变频器在风机调速系统中的应用
浅析变频调速在通风系统中的应用
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浅析变频调速在通风系统中的应用
冯 ห้องสมุดไป่ตู้ 山
（ 黑龙江省城镇住宅建筑工程公 司 ， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 随着科 学技 术的发展 ， 在 当前社会的通风 系统 中， 各种先进的通风技术和通风设备层 出不穷 ， 从 而为提 高人们的生活质量奠 定 了坚实的基础 。而 随着这些技术和设备在通风 系统 中的应 用， 使通风 系统的运行效 率和质 量都得到 了大幅度 的提 高， 从 而使其能够更 好 的为大众服务 。变频调速技 术是 当前通风 系统 中一种常见 的技术 ， 随着 变频调速技术在通风 系统 中的应 用 ， 不仅提 高了通风 系统的运 行 效率和质 量 ， ｌ ｆ ａｇ 够有效 的降低通风 系统的能耗 ， 为社会 节约 大量的能 源。因此 ， 变频调速技术在众 多通风技术 中独 占鳌头， 深受广大 用户的欢迎。而为了使 变频调速在通风 系统 中的应用更加完善 ， 就 必须要加 大对 变频调速在通风 系统中应 用的研究力度。通过对边坡调 速技 术的深入研 究 ， 并对其在通风 系统 中的应进行 了深入 分析 ， 以供 同行探讨。
关键词 ： 变频 调 速 技 术 ； 通 风 系统 ； 应 用
变频调速技术是一种电力电子技术和自动控制技术以及微电 由于 中央空调系统中都是各种风机 、 泵类负载， 根据流体学原理 子技术 等于一体 的高新技 术， 其 以独具 的高调速性能 和节能效果在 可知应用变频器后， 节能效果显著。 当前社会 的各个领域得 到了广泛 的应用 。 并且边坡技术还是世界上 ４中央 空调变频调速系统的控制 认为应用 范围最广和效率最好 的电气传动方案 。随着社会 的发展 ， 依据 中央空调系统 的外部热交换 由两个循环水系统来完成。循 人们 的生活生产水平不断提高 ， 人们对现代 的通风系统也提 出了更 环水系统 的 回水与 进（ 出） 水 温度之差， 反映 了需要 进行热交换 的热 高 的要 求， 而随着科 学技术 的发展 ， 在 当前社会 的通风 系统 中， 各 种 量。 因此， 根据 回水与进（ 出） 水温度之差来控制循环水 的流动速度， 从 先进 的通风 技术和通风设备层 出不 穷， 从而 为提 高人们 的生 活质量 而控制了热交换 的速度， 是 比较合理 的控制方法。 奠定 了坚实 的基础 。而随着这些技术 和设备在通风 系统 中的应用 ， ４ ． １ 冷冻水循环系统的控制 使 通风 系统 的运 行效率和质量都得 到了大幅度 的提高 ， 从而使其 能 由于冷冻水的出水温度是冷冻机组“ 冷冻” 的结果， 常常是比较 够更好的为大众服务。 而随着边坡调速技术在各个适合各个领域的 稳定 的。 因此 ， 单是回水温度 的高低就足 以反映房间内的温度 。 所 以， 应 用发展， 在 当前的通风系统 中也应用 到了边坡调速技术， 随着变频 冷冻泵变频调速系统， 可 以简单地根据 回水温度进行如下控制： 回水 调 速技术在通风 系统 中的应用， 不 仅提高 臣 风 系统的运行效率 和 温度高， 说 明房 间温度高， 应提高冷冻泵的循环速度 ， 以节 约能源 。 反 质量， 还能够有效的降低通风系统 的能耗， 为社会节约大量 的能源资 之则反。总之， 对于冷冻水循环系统， 控制依据是回水温度， 即通过变 源 。为了提高变频调速技 术在通风系统 中 用效率和质量 ， 对其 频调速， 实现 回水 的恒温控制嘲 。 ４ ． ２ 冷却水循环 系统 的控制 进行深 入的分析意义 重大。从变频调速技术 的发展 出发， 对变频调 速在通风 系统 中的应用进行 了探讨 ， 希望能够起 到抛砖 引玉的效果， 由于冷却塔的水 温是 随环境温度而变 的， 其单测水温不能准确 进而为变频调速在通风系统 中的应用起到一定的参考作用 。 地反映冷冻机组 内产 生热量 的多少 。所 以， 对于冷却 泵， 以进水和 回 １ 变频调速技 术的发展 水间 的温差作为控制依据， 实现进水和 回水间 的恒温差控制 是 比较 交流变频调速技术是集 电力 电子 、 自动控制 、 微 电子 、 电机学等 合理的。温差大， 说 明冷冻机组产生的热量大， 应提高冷却泵的转速， 技术集成 的一项高技术 。它 以其优 异的调遣 Ｉ 生能 、 显著的节能效果 增大冷却水的循环速度； 温差小， 说明冷冻机组产生的热量小， 可以 和在 国民经济各领域 的广泛 的适 用性而被 国内外公认 为是世 界上 降低冷却泵 的转速， 减缓冷却水 的循环速度， 以节约能源。 ５中央空调末端送风机 的变频控制 应用最广 、 效率最高 、 最理想 的电气传 动方案， 是 电气传动 的发 展方 向。 它为提高产 品质量 和产量， 节 约能源、 降低消耗， 提高企业经济效 随着生 活水平 的提高， 人们 已开始关 注生活与工作 环境 的舒 适 益提供 了重要的新手段 。 ‘ 性。 大型公共建筑均设置有 中央空调 系统 ， 而大多数 中央空调 的运 据统计， 我国电动机装机总容量约 ４ 亿多 Ｋ Ｗ， 其 用 电量 占当年 行， 绝大部分末端机采用开 ， 关控制方式， 难以满足人们对舒适感的 成本进一步下降， 使得这一要求成为现 全 国发 电量 的 ６ ０ ％～ ７ ０ ％， 而风机 、水泵设 备装机 总功率达 １ ． ６ 亿 妻求。变频技术的飞速发展， Ｋ Ｗ， 年耗 电量 ３ ２ ０ ０ Ｋ Ｗ・ ｈ ， 约 占当年全 国电力消耗总量 的 ｌ ， ３ 。而应 实 。 ‘ 用变频器节 电率一般 在 ２ ０ ％～ ６ ０ ％， 投资 回收期 １ － ３年， 经 济效益相 结束语 、 当可观。 所以大力推广应用变频调速技术不 仅是 当前推进企业 节能 在科学技术高速发展的新时代， 社会各个行业和领域中都涌现 降耗 、 提高 产品质量 重要手段 ， 而且也是 实现经济增 长方式转 变 的 出了大批先进 的技术 和设 备， 从而为现代社会 的发展 起到了重要 的 必然要求 【 】 】 。 作用 。 变频调速技术是一种电力 电子技术和 自 动控制技术 以及微 电 ２变频器与节能 一 一 子技术等 于一体 的高新技 术， 其 以独具 的高调速性 能和节能效 果在 在工农业 行产各人们 的 日常生 活 中， 经 常需要对一些 物理量进 当前社会的各个领域得 到了广泛 的应用 。 在现代的通风 系统 中也应 行控制， 如空 调系统的温度 、 供水 系统 的水 压 、 通风 系统 的风量等， 这 用到了边坡调速技术， 随着变频调速技术在通风系统中的应用， 不仅 些系统绝大多数是用交 流电机驱动 的。 以前 由于电机 的转速无法方 提高 了通风系统 的运行效率 和质量 ， 还能够有效 的降低通 风系统的 便调节， 为了达到对上述物理量的控制， 人们 只好 采用一些简单 的方 能耗， 为社会节 约大量的能源资源 。通过本文对通风 系统 中变频调 法， 如用 档板调节 风量， 用 阀门来 调节 流量压力 等， 致 使这些系 统不 速的深入 分析， 相 信读者对其也有 了更 深刻 的认识， 并 且随着科 学技 仅达 不到很好 的调节 效果， 而 且大量 的 电能被 档板和 阀门 白白浪 术 的发展 ， 变频 调速技术也 更加完善 ， 因此可 以预见， 变频调速在将 费 。根据交流 电机 的特性， 要实 现连 续平 滑的速度调节， 最佳 的方法 来 的通风系统 中的应用必定会更加完善成熟 ， 从而使通风 系统 的运 就是 采用变频 调速器 ， 变 频器是将 标准 的交 流 电转成 频率 、 电压 可 行效率和质量得到进 步提高指 日 可待。 变的交流 电， 供给 电机并 能对 电机转速成进行调 节＿ 的装置 。采用变 参考文献 频器进行风机、 水泵的节能改造， 不仅避免了由于采用挡板或阀门 【 ｌ 】 刘新生． 国家大剧 院音 乐厅 空调机组 变风量运 行改造 『 Ｊ １ ． 暖通 空 造成的电能浪费， 而且还会极大提高控制 和调 节的精度， 我们可 以真 调 ， ２ ０ １ １ （ ８ ） ． 正方便地实现恒温空凋系统和恒压供 水系统。 【 ２ 】 杜 建明． 变频调速供 水 系统节 电效果显 著［ Ｊ 】 ． 应 用能 源技 术， １ ９ ９ ９ ３负载与节能关 系 。 。 ｆ ２ ） ． ３ ． １ 负载类型与节能关系 ，一 生产 机械各式各样 ， 种类繁多， 但负载类型主要分三类。 ３ ． ２几种典型负载与节能关系
变频技术在风机、泵类负载节能中的应用
变频技术在风机、泵类负载节能中的应用摘要：本文通过变频调速在风机、水泵类设备上的应用，阐述了风机、水泵变频调速的节能原理。
介绍了风机、水泵负载对变频器的性能要求。
关键词：变频器；风机、水泵；节能；0.前言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。
造成这种状况的主要原因是：风机、水泵等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输出功率大量的能源消耗在挡板、阀门地截流过程中。
由于风机、水泵类大多为平方转矩负载，轴功率与转速成立方关系，所以当风机、水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此节能潜力非常大，最有效的节能措施就是采用变频调速器来调节流量、风量，应用变频器节电率为20％～50％，而且通常在设计中，用户水泵电机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，效率低下，造成电能的大量浪费。
因此推广交流变频调速装置效益显著。
1.变频调速节能原理1.1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，如果风机、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％。
2.2 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。
变频调速技术在风机、带类改造中的应用及节能分析
变频调速技术在风机、带类改造中的应用及节能分析摘要：皮带、风机类设施在加工生产业以及制造业被广泛的推广应用。
皮带、风机类设施不仅消耗的电量多，而且在检修以及养护所花费的也很多，其一共费用就占了总费用的百分之七到百分之二十五。
新兴起来的变频调速工艺不仅具有优秀的调速技术、超越的省电成果，对设施的工作情况能够有所帮助提高。
提升设施工作效率以及成套设备的安全稳定性。
设施能够使用更久的时间。
关键词：变频调速技术；变频器；电动机；风机、带类设备1 主要设备类型分析1.1 速度和频率计算皮带在正常运转时属于恒转矩负载。
工艺要求在转速范围为5-10.5转，分钟，我们试选择减速箱变比k1为29.8：l，链条传动的变速比k2为4：l。
通过计算得：电动机的最高工作转速：10.5×（k1×k2）=10.5×29.8×4=1251.6转，分钟电动机的最低工作转速：5×（ki×k2）=5×29.8×4=596转，分钟；电动机的最高工作转速对应的变频器输出电压频率：50×1251.64+1440=43.5（hz）；电动机的最低工作转速对应的变频器输出电压频率：50×596÷1440=20.7（hz）。
以上选择基本满足生产工艺及电动机散热的要求。
1.2 变频改造主要设备的规格参数齿轮减速箱：型号为r103ybl32s4，输出额定转速为48转/分钟，输出最大转矩为1100（nm）。
电动机：型号为ybl32s-4，额定电压为380v，额定电流为11.6（a）绝缘等级为f级，额定功率为5.5（kw），接法a，额定转速为1440r/min。
变频器：型号为frn5.5g11s-4cx，标准适配电动机5.5kw，调频范围0.1-40hz，频率精度（模拟设定）正负0.2%的最高频率。
额定容量9.9kva，额定输出容量为13a，输出电压为380v（三相，50/60hz），逆变器igbt。
变频器在风机中的应用
变频器在风机中的应用变频器是一种电子控制设备，可以将电源电压与频率转换成可控电源电压输出。
在风机的应用中，变频器可以改变电动机的转速，并控制风机的流量，使得风机在不同的工作状态下能够实现最佳效率。
一、变频器在节能方面的应用1.1 恒定流量控制传统风机在运行时通常采用阀门、叶片调节或变速装置的方式进行调整。
这种调节方式既能耗费大量电能，又易损坏风机，操作也不便捷。
而使用变频器能够实现恒定流量控制，可根据要求调整风机转速，以实现稳定的风量输出。
1.2 节省能源传统的风机调节方式需要消耗很多能源，而使用变频器可以降低电机启动时的电流冲击，减少电机的能量损失，从而达到节约能源的目的。
同时，变频器还能够根据实际负载调整风机的转速，以满足系统的需求。
二、变频器在风机中的应用2.1 变频器调速通过变频器控制风机转速可以满足不同风量需求的场景以及不同的运行状态要求。
在低负荷运行环境下，通过变频器调速可以减少风机的能量损失，实现节能。
2.2 风机起停控制在工业生产环境中，风机起停控制具有很高的要求。
变频器可以通过外部控制触发，实现风机的起停控制，并且由于变频器的反应速度较快，能够及时响应外部控制信号，保障风机的安全运行。
2.3 数字化化管理在现代化的风机管理中，变频器的应用可以使得风机运转更加稳定，同时还能够实现数字化智能管理。
根据实际运行状态调整变频器控制参数，可以提高风机的运行效率，延长风机的使用寿命，为企业带来更多的经济收益。
总结：变频器可以为风机提供更加稳定和高效的控制方式，带来更多的经济效益。
同时，变频器应用的数字化化管理也有助于让企业更加清晰地把握风机的使用状况，提供科学依据，为企业的运营管理带来更好的智能化服务。
变频器在风机控制中的应用
变频器在风机控制中的应用随着科技的不断发展，变频器在工业控制领域中的应用越来越广泛。
在风机控制方面，变频器的应用可以提供更好的能效、精确的控制和稳定的运行。
本文将详细介绍变频器在风机控制中的应用。
一、变频器的基本原理变频器是电力电子器件的一种，它可以通过改变电源输入电压的频率和幅值，来调节电机的转速。
通过变频器可以实现电机的无级调速，从而使风机的转速可以根据需求随时调整。
二、风机控制的需求在许多工业领域中，风机的控制需求非常重要。
比如在通风系统中，需要根据室内温度和湿度的变化来调整风机的运行状态；在空调系统中，需要根据房间负荷的大小来调整风机的风量。
传统的风机控制方法往往采用阀门的开闭来控制风量，但这种方法调节范围有限、能效低下。
而变频器的应用可以解决这些问题，提供更好的控制性能和能效。
三、变频器在风机控制中的优势1. 节能效果显著：变频器通过调整电机的转速，可以根据实际需求精确控制风机的风量。
与传统的调压阀方法相比，变频器可以根据实时负荷需求来调整电机的转速，避免能量的浪费，大幅提高能效。
2. 精确控制：变频器具有高精度的控制特性，可以实现风机转速的无级调节，从而精确控制风机的风速和风量。
这对于一些对风速要求较高的场合非常重要，比如实验室、医院手术室等。
3. 稳定运行：传统的调压阀方法存在压力波动的问题，容易导致风机的运行不稳定。
而变频器能够根据负荷需求精确调整转速，使风机运行平稳，不易出现波动。
四、变频器在风机控制中的应用案例1. 通风系统中的变频器应用：在大型建筑物的通风系统中，通过变频器可以根据不同时间段和不同区域的负荷需求，精确调整风机的运行状态，从而提供更好的室内舒适度和能效。
2. 空调系统中的变频器应用：在空调系统中，通过变频器可以根据房间的热负荷变化，调整风机的风量，实现节能运行。
同时，变频器还可以实现空调系统的精确控制，提供更好的温度和湿度控制效果。
3. 工业生产中的变频器应用：在一些工业生产过程中，需要通过风机来实现物料的输送、处理和干燥等操作。
变频调速技术在矿井主扇风机上的应用
变频调速技术在矿井主扇风机上的应用孔全义(双矿集团新安煤矿，黑龙江双鸭山155100)强商要]采用变频器改变风机电动机转速的方法，可实现．风机井寺性曲线的变化，获得经济运行工况点，既能实现软起动、软停机，又降低了电机的发热程度和可能出现的故障。
涔撇]变频调速技术；矿井；主扇风机阶段和时间，都有一定的变化，为适应这个变化的需要，风量调节是矿井主扇通风机正常运行和经济运行所必需的。
通常煤矿风机风量调节采用改变风机工作叶轮片安装角度、采用前导叶及风门调节等方式。
其中改变叶片安装角度需在风机停机时才能进行，而前导叶调整范围小，不适应通风网络特性变化较大的情况，风门调节方式从节能来看，又是最不经济的，因此，变频调速技术引人注目。
从研究中发现，采用变频器改变风机电动机转速的方法，可实现风机特性曲线的变化，获得经济运行工况点，既能实现软起动、软停机，又刚氐了电机的发热程度和可能出现的故障。
1变频调速控制方式按风机的使用率和变频器的预期寿命，在保证转换装置操作可靠条件下，采用2台变频器拖动4台电动机的技术方案。
1．1基本原理根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n=60f(1一S) 1P，通过改变电动机工作电源频率来达到改变电机的转速。
风机一般属于二次方转矩负载，其机械轴功率随转速的下降而急剧降低，因此，调速系统输人的电功率也急剧降低。
根据风机比例定律，风机的转速从n变到n2时，风机的风量与转速的一次方成正比，风压与转速的二次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比，风机的效率基本不变。
当需要小风量时，用变频器降低风机转速，电动机的输入功率将按三次方的关系大幅度降低，达到节能的目的。
12变频器的选择由于二次方转矩负载的定子电流对于频率敏感，通过变频器将频率上限进行适当限制，电动机的实际电流就不会超过变频器的额定电流，故一般按风机电机的功率选择变频器的功率。
风机变频器属于通用变频器，风机电机采用普通笼形电动机是最佳选择，但电机在40％同步转速以下长期运行时，随着转子转速的降低，端部风扇叶片逐步失去散热能力，导致电机过热，这是在变频器选型和节能估算时应认真考虑。
变频调速在中央空调通风系统中的应用
２变频器与节能 在工农 业行产各人们 的 日 常生 活中 ， 常 经 需要对一些物理量进行控制 ，如空调系统的温 度、 供水系统的水 压、 通风系统的风量等 ， 这些 系统绝大多数是用交流电机驱动的。以前 由于 电机的转速无法方便调节 ，为 了达到对上述物
理量的控制， 人们只好采用一些简单的方法 ， 如
５ 中央空调变频调速系统 的控制依据 中央空调系统 的外部热交换 由两个 循环 水系统来完成。循环水系统的回水与进（ ） 出 水 温度之差 ，反映了需要进行热交换 的热量。因 此， 根据 回水与进（ ） 出 水温度之差来控 制循环 水的流动速度 ， 从而控制了热交换 的速度 ， 比 是 较合理 的控制方法 。 ５１冷冻水循环系统的控制 ． 由于冷 冻水 的出水温度是冷 冻机组 “ 冷 冻” 的结果 ， 常常是 比较稳定的。 因此 ， 单是回水 温度 的高低就足以反映房间内的温度。 所以 ， 冷 冻泵变频调速系统 ，可以简单地根据回水温度 进 行如 下控制 ： 温度 高 ， 回水 说明房间温度高 ， 应提高冷冻泵的循环速度 ， 以节约能源。 反之则 反。总之 ， 对于冷冻水循环 系统 ， 控制依 据是回 水 温度 ，即通过变频调速 ， 实现 回水的恒温控
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变频调速在中央空调通风系统中的应用
（ 黑龙 江北大荒农业股份有 限公 司浩 良河化肥分公 司， 黑龙江 伊春 １３０ ） ５０ ０
摘 要： 简要介绍 了变频调速 ； 中央空调； 应用
１变频调速技术 的发展 交 流变频调速技术是集 电力电子 、 自动控 制、 微电子 、 电机学等技术集成 的一 项高技术 。 它以其优异的调速性能 、显著 的节能效果和在 国民经济各领域的广泛的适用性 而被 国内外公 认为是世界上应用最广 、 效率最高 、 最理想的电 气传动方案 ， 是电气传动的发展方 向。 它为提高 产品质量和产量 ， 节约能源 、 降低消耗 。 提高企 业经济效益提供 了重要的新手段 。 据统计 ， 国电动机装机总容量约 ４ 我 亿多 Ｋ Ｗ，其 用 电量 占当 年全 国发 电 量 的 ６ ％ ～ ｏ ７ ％，而风机 、水泵设备装机 总功率达 １ 亿 ０ ． ６ Ｋ 年耗 电量 ３ ０ Ｋ ・， 占当年全 国电力 Ｗ， ２０ Ｗ ｈ 约 消耗总量的 １３ ／。而应用 变频器节 电率 一般 在 ２ ％～ ｏ 投资 回收期 ｌ ３年 ， ０ ６ ％， ～ 经济效益 相 当可观 。所以大力推广应用变频调速技术不仅 是 当前推进企业节能降耗 、提高产品质量重要 手段 ，而且也是实现经济增长方式转变的必然
PLC与变频器在风机控制中的应用
PLC与变频器在风机控制中的应用摘要：在化工企业生产过程中，污水处理曝气鼓风机占据了非常重要的作用。
这种设备的主要用电设备包括风机，对于一般的曝气鼓风机来讲，为了使整个风机系统变得稳定，高效率生产，就需要利用PLC与变频器的作用对风机进行控制，保证设备的安全性以及可靠性.关键词：PLC;变频器;风机控制;应用1风机变频调节的原理在实际的应用过程中，采用的节能措施主要是利用调速器来进行风量的调节，应用变频器会节省百分之二十到百分之五十。
在实际的设计中，用户点击设计的容量比实际的需求会高很多，这样就造成资源的利用率低，造成资源的浪费。
利用变频器进行风机控制的时候，根据物理知识我们分析可以知道，轴功率眭转速比的三次方进行变化，节能效果好。
2 PLC与变频器在风机控制系统中的设计对于化工企业中的曝气鼓风机来讲，其风机的控制一般都会采用星三角控制，对于炉风机进风量的大小，风速的控制等等，主要是利用执行器来进行阀门以及风门开度的调节，这样就会造成进风量，风力强度这些因素的不稳定。
并且传统的风机控制往往只是用单回路来进行控制，也就是控制系统中的各个回路之间是没有联系的，独立的，这样对于各个控制量的稳定性来将具有一定的难度，对于整个企业的生产的稳定性来讲具有消极的影响，不能保证企业的正常生产。
为了解决这种问题，需要利用PLC与变频器结合来进行风机的控制，这样能够更好的保证系统的稳定性。
在这种结合技术控制风机的过程中，主要采用的是模糊控制技术，这种控制技术可以将曝风机的各个回路联系在一起，当生产过程中某一个参数发生变化的时候，其余的控制量也会做出一定的变化，这样就能够很好的保证系统的正常运行，保证企业的经济效益。
在整个的控制系统中，其器件主要包括可编程控制器（也就是PLC），变频器，检测仪表，继电器等等；对于污水处理中的需要控制的参量有溶氧量，风力强度，风力方向，风力大小，鼓风风压，引风负压等等；系统中的检测仪表主要包括有关的传感器，变送器，压力表等等；PLC主要包括很多的开关量输入点，输出点以及有关的模拟量输入点，输出点，以及触摸显示屏等等；变频器包括几个部分，比如是鼓风变频器，引风变频器等等。
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变频器在风机调速系统中的应用
摘要：该文介绍了风机变频调速的驱动机理和运行特性，说明其具有改善电机工作状态，节能降耗的优良性能，从而降低相关企业的运行成本。
关键词：风机变频调速节能
Abstract：This paper introduces the mechanism and operation characteristics of VVVF, that can improve the motor working state, the excellent performance of saving energy and reducing consumption, reduce the operating costs of enterprises.
Keywords：VVVF energy saving
风机设备在工矿企业中得到广泛应用。
传统的控制方式是不管生产过程对风量的需求量，风机始终处于额定工作状态恒速运转，输出恒定的风量，并通过调节挡风板或风门的开度来改变风量或流量的大小。
这种控制方式虽然简单易行，但从节能的角度来看是不经济的。
统计显示，生产成本的7%～25%被消耗在挡风板或风门及其维护上，造成了大量的能源浪费和设备损耗，同时使控制精度也受到限制，影响产品质量和生产效率。
采用变频器驱动风机设备运行，通过改变风机转速来调节流量的方案，可以大大降低功率损耗，延长设备使用寿命，达到系统高效运行的目的。
1 风机变频调速的驱动机理
随着变频技术的日益成熟，变频器在风机控制系统中的应用也越来越多，甚至许多厂家都生产有廉价的风机专用变频器以供择用。
交流异步电机的转速为n=(60f(1-s))/p，当磁极对数p和转差频率s恒定时，电机转速n只与电源频率f成正比，只要改变电源频率f即可改变电动机的转速。
当电源频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速就在0～nN之间调节。
变频器就是通过改变电动机电源频率来实现速度调节的，是理想高效的调速手段。
风机负载的最大特点是轴转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
其关系可表示为Tl=To+KyN2L和Pl=Po+Kpn3L，式中Tl、pL分别为电动机轴上的转矩和功率，To、Po分别为电动机的空载转矩和空载损耗，Kt、Kp分别为电动机轴上的转矩和功率，Nl为电动机转速。
因此，当工作过程需要风量减少时，降低转速可使功率消耗减小很多。
例如，当需要风量下降到额定需求的80％时，通过变频器内预置的参数驱动电机转速也下降到额定转速的80％，则风机的轴功率要下降到原值的（80％）[3]，即51.2％，考虑电机空载损耗等影响，其节能也接近40%。
可见其节能效果十分显著。
2 变频调速的运行特性
变频器是一种利用电力半导体器件的频繁通断将工频交流电变换为频率在一定范围内可调的交流电的电能转换装置。
它能根据工况对控制风量大小的要求输出合适的频率使风机获得相应的转速，其工作特定如下：（1）可实现无级调速。
使用变频器调速时，电动机的机械特性属硬特性且基本平行，具有调速范围宽，转速稳定性好的特点。
并能获得理想的低速输出转矩和低速过载能力。
（2）改善电机的启动性能。
变频器具有软启动功能，可以避免工频启动时浪涌电流对电机等电网设备的冲击所造成的不良影响，减小电源容量的同时，也减小了风机的机械损耗。
（3）运转状态灵活多样。
可以手动控制，也可以实现自动控制；可以构成开环控制系统，也可以构成闭环控制系统。
（4）保护功能齐全。
通过对变频器的参数设置获得过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能。
（5）节能效果显著。
风机的轴功率与电机转速的立方成正比，采用变频器对风机的转速进行调节，可以大大减少风机轴功率的消耗，节约用户成本。
3 风机变频调速的控制原理
一般而言，风机处于正转工作状态。
考虑到变频器发生故障时风机必须继续保持工作状态，还应设计风机在变频器故障时由变频运行强行切换到工频运行的工作电路。
其主电路原理图如图1所示。
由图1可知，通过断路器QF接入三相工频电源，接触器KM1将电源引至变频器的输入端（R、S、T端），变频器的输出端（U、V、W端）通过接触器KM2与驱动风机的电动机相连。
接触器KM3则将三相工频电源直接引至电动机，以便在需要时切换到工频运行状态。
正向启动控制端子FWD通过凸轮转换开关SA1与公共端CM相连以保证电动机正转单向运行。
在模拟信号输出端FMA和GND端之间跨接频率表，用于监视变频器的运行频率。
数字量输入端X4、X5通过凸轮转换开关SA2与公共端CM相连，若凸轮转换开关SA2接至“1”挡使X4与公共端CM接通，则控制输出频率降低；若凸轮转换开关SA2接至“2”挡使X5与公共端CM接通，则控制输出频率增大；若凸轮转换开关SA2接至空挡，则控制输出频率保持。
熔断器FU和热继电器FR串接于电路中分别用于线路的短路保护和过载保护。
必须指出，接触器KM1、KM2必须有可靠的互锁以避免同时导通而造成严重短路的后果。
为了配合硬件电路实现对风机的变频调速控制，还要对变频器的内部功能参数做适当的设置，以森兰BT40S系列变频器为例，其内部主要功能参数预置为：（1）F01=3，设置X4、X5作为变频器输出频率的外控加、减频率端子来使用，加减速时间固定为第1加减速时
间，X4为递减，X5为递增。
（2）F02=1，设置变频器的运行状态由外部端子FWD、REV来控制，且变频器面板上的STOP按键仍有效。
（3）F08和F09分别为加速时间1和减速时间1，其设置范围为0.1～3600s，用户可根据实际需求来确定该值。
（4）F21=50，设置风机上限运行频率为fH=50Hz。
（5）F22=20，设置风机下限运行频率为fZ=20Hz。
（6）F43=4，设置电机极数为4极。
（7）F69=1，实现频率外控功能的辅助设置。
（8）F73=0，设置变频器的FMA输出为频率。
4 节能效果分析
假定某工业锅炉使用的风机额定功率为30?kW，全天连续运行，其中每天有12小时运行在90%负荷状态（变频器带动风机的运行频率以46Hz计），有12?h运行在50%负荷状态（变频器带动风机的运行频率以20Hz计），全年运行时间以280天计算，则变频器调速时全年节电量为：
若按0.5元/度计算，则每年可节省电费58328.5元。
可见，节能效果和经济效益相当可观，通常在1年左右就能收回利用变频器用于
风机设备改造的投入。
5 结语
在我国电动机的用电量占全国发电量的60％～70％，而风机的耗能在交流电动机总耗能中占很大的比重[1]。
根据其运行特性，变频调速是目前最优良的一种控制方法。
不仅能够满足生产工艺进步的需要，提高系统运行效率，还能节能降耗，给企业带来可观的经济效益，有很大的发展空间。
参考文献
[1] 王兆义.小型可编程控制器实用技术[M].北京:机械工业出版社,1997.
[2] 王廷才.变频器原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2009.
[3] 黄威,黄禹.变频器的使用与节能改造[M].北京:化学工业出版社,2011.
[4] 成都森兰.森兰变频器使用手册.。