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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。
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。
变频器在风机节能降耗改造中的应用
发表时间：2018-06-19T16:58:25.167Z 来源：《基层建设》2018年第7期作者：卢振波
[导读] 摘要：风机类设备是企业生产重要辅助设备，耗电量大、能耗高是其特点。
中粮生化能源（肇东）有限公司黑龙江肇东 151100
摘要：风机类设备是企业生产重要辅助设备，耗电量大、能耗高是其特点。
风机选型是按其满负荷计算，但在实际工作中，风机一般采用恒速控制风速、风量，如生产工艺发生变化需要控制调节风量、风速大小，常用方法是调节风门、闸门的开度等来进行控制，这就造成大量电能消耗在档板上，运行效率低，能源消耗高。
变频器是可以调节交流电动机转速速度变化的控制设备，它通过改变电机工作电源频率的方法来实现。
对风机而言，利用变频器调节风机风速，优化风机运行状态，达到节能降耗是其重要途径。
关键词：变频器；风机节能降耗改造；应用
引言
通常而言，在电动机中异步电动机所占比例较大，因此电动机的自动控制技术与调速技术成为整个电动机操作技术的核心，在电动机调速系统的选择方面，有效将异步电动机与变频器进行结合是电动机操作控制过程的关键。
对于一般的工况企业而言，风机类电动机能够采用节能技术实现高效稳定、安全运转，不仅有利于维护机械设备，而且在很大程度上可以为工况企业节省大量的经济成本。
1变频器的作用
1.1控制电机启动电流，减少电力线路电压波动
在电机经由工频启动的过程中，4-7倍的电机额定电流便会产生。
在这个过程中所产生的电流值极大地提高了电机绕组的电应力，而且在这个过程中会形成一定的热量，进而导致了电机使用寿命的缩减。
变频调速的应用对于增强绕组承受力以及减少启动电流是十分有利的，就使用者而言，其最直接的好处是电机使用寿命的延长以及维护成本的减少。
电压和电流两者的乘积与电机功率成正相关关系，那么通过工频直接进行电机的启动所消耗的功率将会极大地超过启动变频所需的功率。
对于某些工况来讲，已经达到了配电系统的最高极限，直接工频启动电机所产生的电压也会产生大幅度的波动，所形成的电涌便会严重地影响到相同电网上的用户。
如果采用变频器进行电机启停，就不会产生类似的问题。
1.2可调的运行速度以及可控的停止方式与加速功能
变频调速可以零速启动而且依据于用户所需而实施均匀地加速，此外，也能够选择加速曲线，比如：直线加速、s型加速、以及自动加速。
然而，在工频加速的过程中，对于齿轮、机械部分轴、电机都会形成巨大的冲击以及振动，这将会促使机械的损耗以及磨损加快，导致电机以及机械部件使用寿命的缩减。
在变频调速时，正如同于可控的加速，其可以控制停止的方式，并且能够选择存在差异性的停止方式，它也能够有效地降低对于电机以及机械部件的冲击，进而促使系统更具可靠性，也会提升其使用的寿命。
变频调速应用可以促使工艺过程得以优化，也能够依据于工艺过程快速地进行转变，此外速度变化也能借助于远控PLC以及别的控制器来实现。
1.3节能
在运用变频器之后，水泵以及离心风机的能耗都能够极大地得到降低。
因为电机转速与最终能耗之间具有立方比的关联性，因此在变频运用之后便能得到更为快速的投资回报。
在控制变频器时，可逆运行控制的实现不需要多余的可逆控制装置，仅需进行输出电压相序的改变，便能够实现安装空间的节约以及维护成本的降低。
1.4减少机械传动部件
随着科学技术的不断发展，同步电机结合矢量控制变频器便能够输出高效转矩，便利于节约齿轮箱等机械传动部件，进而就可以促使空间的节省、成本的降低、以及稳定性的提升。
近些年以来，因为以上所述的优势以及变频控制理论、功率半导体器件、以及电力电子技术的快速化发展，变频器已普遍地运用在各行各业中，对于我们的生活、工业化发展、以及社会的发展做出了巨大的贡献。
2变频器在风机节能降耗改造中的应用要点
2.1转速控制与挡板控制在风机类电动机中的节能应用
电动机通常以某种固定的速度进行运转，因此传统节能改造技术主要是采用挡板控制技术对风机类电动机的风量进行典型控制。
一般根据风道口中挡板的安装位置不同具体可以分为入口挡板控制与出口挡板控制两种技术类型，当使用出口挡板进行风量控制时，如果挡板关小，则风阻增加，所以不能大幅度对风机类电动机的风量进行控制调节。
另外，轴功率在电动机低风区的损耗量不会大幅减少，所以从整个节能降耗的过程以及实际应用原理来看，挡板控制技术对电动机的节能效果并不明显，因此一般会采用一台风机，通过多风道送风调节进行节能控制。
当入口挡板控制比出口挡板控制风量的控制范围更广时，要适当降低入口挡板的轴功率。
在研究过程中采用效率为100%的变频调速装置对风机类电动机进行控制，通过研究发现，采用不同的变频控制方式对实际的调速装置进行控制，最终所取得的节能效果是不同的，而与传统的电磁滑差离合器调速控制技术相比，现代化的变频器控制调速在风机类电动机中的节能效果更加明显。
2.2变频器到工频电源的切换控制在风机类电动机中的节能应用
在节能过程中，除了采用工频电源控制到变频电源控制的转变切换之外，还需要采用变频器控制到工频电源控制之间的切换，这种切换方式需要综合考虑电动机的实际特性以及具体的切换频率等，采用同步切换与非同步切换两种技术切换方式。
所谓同步切换是指将风机类电动机的变频器加速到工业频率，然后使变频器的输出与工频电网的实际频率相位一致，当确定二者实际的运行频率一致时，再将风机类电动机无冲击地由变频器控制转化到工频电网控制。
这种同步控制方式的变频控制容量较大，当电动机在运行时有工频电源冲击的情况下，电流冲击力度就会减小，所以这种切换技术特别适合于转矩冲击较小的传动控制系统中。
与同步控制切换方式相比，非同步的控制切换方式切换容量较小。
由于风机类电动机的容量有机械容量与电气容量两种，如果对象控制系统能够适应不同切换模式下的转矩变化，可以采用电动机容量较小的变频器进行控制，在此过程中只需要将电动机加速到变频器容量时的转速，然后再将电动机从变频器中进行有效分离，当风机类电动机的内部残留电压在减弱之前，使其进行自由低速运转，从而使电动
机从变频控制切换到工频电源控制；当系统中有工频电源切入时，为了避免工频电源在突然切入时由于电流过大而引起电阻抗情况发生，因此应该采用同步切换与非同步切换相互转化的方式进行切换，这种技术方式与同步切换方式相比，当变频控制切换到工频电源时，由于会有很大的电流接入，因此需要综合考虑风机类电动机的实际容量以及不同控制方式之间的切换频度、电流投入时间及系统实际的负载特性等。
2.3部分控制在风机类电动机中的节能应用
对于常见的鼓风机以及风扇等变频控制装置，转速与轴功率的立方呈正相关，所以根据这一特性，在实际的节能过程中应该采用工频电源进行直接驱动，可以适当采用变频器进行控制调速。
如果当风机类电动机的实际转速高达80%～90%时，方可不断减小变频器的实际运行容量。
结束语
风机控制系统采用变频器控制风量、风速，免去了繁琐人工调节风门的操作，提高了劳动生产率，降低了能耗。
因此风机节能降耗方面。
采用变频器改造具有显著效果。
参考文献：
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［4］唐波．高压变频器在大型风机上的应用与节能效果［J］．信息系统工程，2014（1）：130－131．。
