变频技术的工程应用
变频器工程应用实例
变频器工程应用实例近年来，随着工业自动化程度的不断提高，变频器作为一种重要的电气控制设备，在工程应用中发挥着重要的作用。
本文将通过几个实际应用案例，介绍变频器在工程中的应用。
一、水泵变频器应用在水处理工程中，水泵的运行需要根据实际需求对水的流量进行调节。
传统的水泵控制方式是通过阀门来控制流量，但这种方式效率低下且能耗较高。
而采用变频器控制水泵，可以根据实际需求智能地调整水泵的转速，从而实现节能效果。
例如，在一个污水处理厂中，采用变频器控制水泵的转速，根据排放水流量的变化调整水泵的运行状态，不仅实现了节能降耗，还提高了运行效率。
二、风机变频器应用在工业生产过程中，风机的运行通常需要根据工艺要求和环境变化来进行调节。
采用传统的调速方式，如调节风机的进气阀门或风量控制阀门，不仅操作繁琐，而且能量损耗较大。
而采用变频器控制风机的转速，可以根据实际需求智能地调节风机的转速，从而实现节能降耗。
例如，在一家化工厂中，采用变频器控制风机的转速，根据工艺要求智能调节风机的运行状态，既保证了生产过程的稳定性，又降低了能耗。
三、输送机变频器应用在物流行业中，输送机广泛应用于物料的输送和分拣过程。
传统的输送机通常采用固定速度运行，无法根据物料的实际需求进行智能调节。
而采用变频器控制输送机的运行速度，可以根据物料的实际需求智能地调节输送机的运行状态，从而提高物料的处理效率和减少能耗。
例如，在一个物流分拣中心中，采用变频器控制输送机的运行速度，根据物料的种类和数量智能调节输送机的运行状态，提高了分拣效率，降低了能耗。
四、电梯变频器应用在楼宇和商业建筑中，电梯是人们出行的重要工具。
传统的电梯通常采用定速运行，无法根据实际需求进行智能调节。
而采用变频器控制电梯的运行速度，可以根据楼层需求智能地调节电梯的运行状态，从而提高电梯的运行效率和节能效果。
例如，在一栋高层写字楼中，采用变频器控制电梯的运行速度，根据楼层的人流量智能调节电梯的运行状态，不仅提高了乘坐体验，还降低了能耗。
变频调速技术在农业灌溉改造工程中的应用
电效果也越大。
２变 频 调 速 技 术在 农 业 灌溉 改造 工 程 中的 应 用 ．
水泵转速降低 ， 出水量减 小 ， 网压 力下降 。反之 ， 管 变频 采用变频调速时 ，轴功率随实 际扬 程变化的时 。实际扬程越 减 少 ，
变频调速技术在农业灌溉改造工程中的应用
文 ／ 明 峰 张 冰 王 萌 仇
（ 通化县广场管理处 １４ ０ ） ３ １０
１变频调速的原理 ．
１１变频 调 速 的 基 本控 制 方 式 ．
物生长时节的变化而不 同的 。在通常的农业灌 溉中造成了能
源 的极大浪费 。其次 ， 作为农业灌溉的泵站根据 田间灌溉种类
控制系统将输 出电源频率上调增大 ， 水泵转速升高。出水量增 大 ，管 网压力升高 。通过 ＰＤ调节使检测 压力和设 定压力平 Ｉ
衡， 即达到系统恒压运行。
２１变频调速技 术在农业灌溉 中应 用的优势 ．
２． ． ３变频 恒压供 水方案及 控制 过程 变频恒 压供水 系统 ２ 的控制方案有多种 ，其 中单 台变频器控制 多台水泵 的方 案适 于 中小型的供水 系统 ， 是目前 比较先进的一种方案。应用多采
（ ／ｏ ３ ４ ｎ ｎ ）（ ）．
式 中 ，０为基准转速 ； 为运行 转速 ； ｎ ｎ Ｑｏ为 ｎ 时 的流量 ； ｏ Ｑ为 ｎ时 的流量 ； Ｈｏ为 ｎ ｏ时的扬程 ； Ｈ为 １时的扬程 ；ｏ为 １ ｐ
ｎ ｏ时的功率 ； ｎ 的功率 。 Ｐ为 时
２１ ．２使 用 Ｐ ． ＷＭ 变频调速技 术的优势 采用 Ｐ ＷＭ 变频调 速技术后 ， 可根据实际灌溉需求进行 电机转速控制 ， 以满足农 作物 、 济作 物不 同季节 ， 经 不同时 段的供 水需求 ， 达到 最大的
节能工程中变频技术方案的应用
１关于变频器设备环节的分析 的现 象 是 比较普 遍 的 ，这 与 其 电 机 的额 外 输 出功 率 是 有 一定 关 系 １ ． １为 了满足 日常工 作 的需 要 ，要针 对 变频 器 的相 关 问题 展 开 的。 比如风机 、 水泵等设备 的电能的浪费 ， 其缺乏转速控制方式的优 分析 化。并且其电动机的风量及其流量的改变 ， 通常是利用节流阀进行 低压 变 频器 就 是一 种 ４ ０ ０ Ｖ类 型 的变 频器 。所谓 的整 流就 是 交 应用 的。这 种控 制 虽然 简 单 易行 ， 能 满 足 流量 要求 ， 但 对 电机来 讲 ， 流 电变 为 直 流 电 的过 程 ， 这 是 日常用 电 中 ， 比较 常见 的一 种 应 用 模 从节 省 能源 的角 度 来看 是 非 常不 经 济 的 。生产 中很容 易 检 测 出来 。 式 。在此过程 中， 要应用要一种设备 ， 那就是整流器 。我们把直流电 这类设备一般都是长时间运行 ， 甚至很久不停机。在实际检测中发 到交 流 电的 应 用过 程 中 ， 称 之 为逆 变 。 在逆 变 过程 中 ， 根据 其 交流 电 现 ， 除 在极 短 时 间 流 量最 大 值 外 ， 近９ ０ ％时 间运 行 在 中等 或较 低 负 机 电压控 制 模式 的差 异 ， 分 为 电流 型及 其 电压 型模 式 。这 是 分析 变 荷状 态 ， 总 用 电量 至少 有 ４ ０ ％以上被 浪 费掉 。 采 用 变频 调速 控 制 ， 对 频技 术 的节 能 环节 的一 个 必备 环节 。 通 过对 变 频器 的相关 运 作模 式 风机 、 水 泵类 机 械进 行 转 速控 制 来调 节 流 量 的方 法 ， 对 节 约 能源 ， 提 的优 化 ， 来满 足 现实 节 能 工程 的发展 需 要 。变 频 器 的输 出 电压 及 其 高 经济 效益 具有 非 常重 要 意义 。 电流模式的改变分 为不同的方式 ，主要有 Ｐ Ａ Ｍ脉冲幅值调制模式 ３ 风机 、 水 泵 的节能 措 施 的实施 及其 Ｐ ＷＭ脉冲宽度控 制模式 。受到 Ｈ常的晶 闸管换流时 间的影 通 过对 流量 控 制原 理 的 分析 ， 可 以实 现其 风机 水 泵 节 能结 构 的 响， 其Ｐ Ａ Ｗ 受 到 相关 环 节 的控 制 ， 比如其 工作 高频 的 限制 。通过 对 优 化 。比如 对某 个 工厂 风机 散 热控 制模 式 的测 试研 究 。因为工 厂 的 相关逆变器输出电压环节的控制 ，来保证其 Ｐ ＷＭ输出脉 冲的幅值 冶 炼炉 是需 要根 据 不 同 的工 作需 要 ， 实 现 其相 关 炉底 冷 却 温度 匹 配 的优 化 ， 实 现其 电压 及 其输 出频率 的 优化 。 上 述环 节 的开 展 ， 也需 要 的。 为 了满 足工 作 的需 要 ， 进行 大 功率 的 叶轮式 的风机 的应 用 ， 在 其 运用一系列 的边坡调速控制设备 。 交流变频调速控制器是一个应用 应 用过 程 中 ， 功率 是全 开 的 ， 但 是 其冷 却 风量 的效 率是 比较低 的。 在 比较 复杂 的设 备 ， 其 应 用 的 范 围是 比较 广泛 的 ， 目前 来 说 很 多 的逆 冶炼材料过程中 ， 其风机全开 ， 风量是 比较高的 ， 但是如果只开两台 变器的运行都需要 Ｐ ＷＭ控制模式的应用。 风机是难以满足 日常工作的冷却需要的。对开一对再侧开一台 ， 冷 中高 型变 频 器 的应 用 电压 一 般 高 于 ６ ０ ０ Ｖ 。这 种 设 备 的输 出 电 却 不 均 、 无 法 满足 工 艺 要 求 ； 原设 计 ４台 对 开 风 机靠 调 节 挡 风 板 可 压 等 级 是 比较 高 的 ， 为 了满 足 日常 工 作 的需 要 ， 要 针 对 这 些 中 高压 满 足 冷 却 要 求 ， 但 对 电机 来 讲 ， 浪 费 电 能 。风 板 全 开 时 ， 运 行 电流 ４ Ａ， 全关 闭 时 ２ ２ Ａ， 输入 功 率 从 １ ７ ． ０ Ｋ Ｗ一 １ ８ ． ５ Ｋ Ｗ 变化 ， 节 电率 不 足 变频器 ， 展开高压切人设备的优化应用 ， 其 主要 的高压输 出模 式的 ２ 开 展 离 不开 计 算 机 系 统 的应 用 ， 在 计 算 机应 用 过 程 中 ， 其 精确 控制 ８ ％。针 对 这一 特 殊要 求制 定方 案 ， 对 其 中两 台对 开 电机进 行 开环 变 方 案 的优化 ，可 以实 现 其节 能 工程 的 内部各 个 环 节 的有 效 协调 ， 实 频 调速 控 制 ， 配合 两 台全 速风 机 。 现其功率优化环节 、 控制器应用环节等的协调 ， 促进其高压变频控 通过 对水 泵 设备 节 电环 节 的 应用 ， 来 满 足 设备 的节 能 需 要 。该 制 环节 的稳定 开 展 。 这种 交流 变频 调 速 控制 设备 需 要应 用 一 系列 的 环 节 和风 机 节能 原理 类 似 。其 高 压变 频控 制 转 动设 备 的开展 ， 需 要 高 新变 频 调速 技 术 ， 比如 计 算 机数 据 处 理技 术 、 光 纤 通讯 技 术 等 ， 上 定 标准 的 大容 量 电机 的应 用 ， 一 般 来说 ， 其 负 载 率都 是 比较 高 的 ， 文 也 提 高其 应 用 范 围 是 比较 广 泛 的 ， 在 日常 的水 泵 应 用 行 业 ， 风 机 也 就 导致 其 节能 效率 的低 下 。在 应用 过 程 中可 以 发现 ， 其 电机 的容 行业等都可以看到其电动机设备的影子 ，通过对其应用环节的优 量消耗是 比较高 的， 其用 电基数是比较高的 ， 但是满足了工作 中的 化， 保 证 现实 难题 的解决 。 些场合的需要 。由于高压变频设备 自身的应用特点 ， 其技术比较 １ ． ２ 根据 日常 的工作 需要 ， 需 要 将变 频 器进 行 分类 ， 其 分 为 以下 复杂 ， 对操作人员的要求是比较高的， 但整体效益还是很可观的。 变 几种类 型， 静止电源模式及其传动调速模式。变频传动调速模式的 频控 制技 术 的显 性 和 隐 ｌ 生效益 及 利 弊分 析 ： 显 性效 益 就是 指 节 电效 应用 ， 是 为 了实 现 Ｅ ｌ常 相关 能 源 的节 约 ， 这 一 环节 的开 展 ， 离 不开 对 益。变频控制传动调速对于负载性质和负载率 的不同， 节 电率也是 电机 调 速环 节 的应 用 。其 通 过对 相 关类 型 电动 机 的应 用 ， 实 现对 控 不同 ， 低压变频控制设 备， 一般 负载率在 ０ ． ５左右时 ， 节 电率在 ２ ０ — 制对 象 的应 用环 节 的优 化 。上述 环 节 的开 展 ， 与 感应 式 异 步 电动 机 ４ ７ ％左 右 。比如 定 量泵 注 塑 机 、 排 污 填水 池 电机 、 给氧 风 机 等等 ， 空 的性 能操 作 是密 切 相关 的 。通过 一 系列 的 电机转 速 原 理 可 以得 知 ， 调水 泵 基本 上平 均 节 电率都 在 ２ ５ — ６ ０ ％左 右 。低压 设 备 变频 调 速 改 影 响电机转速的因素是 比较多的， 比如电机定子 的旋转磁场 ， 在实 造投 资 少 、 见效 快 ， 投 资 回报 期 基本 上在 一 年左 右 。 际ｌ Ｔ作 中 ，影 响 电机定 子 的选择 磁 场 的转 速 因 素也 是 比较 多 的 ， 比 通 过对 其 隐性 效 益 的分 析 ， 可 以得 出一些 结 论 。 电机 的软 起 软 如其 供 电频 率 、 时 间常 数 的变 化 。 通过 对 电机 结构 的优化 ， 我 们 可 以 停 的实 现 ， 有利 于 降低 其 线路 的电 力消 耗 ， 一 定程 度 上 ， 延 长 了机 械 实现其定 、 转子之间的相关运作模式的分析 ， 实现对其磁 场感应环 的使 用 寿命 ， 这 就 降低 了机械 设 备 的维 修 率 。通 过对 空 调水 泵 的 相 节、 机械 惯性 环 节 的深 人 了解 ， 从 而满 足 下序 环节 的工作 需 要 。 关 环 节对 于 欧 化 ， 有 利 于 降低 其 故 障 的发 生 率 ， 以满 足 日常 节 能 效 通过上述环节 ， 可 以得知转速环节和电机转矩环节是密切相关 益 的 提升 ， 以稳定 日常工 作 的 开展 。低 压 变频 器 输 出波 型 为 脉 冲形 以３ ０ Ｋ Ｗ 容量为例 ， 干 扰 福 射基 本 在 １ ０米 之 内 ， 在 设 计 电路 中 的。 一般 来 说 ， 变频 调 速 的功 能控 制 随着 输 出频 率 的改 变 ， 也 会 发生 式 ， 些细节的变化 ， 比如其输 出电压的降低 。 在这种情况下 ， 其转矩相 加 装 陷波 电路 或 磁环 或 陷波 线 圈 就可 以将 干 扰 减少 到 最少 ， 一般 使 对于多台集中安装时安装位置要 对于输出电压 ， 形成正比的关系。通过对相关人员 的操作行为的�
变频器改造技术在锅炉引风节能工程中的应用研究
变频器改造技术在锅炉引风节能工程中的应用研究摘要:为了减少溢流和节流损失,提高系统运行的经济性,变频器开始了改造技术的探究,本文主要以变频器改造技术在锅炉引风中的应用,探讨变频器改造技术的节能功效。
关键词:变频器改造技术锅炉引风节能工程应用1 变频器概述高压交流变频调速技术,技术和性能胜过其它任何一种调速方式,给使用者带来了极大的便利和快捷的服务,使之成为企业采用电机节能方式的首选。
锅炉引风机采用挡板调节方式,由于这种原始的调节方法仅仅是改变通道的流通阻力,而驱动源的输出功率改变不大,节流损失相当大,浪费了大量电能。
致使厂用电率高,供电标煤耗高,发电成本不易降低。
同时,电机启动时会产生5～7倍的冲击电流,对电机构成损害。
风机系统自动化水平低,不能及时调节,运行效率低。
我公司正采用该技术对4台引风机进行改造,以减少溢流和节流损失,提高系统运行的经济性。
变频控制为一拖一手动方案,每台风机配备一台变频器。
变频调速系统可由现场主控系统进行协调控制,根据运行工况按设定程序,实现对电动机转速控制。
2 改造过程中遇到的实际问题主要问题有:通过考察,变频器室采用了全密封冷却方式,改变了变频器厂家的抽风式冷却方式,解决了变频器在运行过程中受灰尘和温度影响而频繁跳闸的难题。
由于变频器室在四楼,变频器较重,又没有变频器的基础图及电缆走向图,通过专业人员的现场勘察、确认,确定了变频器在楼板上的安全位置。
机柜FBM卡件问题,1#机充分利用冷渣器改造后节余的卡件;2#机冷渣器还未改造,只能把现场各测点尽量合理分配,满足控制系统安全性、可靠性的要求。
因要保留引风机工频运行控制方案,风机大联锁控制逻辑进行了大量的改动,经调试,风机在变频或工频运行状态,其保护动作正确、可靠。
变频控制方式下,通过现场调试整定控制系统PID参数,难度系数极大,我方人员经过长时间连夜调试,1#、2#机组炉膛负压控制系统的品质指标比原来有很大提高。
变频器与锅炉的联合调试,我们没有请调试所来调试,自己出方案,自己调试,而且得到了很好的效果,为公司节约了不少的资金。
电气工程中的电力电子和变频技术
电气工程中的电力电子和变频技术电力电子和变频技术在电气工程领域扮演着重要的角色。
它们的应用范围广泛，从家庭电器到工业生产都可以看到它们的身影。
本文将介绍电力电子和变频技术的基本原理、应用领域以及未来的发展趋势。
一、电力电子的基本原理电力电子是研究电力能量的转换、控制和调节的一门学科，它利用半导体器件和电路来完成电能的变换。
电力电子技术的核心是功率半导体器件，例如晶闸管、功率二极管和功率MOSFET等。
这些器件能够实现电能的调节，使其符合电器设备或系统的需求。
电力电子技术在电气工程中的应用非常广泛。
例如，交流变直流技术可实现电网到直流设备的连接，使得太阳能和风能等可再生能源可以高效利用；直流变交流技术可以将电池电能转换为交流电能，使得电动汽车等电动设备得以使用。
此外，电力电子技术还广泛应用于电力系统的稳定控制、电动机驱动和电力质量改善等领域。
二、变频技术的基本原理变频技术是指通过改变电源频率来控制交流电机的转速和输出功率的技术。
变频器是变频技术的核心装置，它可以将固定频率的电源输入转换为可调节频率的交流电源输出。
通过控制变频器的输出频率，可以实现对电机转速的精确控制。
变频技术在电气工程中有着广泛的应用。
一方面，变频技术在工业生产中能够实现电机的精确调速，提高生产效率，减少能源消耗。
另一方面，变频技术在家用电器中也有重要的应用，例如空调、洗衣机和电梯等。
通过采用变频技术，这些家用电器能够根据需要自动调整功率，提高能效，延长使用寿命。
三、电力电子和变频技术的综合应用电力电子和变频技术可以综合应用于电力系统中，实现对电能的高效利用和精确控制。
例如，电力电子变换器可以将电网的交流电转换为直流电，然后通过变频技术将直流电转换为可调节频率的交流电，用于驱动各种电动机设备。
此外，电力电子和变频技术还可以应用于新能源发电系统中。
例如，风力发电和太阳能光伏发电都需要通过电力电子技术将直流电转换为交流电，然后再通过变频技术实现对输出电压和频率的控制。
变频器应用实例
引言概述：变频器是用于调节交流电机转速的设备，广泛应用于工业控制和自动化领域。
它通过改变电源的频率和电压来控制电机的转速，以适应不同的工作需求。
本文将通过介绍5个变频器应用实例，详细说明变频器在各个领域的应用。
正文内容：1.工业生产领域中的变频器应用1.1提高设备效率1.2节能减排1.3保护设备安全1.4提高产品质量1.5实现运行平稳2.污水处理领域中的变频器应用2.1节能降耗2.2操作灵活性2.3水质监测与控制2.4平滑运行2.5增强设备寿命3.石化行业中的变频器应用3.1控制压缩机和泵的运行3.2节省能源成本3.3降低设备维护费用3.4实现远程监控与数据分析3.5提高工艺流程控制精度4.矿山工程中的变频器应用4.1控制输送机和提升机的速度4.2降低电能消耗4.3增加生产效率4.4减少设备维护次数4.5提高安全性和稳定性5.HVAC系统中的变频器应用5.1精确控制室内温度5.2降低运行噪音5.3节能减排5.4增加系统的可靠性5.5实现智能化管理和远程控制总结：通过上述五个具体的实例，我们可以看到变频器在工业生产、污水处理、石化行业、矿山工程和HVAC系统等领域的应用价值。
它能够提高设备效率，节能减排，保护设备安全，提高产品质量，并实现运行平稳。
同时，变频器还可以灵活控制水质、压缩机和泵的运行，降低能源成本，提高工艺流程控制精度，增加生产效率，并提高系统的可靠性和安全性。
未来，随着技术的不断进步和应用范围的扩大，变频器在各个领域将发挥更加重要的作用，为我们的工作和生活带来更多的便利和效益。
《变频及伺服应用技术》项目4 变频器与PLC在工程中的典型应用2016.7
设定值
说明
P0700[0]
选择命令给定源（启动/停止）
2
2
P0003=2，设用户访问级为扩展级，P0004=7，命令和数字I/O
P0701[0]
设置端子5
1
1
P0702[0]
设置端子6
12
2
P0703[0]
设置端子7
9
9
P0731[0]
选择数字输出1的功能
52.3
52.3
P0003=3，设用户访问级为专家级，P0004=7，命令和数字I/O
AIN1通道选择0～10V电压输入，同时将I/O板上的DIP1开关置 于OFF位置
设定AIN1通道给定电压的最小值0V 设定AIN1通道给定频率的最小值0Hz对应的百分比0% 设定AIN1通道给定电压的最大值10V 设定AIN1通道给定频率的最大值50Hz对应的百分比100% 标定ADC死区宽度
P2000[0]
变频及伺服应用技术
《变频及伺服应用技术》项目4 变频器与PLC在工程中的典型应用2016.7
重庆工业职业技术学院 郭艳萍
变频及伺服应用技术
教学内容
2021/1/14
任务4.1 物料分拣输送带的正反转变频控制系统 任务4.2 离心机的多段速变频控制系统 任务4.3 风机的变频/工频自动切换控制系统 任务4.4 验布机的无级调速控制系统 任务4.5 多泵恒压供水控制系统
输入继电器
I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4
输入
输入元件
SB1 SB2 SB3 SB4 19、20
作用
变频器上电 变频器失电
启动 停止 故障信号
输出继 电器
Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q1.0
变频器在建筑工地塔吊上的应用冯健
变频器在建筑工地塔吊上的应用冯健发布时间：2021-07-05T11:03:19.440Z 来源：《基层建设》2021年第9期作者：冯健[导读] 摘要：随着现代驱动变频技术的迅猛发展进步,各种驱动变频变压器广泛地应用于各行其中。
广西建工集团建筑机械制造有限责任公司广西南宁 530200身份证号码：45082119851115XXXX摘要：随着现代驱动变频技术的迅猛发展进步,各种驱动变频变压器广泛地应用于各行其中。
为我国的基本建筑工程事业发展打下了良好的基础。
本篇文章，阐述了变频器在目前塔机三大主要驱动方式系统上的安全以及性能优化设计和实际综合应用的解决方法。
关键字：变频器；建筑工地；塔吊；应用1变频器的优缺点1.1变频器的优点(1)自动调速同步效率高,它仍然属于高效的自动调速同步模式,这主要部分是因为调速频率发生变化后的调速电动机仍然在调速同步的高转速附近继续工作,基本上还是保持了额定的调速转差。
(2)调速变频电机调速的功率范围宽,一般调速功率范围可达20:1,并在整个变频调速功率范围内均匀并能够保证具有很高的变频调速运行效率,所以我们采用调速变频电机调速主要就是适用于在变频调速的功率范围宽,且经常在电机处于低功率负荷工作状态下正常调速运行的工业应用中和场合。
(3)产品具有良好的运动机械性。
在采用无操作人员自动调速控制时,转速的大小波动比一般机的控制精度为0.5%-1%。
(4)如果水力变频器的供电故障,万一供电发生了水力故障,可以及时暂停水力运行,改由中国水力综合电网直接继续提供水力供电、水泵与水力风机依然保持可以供水继续正常运行。
(5)而在功能上它也可以直接兼用来做文件起始点和启动。
即通过液压变频器的电源将液压电动机的某个起步某一启动转速降至某一额定转速,再通过切断液压变频器的电源,电动机就成为可直接通过连接启动到液压工频器的电源,从而可以使液压泵或振动风机的某一起步启动加速至某一全速。
1.2变频器的缺点(1)从目前情况来看,变频器的开发设计和制造投资比较高,它们可能是实际主要应用在电动水泵或水力风机的水上调速和风力节能发电过程系统中的一个主要传动阻力。
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学校名称电力电子技术课程设计报告变频技术的工程应用姓名学号年级专业系（院）指导教师2010年12月31 日变频技术在锅炉控制系统中的应用一、引言:变频技术作为一种电子技术, 它的应用使设备工作效率明显提高,操作更加方便、节约能源、带来可观的经济效益, 所以被广泛地应用到各个领域。
变频技术在锅炉风机控制系统上使用变频器能带来的经济效益与回报, 最后总结了锅炉风机使用变频器的优越性。
变频技术的产生和发展解决了锅炉运行中控制的难题, 不仅节约能源, 降低运行成本, 同时使锅炉对大气的污染大大减轻, 司炉工强度大大改善, 也为实现自动化控制提供了良好的帮助。
变频器是在变频技术上产生的, 它能够应用在大部分的电机拖动场合, 由于它能提供精确的速度控制, 因此可以方便地控制机械传动的升、降和变速运行。
变频器经常被用于系统复杂、工作环境恶劣、高负荷、长时间运行的工况中。
由于采用了通讯方式, 可以通过PC 机来方便地进行组态和系统维护, 包括上传、下载、复制、监控、参数读写等。
简单来讲变频器三绕组输入变压器、整流电路、合成母线、逆变电路、合成滤波电路、控制柜等组成。
多年来, 国家经贸委一直会同国家相关部门致力于变频调速技术的开发及推广应用, 并把推广应用变频调速技术作为风机、水泵节能技改专项的重点投资方向。
本设计是供暖锅炉自动控制系统，设计了一套基于PLC和变频调速技术的供暖锅炉控制系统。
该控制系统由可编程控制器、变频器、压力变送器、温度变送器和泵房组、工控机以及电气控制柜等构成。
系统通过变频器控制电动机的启动、运行和调速。
由于供暖锅炉系统中的风机、水泵负载转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比，采用交流变频调速控制风机、水泵流量代替传统阀门、挡板控制流量，可以大大节省该类负载的驱动电机的耗电量，.达到节能的目的，如果普遍采用交流变频调速，平均节电率在30%左右。
用变频器启动风机、水泵等电动机，由于变频器内部具有矢量转矩控制技术，保证了电机良好的启动性能，实现电机软启动，有效地限制了电机的启动电流，明显降低电机启动噪声。
同时，电机的软启动避免了频繁的工频启动对风机、水泵等大电机的冲击，有效地保护设备，延长设备使用寿命。
采用锅炉的计算机控制和变频控制不仅可大大节约能源，促进环保而且可以提高生产自动化水平，具有显著的经济效益和社会效益。
二、设计任务（1）设计指标内容及要求按照电动机的额定功率，最大使用电机容量，本设计选用三菱FR-F540(L)-SFR-F540L-S系列变频器节能型、一般负载适用FR－F500（L）1、功率范围：75～900KW （3相380V，FR－F540（L）系列）2．采用最佳励磁控制方式，实现更高节能运行。
3．内置PID，变频器/工频切换和可以实现多泵循环运行功能。
4．柔性PWM，实现更低噪音运行。
5．内置RS485通信口。
6．75KW以上随机带DC电抗器（2）设计的任务1、提出系统控制方案。
本文针对供暖锅炉自动控制系统，设计一套基于变频调速技术的锅炉监控系统。
本文提出对锅炉供暖系统中的风机和水泵等通过变频器来调节电机的转速，节省了大量的电能。
本系统中丰位机采用高可靠性的工业控制计算机，对锅炉控制系统统一调度和监控管理，下位机采用西门子公司S7-300可编程控制器，实现锅炉燃烧系统和管网系统的自动控制，控制水平和硬件可靠性大大提高。
键技术，本系统的主要设计任务是锅炉系统的变频改造，因此本文详述变频调速技术在锅炉控制中的应用变频调速技术是关，并分析变频调速应用在锅炉供暖系统带来的节能效果。
2、本系统的主要设计任务是锅炉系统的变频改造，变频调速技术是关键技术，因此本文详述变频调速技术在锅炉控制中的应用，并分析变频调速应用在锅炉供暖系统带来的节能效果。
3、阐述供暖锅炉控制的控制原理，提出供暖锅炉系统的控制模型。
简要介绍PID 控制算法，并运用PID控制方式进行系统的补水控制、循环流量控制、燃烧过程控制以及炉膛负压控制。
4、锅炉控制系统的总体设计。
本文讨论了锅炉控制系统的设计日标、功能分析和控制方案。
并详细介绍了整个系统的硬件结构和通讯配置口。
5、下位机控制系统的设计。
本文首先根据系统控制要求确定PLC的选型以及模块的选择;讨论PLC与上位机之间、PLC与变频器之间的通讯配置，制定通信协议;设计PLC控制程序，给出主程序、基础功能块和各子程序的设计流程图和部分梯形图程序。
6、上位机监控组态软件设计。
上位机监控系统完成对整个系统的监控管理，本文选用三维力控PCAuto3.6设计，根据用户提出的要求完成了操作界面及控制程序、实现超温超压报警联动、历史数据查询等功能。
三、设计方案选择及论证3.1 变频调速基本原理目前，随着大规模集成电路和微电子技术的发展，变频调速技术己经发展为一项成熟的交流调速技术。
变频调速器作为该技术的主要应用产品经过几代技术更新，已日趋完善，能够适应较为恶劣的工业生产环境，且能提供较为完善的控制功能，能满足各种生产设备异步电动机调速的要求。
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：()p s f n -=160 其中n 表示电机转速; f 为电动机工作电源频率; s 为电机转差率; p 为电机磁极对数。
通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。
3.2 出于节能的迫切需要和对供暖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。
用变频器来对异步交流电动机调速，是八十年代末迅速发展成熟的一项高新技术。
它的优点是:调速的机械特性好，调速范围广，调整特性曲线平滑，可以实现连续、平稳的调速，尤其当它应用于风机、水泵等大容量负载时，可获得显著的节能效果。
3.3 变频调速应用于锅炉系统的风机和水泵等电机的自动控制中，其节能效果明显。
本节将以风机节能为例，详细分析其节能效果。
由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:,n Q ∝ ,2n H ∝ 3n P ∝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。
图2-1给出了风机中风门调节和变频调速二种控制方式下风路的压力-风量()Q H -关系及功率-风量()Q P -关系。
其中，曲线1是风机在额定转速下的QH -曲线，曲线2是风机在某一较低速度下的Q H -曲线，曲线3是风门开度最大时的Q H -曲线，曲线4是风机在某一较小开度下的Q H -曲线可以看出当实阮工况风量由1Q 下降到2Q 时，如果在风机以额定转速运转的条件调节风门开度，则工况点沿曲线1由A 点移到B 点;如果在风门开度最大的条件下用变频器调节风机的转速，则工况点沿曲线3由A 点移到C 点。
显然，B 点与C 点的风量相同，但C点的压力要比B 点压力小得多。
因此，风机在变频调速运行方式下，风机转速可大大降低，节能效果明显。
压力P 功率PH H P H P 21e 图2-1变频调速在风机中的节能分析曲线5为变频控制方式下的Q P -曲线，曲线6为风门调节方式下的Q P -曲线。
可以看出，在相同的风量下，变频控制方式比风门调节方式能耗更小，二者之差可由下述经验公式表示:()[]e e e P Q Q Q Q P 36.04.0-+=∆其中Q 为风机运行时实际风量；e Q 为风门开度为最大，且电机运行在额定转速时的风量；e P 为风门开度为最大，且电机运行在额定转速时的功率。
假设有一台lO h t 的热水锅炉:引风机:55KW ，鼓风机:22KW ，共7KW 则由变频调节与风门调节相比较可知: 80%风量时每小时节能()[]e e e P Q Q Q Q P 36.04.0-+=∆=28.366KW60%风量时每小时节能()[]e e e P Q Q Q Q P 36.04.0-+=∆=41.888KW如果按全年运行7000小时计算，其中80%风量运行5000小时:60%风量运行2000小时，则全年节能h KW ⋅=⨯+⨯225456888.412000366.285000由此可见，其节能效果非常显著。
目前，变频调速技术己逐渐为许多企业所认识和接受，随着这项技术的不断发展和完善，它必将得到更加广泛的应用，也必将为认识和接受它的企业带来可观的经济效益。
四、总体电路设计本系统属于热水锅炉供暖系统，主要通过热水循环给用户供暖，一般分为燃烧控制系统、循环泵控制系统和补水泵控制系统。
本系统采用集中控制，分为三层，系统结构框图下图所示:管理层: 系统采用两台工控机作为上位机，其中一台作为主控机，另一台为辅控机，构成双机冗余系统。
通过MPI多点接口与下位机PLC进行通讯，对现场锅炉的运行进行集中监控、统一调度，实现对锅炉的远程控制。
操作人员也随时可以通过计算机，了解现场每台锅炉的运行状况，并对风机、水泵等电机进行启停控制和参数设定。
另一方面，关于锅炉运行及网管系统的各种历史数据，则存储在计算机的数据库中。
在需要的时候，可以在计算机显示器上显示，或由打印机打印出来。
现场控制层: 该层以西门子S7-300系列可编程控制器为核心，一方面通过MPI多点接口与上位机通讯，接收上位机管理层的控制命令。
另一方面运用RS-485总线与各变频器进行通信，分别对鼓、引风机、炉排电机、循环泵和补水泵等进行启停控制和电机的转速设定，一旦电机启动完毕，即使PLC与上位机通讯故障，系统仍能正常运行。
现场数据采集与变送层: 这一层是集散控制系统的最底层，主要完成现场数据的采集、预处理和变送等工作。
这些数据主要包括锅炉的出水温度、出水压力、锅筒压力、炉膛温度、炉膛压力以及总出水温度、总出水压力、总回水压力等。
变送器将采集的温度、压力等物理量转换成电压或电流信号并传送给可编程控制器进行数据处理。
五、各功能模块电路设计1、硬件系统：5.1.1 系统主电路模块根据本设计的要求，本系统风机和循环泵采用变频启动和调速。
变频器输入电源前面接入一个自动空气开关，来实现电机、变频器的过流过载保护接通，虽然变频器本身就有欠压、过压，过流、过载等保护功能，但是对于有工频运行的水泵电动机，还需要在工频电源下面接入相应的热继电器，来实现电机的过流过载保护。
图5-1控制系统的主回路本系统采用4台变频器连接4台电动机，其中1号变频器控制引风电机，功率为90KW，变频工作方式，电机通过一个接触器和变频器输出电源相联，2号变频器控制鼓风机，功率为37KW，变频工作方式，电机通过一个接触器与变频输出电源连接。
3号变频器控制一台循环泵，4号变频器控制一台循环泵，功率都为75KW，一台作为备用，均采用变频工作方式。