变频器在风机节能中的应用
PLC结合变频器在风机节能上的应用
PLC结合变频器在风机节能上的应用1. 引言1.1 背景介绍随着工业化进程的不断加快，能源消耗问题也越来越受到人们的关注。
在各种工业设备中，风机被广泛应用于通风、排烟、输送等工艺流程中。
传统的风机通常采用固定速度运行，造成能源浪费严重。
为了解决这一问题，人们开始将PLC控制技术和变频器技术相结合，以实现风机的节能控制。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化控制的计算机。
它能够根据预设的程序自动控制各种生产设备的运行。
而变频器则是一种能够调节电机转速的设备，通过改变电机的转速来实现节能的目的。
将PLC和变频器结合起来，可以实现对风机运行状态的监控和调节，从而达到节能减排的效果。
本文将探讨PLC在风机控制中的应用、变频器在节能减排中的作用，以及结合PLC和变频器在风机节能中的应用案例。
通过对节能效果的分析和优化方向的探讨，旨在探讨PLC结合变频器在风机节能中的重要性，并展望未来的发展方向。
1.2 问题提出PLC与变频器作为现代自动控制技术中的重要组成部分，具有灵活、高效、精准的特点，被广泛应用于工业自动化领域。
如何将PLC与变频器结合应用于风机控制系统中，实现节能减排的目标，成为当前急需解决的问题。
问题提出：传统风机节能技术存在能效低、控制精度不高等问题，如何利用PLC与变频器相结合的方式，优化风机控制系统，提高能效，降低能耗，实现节能减排，成为当前风机节能领域的重要课题。
PLC和变频器结合应用在风机节能中的具体作用及其效果如何，是需要进一步研究探讨的问题。
1.3 研究意义研究意义：风机在工业生产中起着至关重要的作用，但由于传统风机系统的设计和控制方式存在能耗问题，导致了能源的浪费和环境污染。
通过将PLC和变频器两种先进的控制技术结合起来应用于风机节能控制中，具有重要的研究意义和实际应用价值。
PLC与变频器结合在风机节能中的应用案例的研究可以为相关领域的技术改进提供参考和借鉴，促进风机系统的节能与环保技术的发展。
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。
PLC结合变频器在风机节能上的应用
PLC结合变频器在风机节能上的应用【摘要】风机是生产生活中随处可见的电气设备。
大功率风机能耗巨大，加装基于plc的变频器可实现有效节能。
本文主要探讨了plc结合变频器在风机节能上的应用。
【关键词】风机；plc；变频器当前环境下，全球能源消耗日渐增大，各国能源出现日益紧张，因此都在提倡节能减排，倡导节能已经成为世界范围内的一个共同话题。
我国的风机、水泵等大功率用电器一般都由高压大容量电机控制，耗电量占到了全国总耗电量的45%，提倡节能技术，降低国家电能的使用将特别有意义。
但是针对这些设备的节能方式往往都比较落后，大多是起不到节能的目的，反而增加了无功功率的消耗，大大的耗费了国家的电能。
长期使用这样的调速方式增加了电机的负荷与损耗，严重缩短了电机的使用寿命。
对高压变频调速技术进行研究，并将它使用在电机调速控制领域，这样既可以满足工艺生产不同环节的需要，也可以大大的节约电能的消耗，优化工艺生产的流程，改善环境，减少生产维护。
目前在我国使用的一些高压变频器，由于自身结构的特点，高压变频器中使用的功率器件的耐压等级受到了明显的限制，而且高压变频器调速系统的拓扑结构也是各式各样的，我国在采用不同的拓扑结构来解决高电压大电流带来的技术难题方面，取得了很大的成果。
1、风机变频调整原理由于风机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，效率底下，造成电能的大浪费。
根据流体力学知识和风机水泵的相似定律，变速前后流量、扬程、功率与转速之间的关系为：q1/q2=n1/n2；h1/h2=（n1/n2）2；p1/p2=（n1/n2）。
3式中q1、h1、p1为转速n1的流量、扬程、功率；q2、h2、p2为转速n2的流量、扬程、功率。
高压变频技术在风机节能中的应用
高压变频技术在风机节能中的应用摘要：高压变频技术在风机节能改造中的有效应用，能够大幅度提升风机设备的节电率，这对于缓解我国资源供应与资源需求之间的矛盾有着非常重要的作用。
基于此，下文将对高压变频技术在风机节能中的应用展开一系列的分析，希望能够有效促进我国社会经济的可持续发展。
关键词：高压变频技术；风机节能；应用1 高压变频节能的特点分析利用高压变频技术对风机转速进行控制的原理为实现电机输入频率的改变，而在改变的过程中并不会额外地消耗电机功率，能够促进电机综合效率的提高。
电机变频节能的主要特点包括以下几个方面：第一，电机综合效率比较高，且发热量与能耗都比较低；第二，具有无极调速的特点，具有较为广泛与精准的调速功能；第三，启动时所需的电流比较小，节能效果突出，同时也不会对所在的电网造成冲击；第四，不存在转差率损耗；第五，能够促进电机功能因数的提高，不需要在另外加装无功补偿装置；第六，具有较高的自动化水平，具有自动限流、限压、减速等功能，同时能够对故障、运行及报警情况进行记录，对系统的安全运行奠定了基础；第七，依据电量成本对电机转速进行智能化的调节。
随着电力建设的不断发展，电力供需矛盾不断激化，只有对风机的流量进行调节才能够更好地满足生产的需要，通过这种方式提高企业效益，降低企业能耗。
2 风机运行中应用节能技术的实际意义改革开放以来，我国在电力行业上越来越多的使用高压电机，它的使用总量达到电厂电机驱动设备的百分之八十左右，它们都是耗电巨大的设备，而发电企业的机组负荷又长期不是运行在最高峰，常在中高负荷下运行，这样就使得电能被大量浪费，如果不对它们进行相应的改造，那么这个极大的浪费就会一直存在。
调整电动机速度的方式是很多的，目前使用得最多的就是变频器调节电动机的速度，在技术上已经非常成熟了，大部分是用于低压电动机上。
近年来，电力电子技术的飞速发展让高压变频器技术也越来越成熟，被越来越多的应用到火电厂的节能改造上。
关于变频器在风机上的节能应用
关于变频器在风机上的节能应用摘要阐述了变频器的工作原理以及在风机上的节能原理与计算方法，并以公司的两台风机为实例计算出变频器的年节电量和节省投资成本的临界频率点。
关键词变频器节能临界频率点Abstract: this paper expounds the working principle of the inverter and the fan on the energy saving principle and calculation method, and with the company’s two fan festival as an example to calculate the inverter power and save the investment cost of critical frequency points.Keywords: inverter, energy saving, critical frequency point1引言节能减排不仅有利于环境保护、节约资源，而且可以节省企业的制造成本，提高企业在市场上的竞争力。
企业锅炉房均会配备风机、水泵等装备。
风机一般分为轴流式风机、离心式风机以及混流式风机[1]。
由于风机产品系列是有限的，所以在选择风机时其裕度往往会超过所要求裕度的20%甚至30%，因此在使用时就需要调节其裕度。
风机的调节方法一般有两种：节流调节和调速控制。
节流调节是通过调整风道挡板或风门达到降低其风量并满足生产工艺需求。
风机的机械特性为平方转矩特性，节流调节的过程中其固有特性不发生改变，但会增大管路损失，因此不能达到节能减排的要求。
调速控制是通过改变风机转速达到调节风量满足生产工艺的目的，其能满足节能减排的要求，具有很好的经济效益。
交流电机的调速方法有很多种如：变压调速、转差离合器调速、变极对数调速、变压变频调速等[2]。
其中采用变频器对电机进行变频调速应用最为广泛，但是其设备成本高。
高压变频器在电厂一次风机节能改造中的应用实践
高压变频器在电厂一次风机节能改造中的应用实践李玉涛(新疆华电红雁池发电有限责任公司运行一值，新疆乌鲁木齐830047)哺要】通过前疆华电红雁池发电有限责任公司≠≠1、#2锅炉利用高压变频调速装置对一次风舰进行变频政造中的应用进行研究，着重说明：变频协调控制技术的设计思想和系统结构。
以及在一次风系统中主要解决的问题和办法。
睁蝴】发电厂；节能降耗；变频调速；改造1引言新疆华电红雁池发电有限责任公司#1}}2炉为670T／H锅炉采用双一次风机式，风机型号为Y TS5003—4，配置功率为1250kW，电压为6k V的三相交流异步电动机，风门采用档板调节，正常运行开度为50％左右，形成档板两侧风压差，造成节流损失；同时风机档板执行机构为大力矩电动执行机构，故障较多，风机自动率较低。
采用高压变频技术对电厂重要用电设备的驱动电源进行技术改造，是火电厂节能降耗提高竞价上网竞争能力的有效途径。
2变频器调速节能原理异步电动机的转速n与频率f、有如下关系，即：n=60f(1一S)／p 电动机转差率S、电动机磁极对数P (1—1)。
根据相似理论有：Q／Q0=n／n0(1—2)；M／M O=(n／n0)2(1—3) N／N0=(n／n0)3(1—4)，注n、Q、M、N为调节变化的转速、流量、转矩、功率，nO、Q O、M0、N0为额定转速、流量、转矩、功率。
由(1—1)式可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速：根据(1—4)式知，电动机的输出功率同时亦发生变化。
n与f间成线性关系，当f在0—50H z变化时，转速调节范围是非常宽的。
而传统的电动机输出功率调节是通过改变风机(泵)出口档板(阀门)的开度来实现，在这种情况下，电动机总是处在额定转速下运行，随着机组负荷变化而送风机、引风机输出不是随机组负荷变化而改变转速，而是靠改变档板的开度来改变风量，存在严重的节流损失。
根据流体流量与风机的转速关系式(1—2)可知，流量Q与风机或泵的转速n的一次方成正比：转矩M与转速n的二次方成正比(1—3)；输出功率N与转速n的三次方成正比(1—4)。
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进行远程控制和监视 。 此外， 要注意负载是标准
・
３ ・ ００ ４ ２ １ 年第 ３ 《 机技 术》 期 电
研究与交流
变频器在风 机 节能 中的应用
蒋 绍凤 唐 亮
兖矿鲁南化肥厂 （ ７ ５ ７ ２ ７２ ）
Ｅｎｅ ｇ － ａ ｉ ｒ ｙ ｓ ｖ ｎｇ Ａｐｐ ｉ ａｔｏｎ ｆＢｌ ｗｅｒ ｅ ｌｃ ｉ ｏ ｏ ｓｂｙ Ｍ ａｎｓｏｆＦｒ ｑｕｅｎｃ ｅ ｙ Ｃｏｎｔ ｏ ｒｌ
负载还是重载负载。
（） ３ 规格
冲击产生 的 “ 水锤 效应” 则选用带泵控制功能 ， 的软起动器。 通风机可利用软起 动功能， 减少皮
带 磨 损和机 械 冲 击 ， 以及 停机 时制动 转 矩 功能 。
根 据 电动机 的标 称功率 、 电流及 负载性 质
选择起 动器。 软起动器容量稍大于电动机工作电
Ｊａ ｇＳ ａｆ ｎ ｉｎ ｈ ｏｅ
ｌ ｎ ｉ ｇ ａ
Ｙａ ｋ ａ ｇ Ｌ ｎ ｎ Ｃ ｎ ｃ ｌ ｅ ｔ ｉ ｅ ｌ ｎ ｎ ｕ ｎ ｕ ａ ｈ ｉ ａ ｒｉ ｚ ｒＰ ａ ｔ ｆ ｌ
我厂循环水风 机大到几百千瓦， 小到几十千
瓦 ， 有４ 多 台。 共 ０ 为了给 循 环 水 散 热 ， 机 容 量 风
带来 的拖 动 系统 反 惯性 冲击 ， 有计 算 机联 网要 若 求 ， 选带 通 讯 接 口的软 起 动 器 ， 可 以对 软 起 动 器
时， 须加装热继电保护。 冷却方式有机械风冷和
自 然风冷， 机械风 冷带冷 却风机 ， 有通电常转或
温 度控 制运 转 两种 型式 。
（ 稿 日期 ： ０ ９ １ ．４ 收 ２ ０ ．２ ２ ）
作 者简 介 ： 绍 凤 ， ， ９０ 蒋 女 １ ８ 年生 ， 东烟 台人 ， 学 本科 学 历，自动 山 大
化专 、 现 为 山东 滕 州兖 矿鲁 南化 肥 厂 电气 助 理 ： 呈 。 翻 师
根据负载性质选择不 同类型的起动器。 如离
心泵 ， 利用泵 控制 功 能减 少 起 动和 停止 时 液流 需
降低 约 ５ ％ ， 约 了近 一 半 电能 。 频 器 一 次 性 ０ 节 变
投 资成本为ｌｔ元左右， ｏ 如电费按 ０ 元厂 ． 度计， ５ 原
来 ２ ０ Ｗ 的功 率 减 少 为 ｌ０ Ｗ左 右后 ， 到４ ０ｋ ０ｋ 不 个
月可收回变频器成本 。
（ 稿 日期 ： ０ ９０ —１ 收 ２ ０ —６ ０ ）
例， 用富士变频器Ｆ Ｎ ０ Ｇ １４ Ｘ Ｒ ２ ０ ｌ．Ｃ 改造 ， 改造后
根据 工 艺需要进 行 调速 。 无级 调 速可 通 过手动 调 节也可 自动调 节。
４ ５
４ ０ ３ ５
３ ０
２５ ｌ
２ ８ ０ １６ ７
Байду номын сангаасｌ ０５
４ ６ ０
３ ４ ６ ３７ １
２ ０ ７
流即可 ， 同时适 当考虑散热 因素。 其他 要考虑保 护功能完备 （ 如过电流、 过压 、 单相接地 、 断相 、
搅拌 机可利用双 斜坡起 动和预置低速 运 行， 避 免机械损坏 。 输送设备则利用软起动和预置低速
三相不平衡和相位颠倒保护等 ） 不带过载保护 。
功能， 实现平滑开停。 软停车能消除因自由停车
１４ ３ ９
１９ １８ １５ ０ ０
９ ０ ０
７ ９
６ ３ ４ ９
３ ６
１２ ５
１ Ｏ８ ７ ４
４ ． ７５
由流体力学可知 ， 机流量 Ｑ 风 与转速ｎ 成正 比， 风压Ｈ 与转速ｎ 的平方成正比， 功率Ｐ 与转速ｎ 的立方成正比。 运行数据如表 １ 。 为满足现有的工艺要求， 运行频率一般设定 在４ Ｈｚ 如表 ｌ ０ 。 所示可见转速 降为 ８ ％， ０ 而功率
频率
Ｈｚ
５ Ｏ
表１
电流
Ａ
３８ ｌ
电压
Ｖ
４ ０４
转 速
ｎ
ｌＯ ５Ｏ
转 矩
输 入功 率
ｋＷ
是根据工艺最大负荷来确定 的。 风机电机 在没有 实现变频调速控制之前 ， 满负荷运行， 电动机 的
９ ｌ
２ ４ ０
工作效率很低 ， 浪费很大。 ０ ｋ 以２ ０ Ｗ￣机 电机为