云南国防工业职业技术学院成人函授（本、专科） 毕业调查报告 题目：变频器在风机中的应用 学生姓名：王保罗年级专业：09级机电一体化 学号：20092101011 办学单位名称：云南国防工业职业技术学院审阅教师姓名： 成绩评定： 时间：年月日
目录 摘要 (3) 绪论 (5) 变频调速原理简介 (7) 整体方案的设计 (10) 系统硬件设计 (11) 软件系统设计 (19) 节能效果分析 (22) 参考文献 (23) 致谢 (24)
摘要 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。 本次将设计一个风机节能的实例。文章中将以一个电锯车间使用11KW的吸尘风机来清理锯屑，以此风机的节能来展开讲述。车间中共有五台电锯。当电锯的开启数量不同时所要求的风量是不同的，即所要求的风机转速也是不同的。在不使用变频器控制的情况下，风机只能以最大转速运行。这就造成了电能的严重浪费。本次设计使用PLC来对电锯开启数量检测，进而结合变频器来控制风机的转速。从而达到节能的效果。 关键词：PLC 变频器风机节能
Abstract With China's rapid economic development, microelectronics, computer technology, automatic control technology have been developing rapidly, AC variable frequency technology has entered a new era, more and more of its light. The fan as essential equipment and mining enterprises to the production efficiency is closely related with the increasing shortage of energy, energy saving devices in the enterprise is particularly important issues. Will design a fan of this energy-saving examples. Article will use a chainsaw shop vacuum blower to clean up the 11KW of sawdust in order to expand about energy-saving fan. Saw a total of five workshops. When not at the same time saw the opening of the required amount of air flow is different, that is the required fan speed is also different. In the case of inverter control is not used, the fan can run at maximum speed.This has resulted in serious waste of energy. This design uses PLC to turn on the saw the number of detection, and then combined with the drive to control the fan speed. To achieve the energy saving effect. Keyword: PLC converter blower energy-saving
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
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 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。
【论文题目】 冷却塔风机变频控制 本设计的内容是PLC 控制的冷却塔风机变频控制系统，主要用到了PLC 、触摸屏和变频器。冷却塔风机变频控制系统配备有一台变频器，对一台风机进行变频控制，其余两台风机工频运行；根据出水温度的变化来控制工频运行风机的起动和停止，实现对水温的初步调节，并对一台风机进行变频控制，对水温进行微调，从而使冷却塔内的水温控制在一个稳定的状态。 关键词：可编程控制器（PLC ）、变频器、触摸屏 随着变频技术的不断发展和人类节能意识的提高，各种变频装置的应用已在全球各行业产生了显著的经济效益。 【设计方案】 通过安装在出水总管上的温度传感器，把出水温度信号变成4-20mA 的标准信号送入PLC 的模拟输入模块，并最终转换为相应的数值（BCD 码），通过编好的PLC 程序，得出的此数值和在触摸屏设定的温度值进行比较，得到一比较参数，送给变频器，由变频器控制一台电机的转速，并根据出水温度的高低，由PLC 控制工频启动的风机的数量，使冷却塔的回水温度控制在设定的温度上。 模拟模块 冷 却 塔 冷 却 塔 出水总管 温 度 传 感 器 触 摸 屏 图1-1 冷却塔风机变频控制系统原理图 图1-1为冷却塔风机变频控制系统，其中变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无机调速；温度传感器的作用是检测出水管的水温；人机界面主要是通过和PLC 通讯，实时显示水温、电机频率，并可设定相关的给定值。如图所示，共有三台风机，其中
M3是变频控制的，M1和M2是工频控制的。当系统供电开始时，三台风机处于待机状态，根据出水温度的变化，自动运行系统。当出水温度达到设定的开机温度时，变频风机M3开始变频运转；如温度继续上升，水温超出工频启动的设定值，且M3变频风机上升到全频运行，开启M1风机工频运转；如温度继续上升，开启M2风机工频运转。如M3运转频率达到50.0HZ，M2、M3也工频运转，且温度达到报警上限值，则系统会产生一个报警。当温度下降到工频启动的设定值时，M2风机停止运转；如温度继续下降，M1风机停止运转；当温度下降到一定的下限值和M3的运转频率低于一定的值时，M3风机停止运转。 【系统控制要求】 1 三台风机的基本工作方式 方式一：3#风机变频运行 方式二：3#风机变频运行1#风机工频运行 方式三：3#风机变频运行1#风机工频运行2#风机工频运行 2 三台风机启动时有延时，减小电流过大时对其它用电设备的冲击； 3 有完善的报警功能； 4 对风机的操作有手动和自动两种控制功能。 5 传感器选用PT100，将4-20mA的信号送入模拟输入模块； 6 变频器选用施耐德的ATV28，该产品具有过热和过流保护、电源欠压和过压保护、缺相保护等功能；通过PLC模拟量输出端子来控制变频器的频率，从而达到风机速度跟随温度给定，保证冷却塔水温的恒定。 变频器主要参数设定 代码说明设定 ACC Acceleration---s 5s DEC Deceleration---s 5s TCC TermStripCon 2W TCT Type 2 Wire LEL CrL AI2 min Ref 4mA CrH AI2 max Ref 20mA 7 PLC及模块采用施耐德Neza系列产品的TSX08CD12R8D和TSX08EA4A2，前者为CPU本体，带有12点输入，8点继电器输出，有实时时钟，24VDC电源；后者为扩展模块，模拟量4路入，2路出，12位精度。
变频器在各类负载中的应用 1.风机水泵负载类 风机水泵变频调速的节电原理： 如图示为离心风机水泵的风压、（水压）H-风量（流量）Q曲线特性图： n1-代表风机水泵在额定转速运行时的特性； n2-代表风机水泵降速运行在n2转速时的特性； R1-代表风机水泵管路阻力最小时的阻力特性； R2-代表风机水泵管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。 风机水泵在管路特性曲R1工作时，工况点为A，其流量压力分别为Q1、H1，此时风机水泵所需的功率正比于H1与Q1的乘积，即正比于AH1OQ1的面积。由于工艺要求需减小风量（流量）到Q2，实际上通过
增加管网管阻，使风机水泵的工作点移到R2上的B点，风压（水压）增大到H2，这时风机水泵所需的功率正比H2Q2的面积，即近比广BH2OQ2的面积。显然风机水泵所需的功率增大了。这种调节方式控制虽然简单、但功率消耗大，不利于节能，是以高运行成本换取简单控制方式。 若采用变频调速，风机水泵转速由n1下降到n2，这时工作点由A 点移到C点，流量仍是Q2，压力由H1降到H3，这时变频调速后风机（水泵）所需的功率正比于H3与Q2的乘积，即正比于CH3OQ2的面积，由图可见功率的减少是明显的。 风机水源节能的计算： 风机水泵流量变化量，如前所述，采用变频调速是节电之有效的措施。如下的计算公式。 采用档板调节流量对应电动机输入功率P1V与流量Q的关系为：P1V≈[0.45+0.55(Q/QN)2]P1e （1） 式中：P1e——额定流量时电动机输入功率（kW）。 Q N——额定流量 变频调速时电机功率与流量关系为P1V≈(Q/QN)3P1e 需要注意的是水泵静压不为零时功率与流量不在保持比例而且为了保持最小需要的压力，转速不能随意降低，应该以最小需要的压力确定最低频率，防止频率过低引起的压力不足问题。 在串联风道的情况下，风机会被吹的自己旋转，启动过程容易过压保护，故变频器应设置成飞车启动模式。
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 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。
风机型变频调速器选型 产品特点： ■针对风机节能控制设计 ■内置PID和先进的节能软件 ■高效节能，节电效果20%～60%(根据实际工况而定) ■简便管理、安全保护、实现自动化控制 ■延长风机设备寿命、保护电网稳定、保减磨损，降低故障率 ■实现软起，制动功能 更多描述: 应用行业: □罗茨风机□矿山风机□离心风机□工业风机□环境工程 阿启蒙GP400系列高性能矢量变频器采用先进的DSP控制系统，通过高精度的控制算法完成优化的无速度传感器矢量控制，有效抑制低频震荡；丰富的端子使应用更加灵活，内置输入电抗器性能更稳定，完备的电磁兼容设计适用于对使用环境要求更加苛刻的场合。此系列产品广泛应用纺织化纤、塑胶、建材、有色金属等对速度控制精度、转矩响应速度、低频输出有很高要求的场合。在风机领域已经大面积使用。 产品主要特点： ?高性能的电流矢量控制、V/f控制、转矩控制 ?丰富的外围接口 ?可扩展控制键盘 ?G/P合一 ?内置输入直流电抗器（18.5kW及以上机型） ?16段多段速控制、PID控制、摆频控制 ?提供RS485串行通讯接口，采用标准Modbus协议 ?产品符合EMC（EN61000-6-4、EN61800-3）标准规范 阿启蒙在变频领域在国内处于领导地位。 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 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的乘积，故风机的轴功率与风机（电机）的转速的二次方成正比（即风机的轴功率与供电频率的二次方成正比）：
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 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
变频风机恒温系统 一、关于变频风机恒温系统原理 1）系统原理 变频风机恒温系统是指在环境温度变化的情况下，总保持风 管网温度基本恒定，这样，既可满足用户对温度的需求，又 不使电动机全速转动，造成电能的浪费。根据给定温度信号 和反馈温度信号，控制变频器调节马达转速，从而达到控制 系统温度的目的。变频风机恒温系统如图所示： 2）温度控制信号算法处理 在该控制系统中，温度信号的检测采用热电偶对（TC）E 型，热电偶对采集到的温度变送信号经温度控制器PID运算后输出为4—20mA电流信号，对应变频器的运行频率为0—50HZ;通常情况下风管网允许正常温度为某 一值P1，而正常工作条件下管网允许最高温度为某一值P1+ P X，（P X为温控
器预设值）两者对应的模拟电流为4mA，20mA（对应变频器的运行频率为0—50HZ）则有如下函数关系： P= P1+P X*（I p—4）/(20-4) 在上式中，P为某一时刻时管网温度。 类似地，变频器控制信号电流函数关系为 If= [ (20—4) *(P—P1)]/ P X+4 该系统为一单回路PID系统，由于系统控制要求不十分苛刻，所以采用PI 控制即可实现目标。
二、系统主要配置： 1 温度控制器DTA4848C、 2 台达VFD-B变频器、 3 热电偶对（TC）E 型、 4 断路器BM60-SN 3P 5 接触器S-P12 AC220V 三、系统功能 系统控制面板布局及功能 面板布局如下图所示：
1、“自动/手动”开关：切换自动与手动两种状态。将开关转向“自动”，表明 系统工作在自动状态；将开关转向“手动”，表明系统工作在手动状态。 （注：只有自动控制信号引入时自控才有效） 2、“启动”与“停止”按钮：用于控制风机的启动与停止。按“启动”按钮启 动风机，此时启动指示灯亮，按“停止”按钮，停止风机，此时停止指示灯亮。（注：“启动”与“停止”按钮只在自动/手动按钮打到手动时才起 作用）
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 (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 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，