下降到额定功率的12.5%。考虑到附加控制装置效率的影响，这个节电数是很可观的。 3、变频调速控制的优点 (1)精确的速度控制。变频器输出频率的精确度和分辨率都达到0.01Hz。也就是说，1对磁极的电动机，转速可以以每分钟不到1转的速率调节。因此，在工厂中可以根据物料流量的变化，精确地控制风机风量，既保证物料不堵不掉，又保证可靠的运行在最低转速，达到尽可能大的节能效果。 (2)软起动。变频器输出频率可以连续地从0到50Hz之间变化，变化速率可以根据工艺要求设定，因此高压风机可以实现软起动。通常高压风机容量都较大(45kW以上)，直接起动时冲击电流很大(5～7倍额定电流值)，造成对电网的干扰，同时对电网容量的要求也相应增加；即使安装附加的起动装置，冲击电流仍然相当大。而软起动是平稳的，没有冲击电流，从根本上解决了大容量电动机的起动问题。 (3)完善的保护功能。变频器的保护功能很强，在运行过程中能随时监测到各种故障，显示
引风机变频分析
引风机电机改变频调速的分析 （平电公司引风机电机改变频调速的可行性） 一、前言 我公司引风机电机的调速问题，已经提了多年，一直未能得到解决。2000年9月#1机组检修期间曾经作过很多工作，目的是恢复随机安装的变速开关运行，实现引风机电机的高/低速切换，但未能成功。主要原因有两个，一是变速开关设备的可靠性不能保证；另一是此种开关操作方式对其他设备的影响。从现在的情况看，即使开关设备能够恢复正常操作，运行中高/低速切换，对锅炉稳定运行来说也有一定风险，所以变速开关恢复正常运行的问题最终放弃。 引风机电机改变频调速，前几年也曾进行过技术咨询，主要是变频技术满足不了我公司电压高、功率大的要求，而且改造费用非常高。但近几年大容量、高压变频器发展很快，目前国内300MW及以下发电机组进行风机变频改造的电厂已不少于5家（如山东德州电厂、河南三门峡电厂、辽宁青河电厂等）。虽然600MW发电机组风机改变频目前国内尚无一例，但进行此类变频改造，技术上已有一定的可行性。下面将有关引风机电机的调速方式及改变频调速的利弊作简要分析。 二、风机电机调速的方法及其区别 调速方法：对一般的风机电机（如#1、#2机组的引风机电机）来说，实现调速的方法有三种，一是恢复当前的变速开关；二是每台电机电源增加两台真空开关及相应的电缆，通过开关的相互切换方式，实现电机的变级调速，这两种方法原理相同，只不过是后者用两台真空开关代替前者一台变速开关，按现在的机组运行调节要求，这两种变速方式都存在严重不足，其能够实现高/低变速（496 rpm或594 rpm），但不能实现真正意义上的调速。因为这两种变速的原理是改变电机定子绕组接线的极对数，只能实现高/低两种速度的切换，过程中无法实现转速的线性调节，这就是电机典型的变极调速。两种方法操作的过程是：停电—高/低速开关切换—送电。变速切换时，风机电机会出现短时停电，相当于风机停开各一次，切换的过程对风机、电机以及电源母线都会有冲击。第三种方法是变频调速，即在电机电源侧增加一套变频调节装置，通过改变电机电源的频率，从而达到调速的目的，对我公司引风机电机来说，调速的范围可以达到0—600rpm。 变极调速、变频调速的区别：因为电机的同步转速与电压频率及电机定子绕组级对数的关系为：n=60f/p 其中n-电机的同步转速，f-电源频率，p-电机的极对数。所以两种调速的区别很大，也很明显。 1、变极调速：变极调速是通过绕组接法的改变来改变电机的极对数p以达到变 速的目的，因为电机的极对数不是任意可调，所以这种方式变速是跳跃式，达不到连续性调速的目的。我公司#1、#2机安装的变速开关改变的是电机的极对数p ，高/低速时对应的电机极对数是5/6极，所以电机高/低速的同步转速分别是600/500rpm，实际转速是594/496 rpm
引风机变频器电气运行规程
引风机变频器电气运行规程 1技术规范 1.1.概述 我厂#4炉引风机变频器采用“一拖一”方式，即一套变频器带一台电动机运行。变频器由广州智光电气技术有限公司生产的ZINVERT-A7H5900/06Y高压大功率变频器。高压变频调速系统采用直接6kV高压电源经移相变压器转换成三组相位不同的400V电压供给21个单元功率柜，每七个单元功率柜串联组成一相，输出供给引风机电动机。变频器由控制柜、功率柜、移相变压器柜、旁路柜组成。 1.1.1变频器主要技术规范 变频器型号ZINVERT-A7H5900/06Y 额定容量（KVA）5900 额定电流（A）600 额定电压（V）6000 V ±10% 输出频率（Hz）0－50 适用电机功率（KW）4700 辅助电源380V±10%AC 50±1Hz(三相四线) 模拟量输入4－20 mA 模拟量输出4－20mA 可选 开关量信号继电器干接点信号 冷却方式强迫风冷 输出精度±0.5%(所有因素下) 过载能力130%1S，180%瞬动 加减速时间0.1-3000 秒 保护功能过压、过流、欠压、短路保护、接地、电动机过载、 电机过载保护、IGBT击穿或短路、单元故障 防护等级IP20 输出频率调节范围0.5到50Hz 输出频率分辨率0.01 Hz
输出电压准确度 ±0.05% 环境温度 -5～+45℃ 环境湿度 20～95%，无凝结 变压器温升 ＜80℃ 1.2. 变频器的一次接线 变频端工频端#42引风机电机 3300变频器 2476开关6kV 工作 段6kV 工作 段2426开关变频器 #41引风机电机 工频端变频端 1.2.1 6kV 电源经开关、变频装置输入刀闸QS1到变频器，再经过变频器输出刀闸 QS2（需切换至变频位置），启动变频方式运行；6kV 电源还可经旁路刀闸QS2，直接启动工频运行 。 1.2.2 各刀闸之间有完善的电磁锁闭锁 QS1、QS2的操作条件为：变频器进线高压带电指示灯无电，J1接触器在断开位置，无变频器运行信号，无启动变频器信号。该逻辑由PLC 实现，PLC 运行时，方可实现解锁。 1.3. 变频器控制电源介绍： 1.3.1 变频器共有一路外接控制电源：取自炉6.9MMCC ，与移相整流变低压侧电源 互为备用。
风机、水泵变频器选型原则
风机、水泵变频器选型方法 一、首先需要注意： 1.罗茨风机及潜水泵及齿轮泵等不是平方转矩的风机水泵类负载，是恒转矩负载，平方转矩类风机水泵负载一般都是针对于离心风机及水泵来的，这种负载在出口关闭情况下出口压力升到额定压力后就不升高了，因为没有流量所以负荷降低。 2.风机水泵类负载一般在设计时是按照最大需量设计的，存在富余功率。对于这类负载使用变频器按需使用就有节能的空间。 二、正确的把握变频器驱动的机械负载对象的转速——转矩特性，是选择电动机及变频器容量、决定其控制方式的基础。风机、泵类的负载为平方转矩负载。 随着转速的降低，所需转矩以平方的比例下降，低频时负载电流小，电机过热现象不会发生；但有些负载的惯量大，必须设定长的加速时间，或再启动时的大转矩引起的冲击，因此选型时需考虑裕量； 另：当电机以超出基频转速以上的转速运行时，负载所需的动力随转速的提高而急剧增加，易超出电机与变频器的容量，将导致运行中断或电机发热严重。
对于恒转矩负载，要选用G型的变频器；P型变频器适用于普通的风机和离心式水泵等负载。（罗茨风机、螺杆泵、泥浆泵、往复式柱塞泵等则要用G型）： 1) 根据负载特性选择变频器：如负载为恒转矩负载需选G型变频器；如负载为风机、泵类负载应选择风机、泵类P型变频器。因为风机、水泵会随着转速增大力矩。而刚启动时力矩较小。 2) 选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据，电机的额定功率只能作为参考。另外,应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波，会使电动机的功率因数和效率变坏。因此用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较，电动机的电流会增加10％而温升会增加20％左右。所以在选择电动机和变频器时，应考虑到这种情况，适当留有余量，以防止温升过高，影响电动机的使用寿命。 3) 变频器若要长电缆运行时，此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不够。所以变频器应放大一、两档选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。 4) 对于一些特殊的应用场合，如高环境温度、高开关频率（尤其是在楼宇自控等对噪音限制较高的应用场所使用时需注意）、高海拔此时会引起变频器的降容，变频器需放大一档选择。 5) 当变频器用于控制并联的几台电机时，一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的容许范围内。如果超过规定值，要放大一档或两档来选择变频器。另外在此种情况下，变频器的控制方式只能为V/F控制方式，并且变频器无法实现电动机的过流、过载保
600MW超临界机组引风机变频器的故障分析及处理
600MW超临界机组引风机变频器的故障分析及处理 张 瑜,刘 岗 (国电铜陵发电有限公司,安徽铜陵244153) 摘 要 阐述了西门子完美无谐波高压变频器在国电铜陵电厂2 600MW机组引风机改造中的应用情况,介绍了相关运行方式,控制逻辑,针对改造后引风机变频器在运行中出现的异常情况进行分析,提出了具体的处理策略。 关键词 600MW机组 引风机 变频器 异常分析 处理策略 1 前言 由于机组设备的老化现象日趋严重,机组的漏风率逐年增加,引风系统的出力需求日渐增加,在负荷需求高峰期,挡板控制模式下的引风机有时会出现出力不足现象,从而直接影响到了机组的整体出力。为改善引风机系统的出力不足现象,国电铜陵发电有限公司对两台2 600MW机组引风机进行了变频改造。变频调速装置可优化电动机的运行状态,大幅提高其运行效率,达到节能目的。但是,目前国内高压变频技术尚未完全成熟,变频器投运后出现多次报警和跳闸的现象。结合故障现象进行分析、研究、改进,使变频器设备稳定运行。 2 引风机变频改造方案 国电铜陵发电有限公司引风机变频器采用的是美国罗宾康公司(2005年被西门子公司收并)生产的空冷型完美无谐波系列高压变频器。改造前,引风机控制方式为:利用入口挡板调节开度的大小来控制风烟系统的风量(图1中的实线部分)。改造后(图1中增加的虚线部分),系统结构发生了变化,引风机的控制模式也由原来的挡板控制模式改为挡板100%OPEN状态。 2.1 变频器的总体结构 变频器的总体结构包括:输入变压器,整流单元,I GBT逆变单元,I H V滤波器单元及控制单元等部分,见图2。 2.2 DCS控制中增加以下内容 a. 通过DCS系统实现高压变频器启停操作; b. 通过DCS控制高压变频器转速实现变频的手自动控制; c. 在DCS系统的显示报警中增加高压变频器轻故障报警块、 重故障报警块。 3 运行方式及控制逻辑的说明 3.1 引风机高压变频器的运行方式 高压变频器运行方式分为就地及远方控制两种。变频器受DCS控制时分自动和手动方式。手动状态时,运行人员通过改变画面转速控制块控制高压变频器转速,实现负压调节。 3.2 引风机变频涉及的相关跳闸保护 a. 单侧风机的变频跳闸联跳相应一侧的送风机,并关闭相应挡板及静叶。 b. 双侧风机的变频跳闸后,相应的两侧风机高压开关联跳,主保护PLC控制器中的MFT跳闸回路不变。 4 变频器投运以来的故障记录 系统经过调试后,于2009年10月正式投运。 热电技术 2010年第4期(总第108期)
变频技术在加热炉鼓风机应用的节能效果分析
变频技术在加热炉鼓风机应用的节能效果分析 摘要：针对板材厂中板线3＃加热炉鼓风机传统风量控制方法的缺点，结合变频 调速控制方法的理论和特点, 并通过具体实例对变频调速技术运用3#加热炉鼓风 机时的节能状况进行详细分析和计算，总结出了节能效果和推广该技术的意义。 关键词：中板加热炉鼓风机变频器效果分析 引言 板材厂中板线3＃加热炉年出钢总量占总产量的80%以上。由于处于高炉煤 气管网的末端，煤气热值及压力都波动都很大，生产负荷变化也较大，造成鼓风 机供风量和风压也跟着大幅的波动，给鼓风机和引风机的正常运行和加热炉最优 控制带来了较大的影响，3#加热炉现有两台鼓风机，一台是低压风机，供风量无 法满足生产要求很少使用，另一台为高压风机。引风机两台，分别是空气侧引风 机和煤气侧引风机组成，鼓风机、引风机的调节都是通过调节风管上的调节阀进 行调节，由于高压鼓风机转速高过低压鼓风机许多，所以炉子的风压、风量出现 富余，风压、风量的大幅波动严重影响炉内空煤气混合状况，增加了氧化烧损。 系统存在的主要问题有：（1）无法随时动态跟踪工艺进行风量调节以满足最佳工艺的要求，同时在生产过程中引风机、鼓风机风管上的风阀开度仅开到40%-70%，造成不必要的电能消耗。（2）由于供给的助燃风量过剩，导致钢坯氧化烧 损较高，带走的热量过多造成不必要的能源消耗和金属消耗。(3)在生产操作过程 中如果进风口风门开度调节不当，在小风量时很容易产生鼓风机共振，严重影响 设备安全运行。 一、变频节能技术原理分析 从本质上对变频节能技术进行分析的话，就是利用有效输出电压的调节，来 合理的控制风机的实际功率，实现对转速的合理调节，进而达到对风量的调整。 将变频技术应用到风机中，风口的挡板就可以不再利用，处于完全打开的状态就 可以，这样就可以利用变频技术，对风量的输出进行合理调整了。风机转速一般 按照以下公式可以得出： n=(1－s)n0 n0=60f/p 其中n代表着实际转速，n0代表理论转速，s代表转差率，f代表电机的运行频率(60是60s)，p代表着电机极对数。从这个公式可以看出：在转差率 s忽略不 计的情况下(s=0-0.05)，电机的实际转速n=60f/p，也就是说n与f是存在正比关 系的，当n的值增加时，f的值就也会增加；当f值减少时，控制功率也必然会 减少，因此对f值进行合理的控制和调整，就可以实现对电机转速n的调节。 二、系统控制 将备用鼓风机改为变频控制，变频器选用400Kw的G130西门子变频器柜控制。既满足了助燃风量的要求，同时随时动态跟踪工艺要求进行风量调节，实现 了最佳工艺要求。引风机采用了在引风机软启动控制柜和1#、2#炉鼓风机变频控制柜之间加装转换控制柜，利用1#、2#炉变频风机控制柜控制引风机，既降低了成本投入也满足了生产要求。另外采用变频控制降低了不仅电能的消耗，同时减 少了氧化烧损，提高了产品的质量。人机界面友好，操作简单。风压控制采用变 频器，设定为固定风压时，根据流量的需求变化自动调节频率，极大的较少了高 压风机的操作强度。风压系统具有自动手动两种控制模式，增加了系统的可靠性，控制精度高。
变频器在锅炉引风机节能中的应用
变频器在锅炉引风机节 能中的应用 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
变频器在锅炉引风机节能中的应用 摘要? 主要分析了锅炉引风机的工作状态，讨论了变频器用于引风机进行变频调速的工作原理，介绍了，一个具体案例的改造效果及效率。 关键字? 引风机；变频器；调速；节能 1 引言 锅炉作为能源转换的重要设备，在电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业，以及民用采暖中都占据着重要的角色，根据生产负荷需求，锅炉要随时调整生产状态，改变供热量的多少。用户在选配风机时，都是根据工艺要求中出现的最大负荷来确定容量，所以存在“大马拉小车”现象，而且锅炉的引风机、鼓风机和二次风机的风量是通过调节风门大小来实现的，而用来带动风机的电动机的转速是不可调节的，因此造成大量的调节损失和电量的浪费。基于这种情况，本文提出采用变频调速技术控制锅炉引风机电机，极大地改善了工艺操作人员工作条件，改善了风机设备的起动性能，实现了无级调速，而且节约了35%左右的电能，从而达到节能降耗、减少设备噪声污染的目的。 2 问题提出 通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。风机类设备多数采
引风机说明
引风机说明 变频改造的提出背景 引风机是我公司燃煤锅炉烟气系统中的主要设备之一。通过控制引风机入口静叶开度调节引风量，维持锅炉炉膛负压稳定。如果炉膛负压太小，炉膛容易向外喷粉，既影响环境卫生，又可能危及设备和操作人员的安全；负压太大，炉膛漏风量增大，增加了引风机的电耗和烟气带来的热量损失。因此，控制引风量大小，稳定炉膛负压值，对保证锅炉安全、经济运行具有十分重要的意义。 异步电动机在启动时启动电流一般达到电机额定电流的6~8倍，对厂用电形成冲击影响电网稳定，同时强大的冲击转矩对电机和风机的使用寿命存在很大的不利影响。锅炉引风机系统的电气一次动力回路采用一拖一自动工/变频切换方案，单台机组系统主电气原理图如下。
1)注：#2机#1引风机开关编号为QFA21、QFA22、QFA23;#2机#2引风机开关 编号为QFB21、QFB22、QFB23。 2)上图中，QFIA、QFIB表示原有引风机高压开关； 3)QFA11、QFB11表示变频器输入侧电源开关； 4)QFA12、QFB12表示变频器输出侧电源开关； 5)QFA13、QFB13表示工频旁路电源开关； 6)TF1、TF2表示高压变频器，M表示引风机电动机。 7)QFA11～QFA13、QFB11～QFB13、TF1~TF2均为新增设备。 8)其中，QFA12和QFA13、QFB12和QFB13之间存在电气互锁和逻辑双重闭锁 关系，防止变频器输出与6kV电源侧短路。 9)正常运行时，断开QFA13、闭合QFA11、QFA12高压真空断路器，1#引风机 处于变频运行状态；断开QFB13、闭合QFB11、QFB12高压真空断路器，2#引风机处于变频运行状态；由变频器启/停设备，实现引风机控制和电气保护。 10)当机组运行过程中TF1变频器（TF2变频器）故障时，系统自动联跳变频器 上口的高压真空断路器QFA11（QFB11），断开变频器输出侧高压真空断路器QFA12（QFB12）。系统自动根据故障点位置判断是否能够切换至工频，并根据运行工况启动引风机工频运行，转为采用入口静叶开度控制风量与另外一台变频引风机协调运行。切实保障引风机变频器故障情况下的无扰切换、无需锅炉降负荷运行。 同时，为提高系统的安全性、可靠性，对高压真空断路器柜的控制逻辑进行整体设计。主要包括以下几个方面： 1.对变频器上口高压真空断路器的合、分闸控制回路进行改造与变频器实现联 锁保护功能。当变频器不具备上电条件时，闭锁高压真空断路器合闸允许回路，防止误送电；当变频器出现重故障时，紧急联跳上口高压真空断路器，断开厂用10kV段侧电源，确保设备安全。 2.变频器与下口高压真空断路器实现联锁功能。当变频器下口开关没有合闸 时，禁止变频器启动；当引风机变频运行时，下口开关异常分断，变频系统发出运行异常信号，确保引风系统及时有效的采取紧急处理措施。 3.变频器与上口高压真空断路器、下口高压真空断路器配合通过对运行工况的 实时监测处理，引风系统分级、分点地判断分析故障点位置，确定10kV网
变频调速技术在风机泵类应用中节能分析
一、引言 在工业生产和产品加工制造业中，风机、泵类应用范围广泛；其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%~25%，是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入，市场竞争的不断加剧；降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。 而八十年代初发展起来的变频调速技术，正是顺应了工业生产自动化发展的要求，开创了一个全新的智能电机时代。一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式，使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出，从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。 八十年代末，该技术引入我国并得到推广。现已在电力、冶金、石油、、造纸、食品、纺织等多种行业的电机传动设备中得到实际应用。目前，变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向。卓越的调速性能、显著的节电效果，改善现有设备的运行工况，提高系统的安全可靠性和设备利用率，延长设备使用寿命等优点随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。 二、综述 通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛
压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。 泵类设备在生产领域同样有着广阔的应用空间，提水泵站、水池储罐给排系统、工业水（油）循环系统、热交换系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备。而且，根据不同的生产需求往往采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。这样，不仅造成大量的能源浪费，管路、阀门等密封性能的破坏；还加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀，严重时损坏设备、影响生产、危及产品质量。 风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行，存在启动电流大、机械冲击、保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。 近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，加之采用变频调速器（简称变频器）易操作、免维护、控制精度高，并
变频调速技术在风机、泵类的应用
变频调速技术在风机、泵类的应用 发表时间：2008-11-03T15:17:59.513Z 来源：《中小企业管理与科技》供稿作者：于志平 [导读] 在煤矿企业中，风机、泵类设备应用范围广泛；其电能消耗是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入，市场竞争的不断加剧；节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。 摘要：在煤矿企业中，风机、泵类设备应用范围广泛；其电能消耗是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入，市场竞争的不断加剧；节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。 关键词：变频调速节能风机泵 一、引言 在煤矿企业中，风机、泵类设备应用范围广泛；其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%~25%，是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入，市场竞争的不断加剧；节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。 而八十年代初发展起来的变频调速技术，正是顺应了发展的要求，开创了一个全新的智能电机时代。一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式，使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出，从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。 八十年代末，该技术引入我国并得到推广。现已在电力、冶金、石油、化工、造纸、食品、纺织等多种行业的电机传动设备中得到实际应用。目前，变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向。卓越的调速性能、显著的节电效果，改善现有设备的运行工况，提高系统的安全可靠性和设备利用率，延长设备使用寿命等优点随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。 二、综述 通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。 泵类设备在生产领域同样有着广阔的应用空间，提水泵站、水池储罐给排系统、工业水（油）循环系统、热交换系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备。而且，根据不同的生产需求往往采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。这样，不仅造成大量的能源浪费，管路、阀门等密封性能的破坏；还加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀，严重时损坏设备、影响生产、危及产品质量。 风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行，存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。 近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，加之采用变频调速器（简称变频器）易操作、免维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点；因而采用变频器驱动的方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。 变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n=60f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交—直—交电源变换技术，电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。 三、节能分析 通过流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n，H∝n2，P∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。 以一台水泵为例，它的出口压头为H0（出口压头即泵入口和管路出口的静压力差），额定转速为n0,阀门全开时的管阻特性为r0,额定工况下与之对应的压力为H1,出口流量为Q1。 在现场控制中，通常采用水泵定速运行出口阀门控制流量。当流量从Q1减小50%至Q2时，阀门开度减小使管网阻力特性由r0变为r1，系统工作点沿方向I由原来的A点移至B点；受其节流作用压力H1变为H2.水泵轴功率实际值（kW）可由公式：P=Q.H／（ηc.ηb）×10-3得出。其中，P、Q、H、ηc、ηb分别表示功率、流量、压力、水泵效率、传动装置效率，直接传动为1.假设总效率（ηc.ηb）为1，则水泵由A点移至B点工作时，电机节省的功耗为AQ1OH1和BQ2OH2的面积差。如果采用调速手段改变水泵的转速n，当流量从Q1减小50%至Q2时，那么管网阻力特性为同一曲线r0，系统工作点将沿方向II由原来的A点移至C点，水泵的运行也更趋合理。在阀门全开，只有管网阻力的情况下，系统满足现场的流量要求，能耗势必降低。此时，电机节省的功耗为AQ1OH1和CQ2OH3的面积差。比较采用阀门开度调节和水泵转速控制，显然使用水泵转速控制更为有效合理，具有显著的节能效果。 另外，阀门调节时将使系统压力H升高，这将对管路和阀门的密封性能形成威胁和破坏；而转速调节时，系统压力H将随泵转速n的降低而降低，因此不会对系统产生不良影响。 从上面的比较不难得出：当现场对水泵流量的需求从100%降至50%时，采用转速调节将比原来的阀门调节节省BCH3H2所对应的功率大小，节能率在75%以上。与此相类似的，如果采用变频调速技术改变泵类、风机类设备转速来控制现场压力、温度、水位等其它过程控制参量，同样可以依据系统控制特性绘制出关系曲线得出上述的比较结果。亦即，采用变频调速技术改变电机转速的方法，要比采用阀门、挡板调节更为节能经济，设备运行工况也将得到明显改善。 四、节能计算 对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能效果，通常采用以下两种方式进行计算： 1、根据已知风机、泵类在不同控制方式下的流量－负载关系曲线和现场运行的负荷变化情况进行计算。 以一台IS150-125-400型离心泵为例，额定流量200.16m3/h，扬程50m；配备Y225M-4型电动机，额定功率45kW.泵在阀门调节和转速调节时的流量－负载曲线如下图示。根据运行要求，水泵连续24小时运行，其中每天11小时运行在90%负荷，13小时运行在50%负荷；全年运
变频器在通风机中的应用
摘要 对于井下矿山系统而言，通风机作为重要的安全设备，起着安全保障的作用。随着生产对风机调速性能要求的不断提高，传统风机主要采用三相交流电固定转速，从启动到正常运转后一直是保持一个转速，不能根据不同需求而改变转速，既浪费了电能，又由于启动电流过大、启动不平滑容易造成电气、机械故障。 本文以一个使用变频器控制车间铁龙回风斜井185KW的通风机的应用案例，以此风机的节能来展开讲述。根据不同时段和需求要求的不同风量，在不使用变频器控制的情况下，风机只能以最大转速运行。结合变频器来控制风机的转速，实现平滑调速，达到节能的效果。 关键词：风机变频器调速节能
前言 在矿山、冶金、石油等工业生产中，使用着大量的风机，这些机械设备一般都用交流电动机驱动，且功率都比较大，消耗的电能非常可观。仔细观察这些设备的运行状况，可以发现它们大多都不是常年工作在额定功率之上，而是经常只有50—70%，甚至更低的输出量。传统的依靠挡板、阀门或空放回流调节方法致使电动机长期处于低效率、低功率因数状态运行，白白损失掉大量的电能，越是大功率的风机，情况越是严重。 随着我国经济的高速发展，微电子技术，计算机技术，自动化控制技术都得到了迅速发展，交流变频调速技术也已经进入了一个崭新的时代，其应用越来越光。而风机作为矿山企业必不可少的设备与企业的生产效率紧密相关，随着能源的日益紧缺，企业中的设备节能问题就显得尤为重要，采用变频器来控制风机负载，不仅能够实现平滑调速，而且大大节省能耗。
一、改造前风机存在的问题 1、电能的严重浪费。改造之前铁龙回风斜井通风机以额定功率185KW运行，因此造成能源浪费，增加了生产成本。 2、启动电流大，机械容易损伤。风机采用直接启动，启动时间长，启动电流大，对电机的绝缘有着较大的威胁，曾经造成过经常跳闸、交流接触器被烧坏等电气故障。而电动机在启动过程中所产生的单轴转矩现象使风机产生较大的机械振动应力，严重影响到电动机、风机及其它机械的使用寿命。 3、自动化程度低。风机依靠人工调节挡板，更不具备风量的自动实时调节功能，自动化程度低。在故障状态下，如风流短路，将对正常生产造成严重影响。为了设备的安全生产和降低生产成本，提升整体的自动化水平，对风机进行变频调速改造具有非常重要的意义。 二、变频器概述 变频调速是目前国际上最先进的调速技术，变频调速器是一种变频变压的调速，也可称〝交-直-交〞变频器。由于变频器的主回路采用了大功率的晶体管模块，控制回路采用了大规模的集成电路，再加上多种保护功能和自诊断显示功能。因此，具有很高的可靠性，而且维修方便。另外变频器内置有丰富的软件功能，外设有多个控制端子和外部计算机通讯接口，很轻易实现自动控制和过程控制。此外，由于变频器采用了先进的变频变压的控制方法，因此可以很好的实现软启动、软停止和无极变速。变频器对电机速度的控制正确，启动力矩大、电流小，而且功率因数很高，在很好满足工厂现场要求的同时，改善了供电电网，大大缓解了工厂电源容量紧张，而且节约了大量的电能。
变频器在焦化厂风机变频改造上的应用
变频器在焦化厂风机变频改造上的应用 (希望森兰变频器制造公司，四川成都 610225) 杜俊明 摘要：炼焦鼓冷系统用液力耦合器调速，在变频器未实际应用以前，液力耦合器调速不失为交流电机较为理想的调速方式，其效率﹑低耗能大，用变频调速方 式取代后可以获得非常好的经济效益。 关键词：风机液力耦合器调速，变频器，节能 一、概述 炼焦过程是炼焦煤在炭化室经过干燥脱水、软化熔融、半焦化和半焦收缩成焦等阶段。在200摄氏度以前，煤表面的水分、吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等析出。随着进入软化熔融阶段，在此阶段中，煤大分子侧链断裂和分解，产生热解产物，在半焦形成和开始缩聚之前，热解产生的蒸汽和煤气，主要含有甲烷、一氧化碳、化合水及焦油蒸汽等。温度继续升高，析出的气体中氢和苯蒸汽的含量增加。在半焦至焦碳阶段中，随着焦质致密、缩聚，氢大量的产生。在炭化室炼焦的特定条件下，上述初次分解的产物，通过赤热的半焦及焦碳层到达炉墙边，然后沿着高温的炉墙与焦碳之间的空隙到达炉顶空间。 炭化室出来的荒煤气首先在桥管处被大量的循环氨水喷洒。在次过程中，热煤气与70～75摄示度的呈细雾状的氨水接触，高温煤气放出热量，使氨水雾滴迅速升温和汽化，结果，煤气温度降到80～85摄示度，未被汽化的氨水温度升高到75～78摄示度。煤气中的焦油气约为50～60%被冷却下来，部分焦油与煤尘和焦炭粒混在一起构成焦油渣。煤气经初冷器后温度可降至30摄示度，此时，轻质焦油和氨水就冷凝下来。炼焦炉出来的焦炉煤气经集气管、吸气管、初冷器、捕焦油器、回收氨和苯的系统等一系系列的设备，然后才能变成净煤气送给不同的用户，或送至贮罐。在这一过程中煤气要克服许多阻力才能达到用户的地点，为此，煤气应具有足够的压力。另外，为了使焦炉内的荒煤气按规定的压力制度抽出，要是煤气管线中具有一定的吸力，因此，必须在焦化工艺的流程中，选择合理的位置设置鼓风机，一般焦化厂鼓风机的位置选择在初冷器之后和捕焦油器之前，这是因为此时鼓风机的负荷较小，电捕焦油器处于正压状态下操作，比较安全。 二、现状 某焦化厂炼焦炉鼓冷系统有400kW离心风机两台，一用一备，安装在两台初冷器之前，即一台鼓风机同时对两台初冷器中的煤气进行抽取。工艺上要保证初冷器内维持120Pa正压，则鼓风机需要调速，原系统采用液力偶合器调速。另外，还要求两台初冷器内的正压相
引风机变频器的应用
引风机变频器的应用 姬三菊韩洪轩 （华能济宁运河发电有限公司，山东济宁272057） 运河电厂二期#5、6机组为330MW亚临界压力一次中间再热控制循环汽包锅炉，两台引风机原采用静叶调节，耗电量大，开度较大时线性差，引起炉膛负压波动大。针对存在的问题，2008年3月利用#5机大修机会，通过比较，#5炉引风机改为变频调节，采用北京利德华福HARSVERT-A高压变频调速系统。 利德华福HARSVERT-A高压变频调速系统，以高可靠性、易操作、高性能为设计目标，满足用户对于风机、水泵类机械调速节能、改善生产工艺的迫切需要。本调速系统适配各种通用三相异步电机。利德华福HARSVERT-A高压变频调速系统采用新型IGBT功率器件，全数字化微机控制，具有以下特点：高-高电压源型变频调速系统，直接3、6、10kV输入，直接3、6、10kV输出，无须输出变压器；输入功率因数高，电流谐波少，无须功率因数补偿/谐波抑制装置；输出阶梯正弦PWM波形，无须输出滤波装置，可接普通电机，对电缆、电机绝缘无损害，电机谐波少，减少轴承、叶片的机械振动，电机无附加发热，输出线可以长达1000米；标准操作面板配置或彩色液晶屏全中文操作界面；变频器对电网电压波动有极强的适应能力，在+10%— -10%范围内变频器能满载工作，可以承受35%的电网电压下降而降额继续运行，电网瞬时失电5个周期可满载运行不跳闸等。 HARSVERT-A高压变频调速系统的结构，由移相变压器、功率单元和控制器组成。我公司厂用电系统采用6kV 电压等级，有15个功率单元，每5个功率单元串联构成一相。每个功率单元结构上完全一致，可以互换，其电路结构为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，通过对IGBT 逆变桥进行正弦PWM控制，可得到需要的波形。 输入侧由移相变压器给每个单元供电，移相变压器的副边绕组分为三组，对6kV系列，构成30脉冲整流方式，这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使其负载下的网侧功率因数接近1。另外，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，类似常规低压变频器，便于采用现有的成熟技术。 输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，可得到阶梯PWM波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造；同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶片的机械应力。当某一个单元出现故障时，通过使继电器K闭合，可将此单元旁路出系统而不影响其他单元的运行，变频器可持续降额运行；如此可减少很多场合下停机造成的损失。 控制器核心由高速单片机来实现，精心设计的算法可以保证电机达到最优的运行性能。控制器还包括一台内置的PLC，用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号的协调，增强了系统的灵活性。控制器结构上采用VME标准箱体结构，各控制单元板采用FPGA、CPLD等大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的可靠性。另外，控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术，
风机水泵的变频调速节能分析
风机水泵的变频调速节能分析 节能降耗、增加效益是全社会应为之努力的方向。我国的电动机用电量占全国发电量 的60％～70％，风机、水泵设备年耗电量占全国电力消耗的1/3。应用于风机、水泵等设备的传统方法是通过调节出口或入口的挡板、阀门开度来控制给风量和给水量，其输出功 率大量消耗在挡板、阀门地截流过程中。另外，由于在通常的设计中为了满足峰值需求， 水泵选型的裕量往往过大，也造成了不应有的浪费。根据风机、水泵类的转矩特性，采用 变频调速器来调节流量、风量，将大大节约电能。下面就分析一下在风机水泵类负载中使 用变频器所能达到的效果。 一，通过变频调速达到的一次节能。 下面以水泵为例来说明，由图1可以看到： 流量Q正比于转速n 压力H正比于n2 转矩T正比于n2 功率P正比于n3 图1 水泵流量、压力、功率曲线…
在普通的水泵流量控制中使用阀门来调节，如图2所示： 图2 阀门控制水泵流量 管道阻力h与流量Q的关系为h正比于RQ2，其中R为阻力系数 电机在恒速运行时，流量为100%情况下（工作点为A），水泵轴功率相当于Q1AH1O 所包容的面积。 电机在恒速运行时，采取调节阀门的办法获得70%的流量（工作点为B），将导致 管阻增大，水泵轴功率相当于Q2BH2O所包容的面积，所以轴功率下降不大。 采用变频调速控制流量时，由于管道特性没有改变，水泵特性发生变化（工作点为C），轴功率与Q2CH3O所包容的面积成正比。故其节能量与CBH2H3所包容的面积成正比， 输入功率大大减小。如图3所示： 图3 变频调节水泵流量
正如前面提到的，轴功率P与转速n的三次方成正比。采用变频器进行调速，当流量 下降到80%时，转速也下降到80%，而轴功率N将下降到额定功率的51.2%,如果流量下降到60%,轴功率N可下降到额定功率的21.6%,当然还需要考虑由于转速降低会引起的效 率降低及附加控制装置的效率影响等.即使这样,这个节能数字也是很可观的,因此在装有风机水泵的机械中,采用转速控制方式来调节风量或流量,在节能上是个有效的方法。 二，变频调速所实现的二次节能 变频调速自动根据负载情况调整输出电压，通过对电机的最佳励磁，有效地降低了无 功损耗，提高系统功率因数，降低电机工作噪音, 延长电机使用寿命。 电动机的总电流(IS)为电机励磁电流(IM)与电机力矩电流(IT)的矢量和, IS和IM夹角的余弦值即为电动机的功率因数; 电机励磁电流决定于加在电机线圈上的电压, 在工频状态下, 交流电压为380V恒定不变, 因此励磁电流也不会改变; 在变频状态下, 变频器自动检测负载力矩, 根据实际负载决定输出电压, 因此在负载较低的时候自动降低输出电压, 以维持最高的功率因数. 由于变频器自动降低了电机励磁电流, 使得输出总电流明显低于工频工作的总电流, 节约了线路中的损耗和无功功率的损失; 这个功能在丹佛斯VLT系列变频器中称为AEO功能(Automatic Energy Optimization, 自动节能功能). 声明：上海津信电气有限公司拥有此篇技术文档的所有权，任何人如需转载，必须表明出处。