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）：
频率f(Hz) 机械转速n 风量％轴功率％节电率％备注
50 100％100％100％0.00％
45 90％90％72.9％27.1％
40 80％80％51.2％48.8％
35 70％70％34.3％65.7％
30 60％60％21.6％78.4％
25 50％50％12.5％87.5％
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。
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 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
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。
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 (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
风机变频调速应用 风机广泛的应用在各个领域，HVAC系统中风 机也广发的应用，对风机的变频调节及节能原 理本文专门进行阐述。 风机的基本参数及特性曲线： 风机在工作过程中的基本参数： ? 风量Q 表示单位时间流过风机的空气量 其单位为m3/ s、 m3/ min 、m3/ h ? 风压H 表示当空气流过风机时风机给予每m3空气的总能量它总是由静风压Hs 和动风压Hd 组成其单位为Pa 、MPa 等。 H=Hs+Hd ? 轴功率Ps 为风机工作时有效总功率亦称为空气功率其单位为kw Ps=QH 1000 ? 如果风机风压是以有效静风压Hs 表示时则 Ps=QHs 1000 ? 效率ηD风机轴上的功率因有部分损失而不能全部传递给空气它是评价风机工作优劣的主要指标之一。 ? 电动机功率PM PM=QH/1000 ηCηD 式中C为传动机构的效率直接传动时C=1.0 ? 总效率 η= ηCηD 风机的工作特性主要由H－Q 曲线来表述H －Q 曲线是表示当转速恒定时风压 ? H与风量Q 之间关系的特性如图所示
管网风阻特性表示当管网的阻力R 保持不变时管网的通风阻力h 与风量Q 之间的关系特性如图所示，通风阻力与风量之间的关系由阻力定律决定 h = RQ2，式中h 为通风阻力 风机的节电方法及节电原理： 风机在工作过程中的功耗： ? 电动机的轴功率 ? 线路损耗 ? 控制装置损耗 ? 机械损耗
风机的基本节电方法 ? 减少运行时间 ? 采用高效风机和设备包括风机电机传动装置控制装置等 ? 减少空气动力等 调节转速的节电原理采用调节转速控制风量的方法和常用的调 节风门的方法相比有着明显的节电效果其原理如图所示，? 曲线1 为风机在恒速下的风压一风量（H－Q）特性曲线 ? 曲线2 为恒速下的功率一风量（Ps－Q）特性曲线 ? 曲线3 为管网风阻特性（风门全开） 设风机在设计时工作在A 点效率最高此时输出风量Q 为 100 轴功 率为 Ps1，与Q1、H1 的乘积成正比即Ps1；与AH1OQ1 所包围 的面积成正比。 当需要调节风量时例如所需风量 从100％减少到额定风量的50％即从 Q1减少到Q2时如采用调节风门的方法 来调节风量使管网阻力曲线由曲线3 变为曲线4 就是说减小风门开度增加 了管网阻力此时系统的工作点由原 来的A点移至B 点可以看出风量虽 然降低了但风压增加了轴功率Ps2 与面积BH2OQ2 成正比它与Ps1相比 减少不多。 如果采用调节转速来调节风量的方法 风机转速由原来的n1 降到n2 根据风机 参数的比例定律可以画出在转速n2 下 的风压一风量（H－Q）特性曲线5 风机 工作在C 点可见在满足同样风量Q2 的 情况下风压将大幅度降低到H3 轴功率Ps2（与面积CH3OQ2成 正比）也明显降低，所节约的功率与面积AH1OQ1和CH3OQ2之 差成正比由此可见用调速的方法来减少风量的经济效益是十分显 著的。由流体力学可知风量Q 与转速 n 的一次方成正比风压H 与 转速n 的平方成正，比轴功率Ps 与转速n 的三次方成正比即： Q ? n H ? n2 Ps ? n3 当所需风量减少风机转速降低时其功率按转速的三次方下降如所需风量为额定风量的 80％，则转速也下降为额定转速的80 ％而轴功率下降为额定功率的51.2％，当所需风量为额定风量的 50％时轴功率可以下降为额定功率的 12.5％当然转速降低时效率也会有所降低同时还应考虑控制装置的附加损耗等影响即使如此这种方法的节电效果也是非常可观的
0引言 众所周知，中国是一个农业大国，但随着科技的不断发展，我们的工业发展也突飞猛进，可是正处于发展中的我们不可避免地还会遇到各种问题，比如能源的浪费就相当惊人。相关统计数据表明，我们国家电网的全部负荷中，有关动力的负荷约占总体的60%，在动力所需负荷中异步同步电动机的负荷又占全部的85%之多。所以，如果我们能有效地利用电动机，加强对它性能的改善，以达到根据需要控制电动机的转速、降低在运行中的消耗的目的，如此一来就可以为我们的国家节省大量的电能。此外，我们的风机、泵等相关的电气设备也达到了全国总用量的30%［1］。所以它们也是设法节能的主要目标。这类机械大多采用档板、阀门等传统方法来实现物理量的控制，以致造成大量损耗。但如果采用变频器来控制各种风机转速，那么，风机所消耗的电能就将大大降低，节电省电的效果应该十分显著。而且变频器的生产和使用已有150年的历史，一直取得优异的效果。在全世界，变频器都得到了广泛的应用。 1异步电动机的工作原理 研究表明，我们可以通过改变电源的频率、转差率和极对率来对电动机的转速进行改变和控制。以上方法中就改变电源的频率是目前国际上最流行也是最实用的一种方法，因为它不仅可调节的速度范围宽泛、平滑性能好，而且效率非常高，再者不管在静态还是动态其性能都很不错。因此这种方法早已广泛应用于供水、供热、机械、石油、化工等行业中，并取得成功。而且根据风机参数的比例定律，风量是和转速成正比例的，转速和风压的二次方根成正比例，轴功率又和转速的三次方成正比例。在风机转速发生变化时，该风机所消耗的功率就会发生很大的变化，这也是要将变频器应用于风机的一个主要依据。 2现状分析及应用案例 在我们的现实生活之中，风机的种类数不胜数，应用在各行各业，占据着举足轻重的地位。就拿污水处理厂来说，就有许多的泵类还有风机，他们的动力电机总是一直都处于恒速运转的状态，而这种状态是极为不利的。因为设计师在对系统进行设计的时候，往往容量会选择得较大，随之就是系统匹配不合理，发生了我们平常所说的那种“大马拉小车”的现象，加之因生产、工艺等各个方面的变化，我们就需要经常去调节气体的流量、压力还有温度等因素，进而就造成大量的资源浪费。污水处理厂风机和泵类的耗电量大约可以占到总耗电量的80%以上。电动机是风机、泵类、压缩机等各种设备的源动力，遗憾的是它在其中的实际运行效率却仅仅能达到30%～40%，可是它的用电量却已经占到厂内总用电量的80%以上，如此计算下来其浪费惊人。到目前为止，泵类、风机的控制方式一般采用2种方式：一种是在出口阀门的地方进行调节；另一种是改变叶轮的直径来进行调节。一般来说如果采用出口阀门来调节，在实际的运行中绝大部分泵的阀门开度只有40%，电动机就会发生满负荷甚至超流等现象，整体耗电量提高，所以泵的运行效率就会很低。当采用阀门来控制时，如果流量要求减少，那么就必须关小阀门，可如此一来，阀门的摩擦阻力便会急剧上升，造成能源的大量浪费。比如说为了要减少风机的风量，企业采用出口阀门来进行调节时会造成阀门的损坏，替换损坏部件的备件费用也是一笔巨大的开销。因此，使用高科技手段做好泵类、风机的节能工作是降低给排水车间生产成本、推动企业科技节能进步的一项重要内容。 3运行效果分析 检测结果表明，水泵和电机装上变频器后比没有装变频器的机器大约能节省53%左右的电能，不仅如此，装上变频器后生产工艺还会随之稳定。 （1）省电效果明显，当企业采用变频调速技术后，电机的功率因数会被提升，避免了许多没有效率的工作消耗。我厂共有8台93kW叶轮曝气机采用变频控制，目前正常投入运行的有4台，电机在额定转速的65%～90%之间运行，平均为80%，理论上其消耗的功率为额定功率的（80%）3，即51.2%，去除机械损耗电机铜、铁损等影响，节能效率也接近40%，每台曝气机每天工作时间平均为18h，则： 每台每年节能：93×18×365×40%＝244404kW·h 4台曝气机每年节能：4×244404＝977616kW·h 如果电费按0.67元／kW·h计算，每年节约的电费：0.67×977616＝655002.72元，约65.5万元。 通过以上分析可以看出，风机水泵采用变频器调速后，节电效果是明显的。此外，机械的转速降低后，磨损减少，使用寿命延长了，间接经济效益也很可观。 （2）当有变频调速技术之后，电机定子电流下降64%，电源的频率会下降到原来的60%左右，水泵出水的压力也降低57%。因为电机水泵的转速普遍的下降，由此一来电机水泵的运行状况就会明显变好［2］。 （3）采用变频调速技术后，所有水泵的出口阀门就会全部打开，这样就可消除阀门因节流而产生的噪音，极大限度地改善了工人工作环境，同时，具有显著的社会效益。 4使用变频器的优势 目前，很多企业每年都要付出一笔巨大的电费开销，尤其是以风机和泵类为主要机器的污水厂，能耗更是居高不下，这样就严重制约了企业经济效益的提高。但要是采用变频调速进 浅谈变频器在风机设计中的应用 刘涛 （苏州高新污水处理有限公司，江苏苏州215011） 摘要：介绍了异步电动机的工作原理，以实例分析了变频器和风机有机结合的现状、效果及优势，讨论了在风机设计中应用变频器设施的相关注意事项。 关键词：变频器；风机；应用 装备应用与研究◆Zhuangbeiyingyong yu Yanjiu 54
现代工业自动化专题 题目名称变频器在风机及泵类负载节能降耗中的作用学院自动化学院 专业年级 学号 学生姓名 授课教师 2013年 6 月25 日
变频器在风机及泵类负载节能降耗中的作用 前提：节能减排作为扩大内需、稳定增长的重要结合点，政府已经采取措施支持扩大节能环保产品消费、加大节能环保领域投资力度。首先在节能家电方面，政府出台的财政补贴政策预计拉动4500亿元的节能家电消费需求，形成1170万吨标准煤的年节能能力；其次，在新能源和可再生能源方面，财政部将加大支持力度，显著提高新能源与可再生能源在中国能源消费中的比重，并且重点支持煤层气、页岩气等非常规油气资源发展，争取尽早实现产业化；第三，新能源汽车也是今年财政政策关注的重点领域。当然，工业领域作为能耗的大户无疑是节能减排的重点，在供配电系统、变电设备、照明系统及电气设备中采取节能措施都是常见的做法，其中电气设备，尤以提高功率因数，减少无功损耗等方面为重。” 摘要: 从理论上分析了风机、泵类负载的流量、转速、扬程与功率之间的关系, 举例证明了应用变频调速器来改变风机流量比调节风门开度改变流量的方法节能降耗效果更显著。 关键词: 风机; 水泵; 变频调速; 节能降耗; 效果 风机、水泵是工矿企业用量大、耗电多的通用机械, 其用电量约占企业用电总量的40%以上。风机、泵类负载多是根据满负荷工作量来选型, 实际应用中大部分时间并非工作于满负荷状态。据统计, 风机、泵类负载运行效率经常在50%～70%。当生产工艺要求流量
变化时, 常用调节风门、闸门开度的方式来调节流量大小, 以适应生产工矿要。大量电能消耗在挡板上, 运行效率低, 能源浪费严重。 在工矿企业新建和改扩建项目中, 如何应用新技术降低风机、泵类负载运行中的能量损耗,做好节能、节电工作, 是科技人员的重要责任。 理论 1 节能分析 风机、泵类具有相似的负载特性, 均属于二次方转矩负载, 从理论上讲具有以下特点: Q2/Q1=N2/N1H2/H1 =(N2/N1)2P2/P1 =(N2/N1)3式中: Q1、Q2 ———流量, m3/s; N1、N2 ———转速, r/min; P1、P2 ———功率, kW; H1、H2 ———扬程, m。 从这三个公式中可以看出, 风机、泵类负载的流量与转速成正比, 扬程与转速的二次方成正比, 功率与转速的三次方成正比。当流量需要改变时, 只改变风门或闸门的开度, 而电机保持恒速运转, 所需功率降幅很小, 工作效率低。如通过调节转速来控制, 则所需功率以近似流量的三次方大幅度下降。 下面以风机为例进行分析, 图1所示为风机压力—风量特性曲线, 其中曲线1为风机在额定转速(N1)下的自然工作特性, 曲线2为风机在转速(N2)下的工作特性; 曲线3为自然压力—风量特性曲线, 曲线4为改变风门开度来调节流量时的压力—风量特性曲线。曲线1与曲线3的交点A为自然工作点, 设A点的风量QA为100%,此时所需
变频器在风机类电动机上的节能应用摘要：风机类电动机的最大特点就是轴功率和转速的立方成正比。对于传统的风机类电动机运转的过程中，无论需要多大的风量，风机都是以最高转速运行，整个系统所需要的风量大小由风门调节器来进行调节，这种运转状态，需要消耗大量的电能，变频调速技术可以根据需要的风量大小而改变电动机的运转速度，节能效果比较显著。 关键词：变频调速技术；电动机；节能；效益 abstract: the fan motor is most characteristic of the shaft power and speed is directly proportional to the set. as for traditional fan motor of the process, no matter how much air volume, the fan is the highest speed operation, the whole system need air volume air inlet regulator by the size to adjust, the operation state, need to consume large amounts of energy, frequency conversion technology according to the need of the size of the air can change the motor running speed, energy saving effect is remarkable. keywords: frequency conversion technology; motor; energy saving; benefit 中图分类号：te08文献标识码：a 文章编号： 随着科学技术的发展，变频调速技术日益完善，变频器运用在风机类电动机的调速效果和性能比以前的任何调速技术都要好，而
变频调速器在鼓风机上的应用 一、系统概况 曝气池是我厂污水处理系统的核心设备。鼓风机将压缩空气通过管道送入曝气池，使空气中的氧溶解在污水中，共给活性污泥中的微生物。污水中的含氧量必须保持在适当的范围内，否则微生物就会缺乏活性，起不到降解作用。由于鼓风机的风压是一定的，风量只能靠出气阀调节。实际生产运行中出气阀开度一般在50%~70%，因此，在上述过程中如果应用变频调速系统控制风量，即可满足工艺要求又可达到节能效果。 二、节能原理 离心式鼓风机属典型的平方率负载，根据流体力学可知，理想的平方律负载的阻转矩T与转速N的平方成正比，即 T=K t N2 K t----转矩常数............................................1） 平方律负载的功率P与转速N的三次方成正比，即 P=K t N3/9550=K P N3K P----功率常数..............................2) 因此，在工艺允许的范围内尽可能的降低转速就会取得节能效果。 三、应用中出现的问题 1）喘震问题 在实际应用当中，我们发现，如果变频器运行于43HZ左右时，系统就会发生严重的震荡，电流大幅变化，电机发出刺耳的噪音。是什么原因造成这种现象呢？ 如图所示，鼓风机风道出口位于曝气池底部，曝气池水位h是固定不变的，只有风道压力P f大于水体对风道的压力P s即P f-P s>0时空气才能顺利送入池中。当P s与P f非常接近时，由于P s和P f总有微小的波动，这时它们之差就时而大于0时而小于0，因此压缩空气流呈断续状态，这就导致电流大幅波动，从而发生所谓的“喘震”现象。此时的频率我们称为喘震频率Nc。为避免喘震现象的发生，我们结合变频器的特点，应用变频器提供的频率跳跃功能，跳过43HZ这个频率，就解决啦这个问题。 2）上限频率 由于负载转矩与转速的三次方成正比，如果实际转速高于额定转速，负载转矩可能大大超过额定转矩。另外变频器一般具有转差补偿功能，当变频器显示50HZ时，其实际转速一般高于50HZ，从而引起电机过载、轴承加速损坏等问题，因此我们设定上限频率为49HZ 。 四、改造效果 1）风机电机功率110KW，实际测量改造前电流为120A~130A，采用FUJI 110KV A 变频器改造后电流为70A~80A，用公式2）计算月节电18000KWh。以每年运行11个月，每度电0.45元计算，每年可节约电费9万余元。 2）应用变频调速后，电机转速下降，轴承等机械磨损减少，寿命延长，维修工作量减少。 3）用变频调速后，电机可以软启动，启动电压降减少，对电网的冲击大幅减少。
PLC与变频器在风机控制中的应用 发表时间：2018-04-17T09:15:13.447Z 来源：《防护工程》2017年第35期作者：吕志华 [导读] 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。 山东华宇工学院山东德州 253034 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。 3应用PLC与变频器结合的系统的优势 系统应用变频器后性能有了极大的改善主要变现在：系统的自动化有所提高，变频器的应用增加了工厂技术的先进性，通过自动化的通讯以及PLC、组态软件等技术的应用提高了系统的自动化程度；提高了系统的稳定性。首先系统自动化平台的建立应用了国际领先的自动化产品，经过严密的测试以及实验，其应用于控制系统中具有绝对的可靠性；简化了控制系统并提高了自动化程度。全场的中心控制系统应用变频器后，结合全中文的上位机设计截面，使得操作员能够通过简单的指令操作对系统进行控制，在系统稳定运行的前提下，提高了自动化程度，降低了系统的人工操作出错率，同时也减少了系统维护的工作量；系统开放性予以增加。通过现场总线的应用，系统应用了国际通用的开放协议，因此I/O余量在各站都有所提高，方便了后期继续扩展以及改造系统；有效提高了系统的安全性。由于变频器的加入使得系统相关设备的保护系统予以完善，能够有效防止一些意外事故的发生以及人员操作失误引发的事故；有效节能。系统能耗过高时现代污水处理系统中的技术难点，通过变频器的应用能够对系统实行分级控制，同传统的系统操作相比，该运行模式下的系统不但稳定性安全性更好，同时还能够实现快速的操作切换。简单来讲我们利用PLC以及变频器设计的控制系统，可以在无人操作的条件自主的对进风强度，进风方向等等进行自动的控制。这样就能够使气体的含量等等可以保持在最佳范围之内，这样就能够很好的保证整个污水处理系统的正常运行，提高风机运行的安全系数，保证企业经济效益。这种控制系统能够很好的实现鼓风，引风的软启动；对风机进行变频调速，可以在无人的情况之下自动控制风机的运行，当系统的负载发生变化的时候，可以结合PLC来控制参数，保证风机正常，安全的运行。 4变频调速节能理论 风机, 是传送气体装置。就其结构和工作原理, 现先以风机为例加以说明。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。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) 。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 1 中看出, 风压反而增加, 轴功率与面积 BH1OQ2 成正比。 5应用案例 在单位锅炉房扩建工程中,新增一台20T锅炉。原设计采用软启动控制,未设变频调速装置,根据目前的发展现状及工程应用采用变频控制技术实现该工程的引风及鼓风控制,下面说明变频器应用在工程锅炉采暖系统上的节能效果。20T蒸汽锅炉所用电机容量如下:引风 机:110KW。鼓风机:37KW。本变频控制柜可保证在供热锅炉正常工作的基础上,同时达到节电、节煤以及环保的目的。电机总容量 =110+37=147KW。锅炉用于供暖条件下每天工作24小时、每月30天、每年6个月,变频控制柜在起炉高额区和恒温运行区的综合节电率约在35%左右,由此:1、每月节电总量=147KW×35%×24×30=37044度。按每度电以0.75元计算,则:10T炉的节电资金:0.75×37044度=27783元/每月。2、每月用煤量约为1500吨,按5%节能率计算:(1)每月节煤量:1500T×5%=75吨。现按每吨煤280元计算。(2)每月节煤资金:280元×75吨=21000元。每月节电节煤总额:27783+21000=48783元安装20T锅炉的鼓、引风和安装监测仪表所需投入200,000元,收回投资时间:200,000元÷48783=4.1月。因此,不到一个采暖期就能够完全回收该部分投资,投资的回收是非常快的,其经济及环保效益也很明显。目前,国内外许多电力拖动场合已将矢量控制的变频器广泛应用于通用机械、纺织、印染、造纸、轧钢、化工等行业中交流电动机的无级调速,已明显取得节能效果并满足工艺和自动调速要求。但在风机、水泵应用领域仍没有得到充分应用。其主要原因是对风机、水泵类负载可大量节能了解不够。我国风机、水泵用电量占工业用电的60%以上,如果能在这个领域进行风机节能改造,充分使用变频器进行变频无级调速,对节约用电、降低能耗、促进环保、提高经济效益都具有积极意义,同时也极大地降低企业电力成本,提高企业竞争力。 结束语： 利用PLC与变频器对风机进行控制，能够保证整个系统运行的稳定性与安全性，降低系统发生故障的几率，保证企业的正常运行以及经济效益。
风机变频调速节能的应用实例 张锦荣（成都市佳灵电气制造公司） [摘要]介绍了交流变频调速器在风机中的应用，给出了风机变频调速节能原理和实际节能效果。 关键词：风机变频器调节节能 一、前言 风机是量大面广的通用性设备，风机的耗能在交流电动机总耗能中占很大的比重，由于这些设备一般都是根据生产中可能出现的最大负荷条件来选择的，但实际运行中往往比设计要小得多。如果电机不采用调速控制，则流量通常只能通过调节挡板或阀门来控制，其结果是造成很大的能量损耗。 采用变频器将电动机直接进行调速运行，则耗能量将会显著减少，将产生巨大的节能效益。 表1为速度降低后的理论节能效果。 表1 注：N l和N2为转速，P1和P2为轴功率。 二、变频器在引风机上的应用实例 某大型煤矿始建于50年代，随着经济的不断发展和生产规模的不断扩大，生产设备却没有及时地更新换代，大量的陈旧、高耗能设备仍在生产一线担负着重要使命，而风机是该煤矿量大面广的主要高耗能设备，节电潜力较大。 该矿有7.5kW以上的风机、泵类设备共64台套，总装机容量2124kW，其中，所用风机12台套，装机容量750kW(不包括局部通风机)。 我公司于1999年12月对该煤矿1074#(75kW)及1277#(110kW)引风机进行了改造试验。 改造前经过多组测试，以进行比较。表2为1074*~(75kW)风机的具体参数：频率50Hz、电压380V、电流150A、功率75kW。1074#引风机在频率为42Hz时就能满足井下抽风要求。 由表2可知：运行时电流下降率δ=(I前—I后)／I前X 100％=[(117—80)／117]X 100％：31.6％，节电率为(69.5—39.8)／69.5X100％= 42.7％。1074#(75kW)引风机使用变频调速后，自1999年12月投入运行以来，效果非常明显，完全达到设计时的目标，其日节电714kW·h。 表2 按每天三班工作制，每年300天工作日计算，则每年节约电能W节电=(69.5—39.8)X24X300=2.14X105(kW·h)以该煤矿1999年工业用电全年电费平均值0.50元／庹计算，全年可节约电费近10.7万元。 表3为1277#引风机测试数据：频率50Hz、电压380V、电流210A、功率110kW。 在测试中，1277#引风机在43.9Hz时，即能满足井下抽风要求： 节电率为(100—69)／100X100％=31％
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 高压变频装置在火电厂风机上的 应用(新版)
高压变频装置在火电厂风机上的应用(新版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 电厂中风机的流量控制是通过调节挡板的开度来实现的，而这是一种经济效益差，能耗大的落后方法，造成设备损坏快，维修难度大，运行费用高，相当部分功率消耗在挡板的截流过程中，从而造成能源的极大浪费。 改造方案 随着电气自动化程度的不断发展，高压电动机调速产品主要有:电磁调速、液力耦合器调速、变极调速、普通单级调速、内反馈串级调速和变频调速。变频调速是一种高效调速方式，通过改变电动机定子的频率以实现调速，而且具有功率因数高，调速范围大，调速精度高，调速效率高，机械特性硬等优点，是近代交流调速发展的必然趋势。其特点如下: 1)调速范围宽，高压大容量变频器调速范围可以做到0～l00。 2)调节精度高，效率高，在正常变速范围内，变频装置的总效率在93以上，功率因数超过0.95。
变频调速在主电机通风机上的应用 摘要：本文主要介绍变频调速在轧钢主电机通风机上的应用。通过变频调速来改变通风机的通风量，保证电机在正常情况下和某些特定情况时，通过对通风机的转速调整来调节其通风量。保证主电机正常工作时的散热。 关键词：变频器调速通风量 引言：随着集团公司生产规模的不断扩大，对各个车间生产设备的要求也越来越高。由其对生产中的一些重要设备安全性能要求也越来越高，主电机作为生产的心脏设备，其在生产中所承受的强度也是最大的。其产生的热量也是最大的，为了使其能稳定的散热，保持最佳工作状态，我们特对主电机的通风机进行变频控制，使它在生产中能智能调节通风量，做到有良好的通风性，又使其节约生产成本。 1．基本参数与工作原理： （1）基本参数：型号YZR250-8 全压6kg/m2 风量6000/h 转速720r/min
（2）调速范围：最低转速：600r/min 最高转速：700r/min 调速比：D=1.16 （3）工作原理：变频调速的原理为改变施加到电机端的电压频率来改变电机的运转速度n.若电源频率可以平滑改变，则电动机的转子转速可以平滑地调节。 2．变频调速他分几种情况： 1）从基频向下调的变频调速 当不计定子漏阻抗压降异步电动机每相电压为： U=E1=4。44fnkw 如果频率下调而电压U为额定值，则随着f下降，气隙每极磁通增加，使电机磁路进入饱和状态。过饱和时会使激磁电流迅速增大，使电机运行性能变差，因此变频调使应设法保证不变，由上式可知，若保持U/F恒值，则可保持m恒值，电动机最大电磁转矩M在基频附近可视为恒值，在频率更小时，随着频率F的下调，最大转矩M将变小，可见它是一种近似于恒转矩调类型。 2）从基频向上调的变频器 电动机端电压是不允许升高的，因此升高频率F向上调节电