变频器冷却风机电机接线方式改造

1 引言在中央空调水冷式机组中，使用循环冷却水是最常用的方法之一。

为了使机组中加热了的水再降温冷却，重新循环使用，常使用冷却塔。

风机为机械通风冷却塔的关键部件，通常都采用户外立式冷却塔专用电机，具有效率高，耗电省，防水性能好等特点。

水在冷却塔滴下时，冷却风机使之与空气较充分的接触，将热量传递给周围空气，将水温降下来。

由于冷却塔的设备容量是根据在夏天最大热负载的条件下选定的，也就是考虑到最恶劣的条件，然而在实际设备运行中，由于季节、气候、工作负载的等效热负载等诸多因素都决定了机组设备经常是处于在较低热负载的情况下运行，所以机组的耗电常常是不必要的和浪费的。

因此，使用变频调速控制冷却风机的转速，在夜间或在气温较低的季节气候条件下，通过调节冷却风机的转速和冷却风机的开启台数，节能效果就非常显著。

冷却水系统能耗是空调系统总能耗的重要组成部分之一。

采用截止阀对冷却水流量进行调节将导致能量无谓的浪费，在部分负荷时固定冷却水流量以及不对冷却塔风机电机进行控制也将浪费大量电能。

如采用微机控制技术和变频调速技术对冷却水系统进行控制节能效果约为30%，具有显著的节能效益。

特别对于宾馆、饭店、商场等工作期较长的集中空调系统以及南方地区空调运行期长的其他建筑物空调系统，采用空调冷却水系统的节能运行系统的投资回收期一般在1～2年，具有非常显著的经济效益。

2 典型的冷却塔风机控制方式在典型的冷却塔风机控制系统中，变频器可以利用内置PID功能，可以组成以温度为控制对象的闭环控制。

图1所示为典型的冷却塔变频控制原理，冷却塔风机的作用是将出水温度降到一定的值，其降温的效果可以通过变频器的速度调整来进行。

被控量(出水温度)与设定值的差值经过变频器内置的PID控制器后，送出速度命令并控制变频器频率的输出，最终调节冷却塔风机的转速。

图1 冷却塔风机变频控制原理图在这里，温度信号给定量通过变频器操作面板的参数进行设定，温度反馈量通过出水管路中的温度检测以4－20mA的电流形式从R口输入(以安川变频器为例)，然后通过设置合理的PI参数(比例增益Kp=80%;积分时间Ki＝30S;采样周期T＝5s;偏差极限10%)就可以获得满意的闭环控制效果。

冷却塔风机变频改造实例介绍1 引言深圳某公司生产厂房共有四台冷冻机组，每台冷冻机组由一台冷冻水泵、一台冷却水泵和一台冷却塔组成，其中冷却塔风机容量为18.5kw，冷却机组是为我生产厂房空调工艺设备提供冷冻水最主要的设备，它的运行好坏，将直接关系到生产车间温度的稳定和工艺设备的正常生产，而冷却水质量的好坏将直接影响到冷冻机组的制冷效果。

根据工艺要求冷却水的温度最好控制在28~32℃之间,如果冷却水温度低于28℃,对于冷冻机组运行是不经济的，若高于33℃将影响产品质量，为了满足生产要求，节约能量，对冷却塔风扇电动机进行变频调速改造。

2 变频器的工作原理和节能分析2.1 风机的特性风机是传送气体的机械设备，是把电动机的轴功率转变为流体的一种机械。

风机电机输出的轴功率为:由上式可以看出，风机的风量与风机的转速成正比，风压与转速的平方成正比，风机的轴功率等于风量与风压的乘积，即风机的轴功率与风机电机转速的三次方成正比。

2.2 风机的节能效果图1中风机的压力与风量的关系曲线及扭矩与电机速度的关系曲线，充分说明了调节阀调节风量法与变频器控制的调节风量法的本质区别与节能效果。

(1) 电动机恒速运转，由调节阀控制风量图1 风机的运行曲线如图1所示，调节阀门的开启度，r会变化。

关紧阀门，管道阻力就增大。

管道阻力由r1变到r2，风机的工作点由a点移到b点。

在风量从q1减少到q4的同时，风压却从h1上升到h5，此时电机轴的功率从p1变化到p 2。

(2) 变频器调节电机的速度来控制风量当风量由q1变化到q4时，便出现图上虚线所示的特性。

达到q4、h4所需的电机轴功率为p3，显然p2大于p3，其差值p2-p3就是电机调速控制所节约的功率。

3 冷却塔系统变频改造过程3.1 冷冻机组冷却循环水系统介绍:冷冻机组的冷却循环水系统如图2所示。

冷冻机组的冷却循环水系统主要由冷冻机组、冷却水泵、冷却塔组成。

冷却水经冷却水泵加压后，送入冷冻机组的冷凝器，届时，由冷却水吸收制冷剂蒸气的热量，使制冷剂冷却、冷凝。

变频调速技术在双速电机改造中的应用【摘要】双速电机是传统的多速电机变极对数有级调速形式之一，在我国广大煤化工企业的调速传动应用中占有一定的比重，本文主要介绍了利用变频调速技术改造双速电机的过程，分析了原有双速电机调速系统中存在的相关问题，并对相应的原有电传系统进行了技术分析，最终提出了将变频调速技术应用到双速电机的改造工作中，使双速电机的调速更加简单便捷，经济效益显著。

【关键词】双速电机变频调速改造技术1、前言陕西长青能源化工有限责任公司循环水装置冷却风机采用双速，双速电机平时根据工艺情况以低转速运转，当冷却水温度较高，用量较大时，由工艺操作人员手动将风机切换至高转速运转。

调速主要是通过外部控制线路的切换来改变电动机线圈的绕组连接方式来实现，调速方法简单、操作可靠、机械特性较硬。

但仅能做到有级调速平顺调速，控制回路复杂，故障点多，故障率高，且外委检修单位不具备对双速电机线圈的检修检修周期长，成本高。

变频器调速在长青能化公司交流电动机控制改造中已经得到了广泛的应用，它可以实现在中央控制室进行无级调速调速调速范围宽、控制方便、精度高、效率高、故障率低、寿命长、节能效果好等诸多优点，因此采用变频调速技术改造双速风扇控制回路，以适应长周期的生产运行要求，降低设备故障率，减少维修人工，节省一定的能耗。

2、双速电动机工作原理1.1调速原理双速电动机型号为YD355L1-8/4W,额定功率80/160kW,额定转速745/1487r/min,磁极对数p=4/2。

双速电动机属于异步电动机的变极调速，是通过改变电动机定子绕组的连接方法来达到改变定子旋转磁场磁极对数的目的，从而使电动机的转速发生变化。

根据电动机转速公式；n=60f(1-s)/p,可知异步电动机的转速n与定子磁极对数p成反比，磁极对数增加一倍，电动机额定转速n减少一半，所以改变磁极对数可以达到改变电动机转速的目的。

1.2定子绕组接线图1a为电动机定子绕组的△接法，三相定子绕组的引出线端子U1、V1、W1与电源线连接，U2、V2、W2三个端子悬空，三相定子绕组接成△形，此时磁极对数为4,转速为745r/min。

伟肯变频器在风机上的节能改造方案为节约地球10%的能源消耗而努力北京大恒电气有限责任公司和芬兰伟肯是生产变频器的专业公司,产品已形成四大系列,几十个规格,其中一些专用变频器是国内外首创。

在低压变频器系列中,大容量是我们的强项,这是因为我们有自己的科学的扩容技术,容量等级能覆盖0.25kw-5MW电机的所有功率等级.以风机185KW电机1台为例,作以下详细的介绍:一、风机工作原理在生产过程中所需要的风量是经常随工艺及操作的需要不同程度调节的,而传统的调节方案是通过放风阀来调节的,用来带动风机的电动机本身转速是不可调节的,因此大量的风量通过放风法放掉,也就是说,造成电能的大量的浪费,根据鼓风机风量和转速成正比关系。

Q1/Q2=N1/N2式中:Q1、Q2为转速快和慢的风量米/分鼓风机的风压和转速的平方成正比。

H1/H2=(N1/N2)式中:H1、H2为转速快和慢的风压鼓风机所需的功率与转速的立方成正比。

N1/N2=(N1/N2)式中:N1、N2为转速快和慢所需功率KW。

从上述关系可知,如果我们使用改变转速来实现改变风量的方法,就不至于把大量的风量白白放掉,从而节约了大量的电能,为此结合贵公司的实际情况,经多方论证,,着重致力于变频器调速在贵公司的推广应用工作。

芬兰伟肯NXS 型变频器,控制电机为185KW运行效果良好,节能效果≥30%(按24小时)158度。

根据测算,5个月可收回全部投资,从结果上看,均取得了显著的节电效果,不仅节电30%左右,同时还增加设备的使用寿命,提高电动机功率因数,改善了工人的操作条件,降低了环境噪音等。

二、调速方案的选择改变风机转速的方法目前使用调速型液力偶合器和电动机变频调速器等,现阶段在罗次鼓风机中应用较多的是使用调速型液力偶合器,而过去变频调速技术的应用,由于受技术条件的限制而极少有在这方面的报道,近年来随着改革开放深入发展,随着世界科学技术的进步,大功率的晶体管、电子技术的迅速的发展,大规模集成电路和微机技术的突飞猛进,变频调速已成为现实。

烧结风机的变频改造传统的观念认为烧结主抽风机功率大、改造难度大、周期长、风险高，同时改造需长时间停机，对整个生产工艺将造成巨大影响。

为此我们组织生产单位、设计单位、施工单位、供货单位召开分析会，将方案多次酝酿修改，要求必须在不影响生产，保证原系统稳定运行的前题下，本着安全、可靠、优质、经济的原则对烧结主抽风机进行变频改造。

通过大家群策群力，周密计划，最终制定可实施的详细的改造方案。

1、变频器的基本工作原理变频器是将固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置。

它的控制方式有以下几种。

图2-2.变频器示意图A、VVVF的控制方式交流电动机的感应电势E=4.44NfФm。

忽略定子绕组的阻抗，定子电压U≈E=4.44NfФm。

当改变频率f调速时，如电压U不变，则会影响磁通。

例如，当电机供电频率降低时，若保持电机的端电压不变，那末电机中的Фm将增大。

由于电机设计时的磁通选为接近饱和值，Фm的增大将导致电机铁心饱和。

铁心饱和后将造成电机中流过很大的励磁电流，增加铜耗和铁耗。

而当供电频率增加，电机将出现欠励磁。

因为T=CmI2′ cosφ2（Cm为电机结构决定的转矩系数，I2′为转子电流折算值，cosφ2为转子功率因数），磁通的减小将会引起电机输出转矩的下降。

因此，在改变电机的频率时，应对电机的电压或电势同时进行控制，即变压变频（VVVF）。

压频比恒定(保持Φ不变)常以定子电压Ux 与频率f1保持同步变化来近似代替反电动势Ex 与频率f 的同步变化。

V/F 控制的调速系统，电动机定子的频率、电压及电流均是以平均值来考虑的，所以被控制的转矩也是平均值。

V/f 协调控制可近似保持稳态磁通恒定，方法简单，可进行电机的开环速度控制。

主要问题是低速性能较差。

因为低速时，异步电动机定子电阻压降所占比重增加，已不能忽略，不能认为U ≈E ，这时V/f 协调控制已不能保持恒定。

由于V/f 协调控制是依据稳态关系得出，因而动态性能较差。

变频调速电机通风机的线路接法
一、主电路接线
1. 将电机电源线接入变频器输出端，即UVW端子。

确保电源线的规格合适，并且电源线的连接牢固。

2. 连接电机接地线，确保电机安全接地。

3. 根据实际需求，设置电机的旋转方向。

如果需要正反转控制，可以通过调换UVW三相中的任意两相来实现。

二、控制电路接线
1. 将控制电路的电源线接入变频器的控制电源端子，一般为DC12V或DC24V，具体电压值根据实际使用的变频器型号而定。

2. 连接启动信号线，将启动信号线接入变频器的控制端子，如STF 或STR端子（根据变频器型号而定）。

3. 根据需要，连接速度给定信号线，通常接入变频器的模拟量输入端子，如AI1和AI2端子。

可以通过调整速度给定信号来改变电机的转速。

三、传感器线路接线
1. 如果通风机配备了传感器，如温度传感器、湿度传感器等，需要根据传感器的接口类型和规格进行接线。

2. 确保传感器与通风机的安装位置正确，并且传感器的线路连接牢固，避免传感器线路松动或脱落。

四、通风管道连接
1. 根据通风机的设计要求，正确连接通风管道。

确保通风管道的连接处密封良好，防止漏风现象发生。

2. 在连接通风管道时，应考虑到管道的走向和支撑，避免管道过重或受到过大的外力作用导致通风机运行异常。

五、电源和接地线连接
1. 将电源线接入电源插座或电源开关，确保电源电压与变频器的额定电压相符。

2. 连接接地线，确保整个系统接地良好，提高系统的安全性能。

3. 在连接电源和接地线时，应确保接线符合当地电气规范和安全标准。

一、主要技术指标1.1现场变频室为2台1250KW、一台450KW变频器，以满负载情况计算：变频器满负荷发热量为：(2*1250+450)*(1-0.96)=118kw采用2套70kw制冷量空水冷系统为整个变频器室制冷，即：2*70=140kw变频器室水量计算：根据空水冷相关经验数据1kw需要约0.2 t/h，则变频器室需要水量=0.2*140=28 t/h冷却水采用自来水，冷却水塔方式循环，出水温度不高于33℃，水量最大时冷却器冷风温度不超过38℃，单台冷却器制冷功率不小于70kW，二、改造方案2.1变频器室冷却方式采用的是空水冷换热技术，在此方案中变频器室内部循环空气与冷却水完全隔离，通过换热器毛细管进行换热，变频器室为密封空间，保证内部循环可以的干燥度，防止变频器受潮出现故障。

示意图如下：冷却器安装室外，冷却器基础由中标方自行设计、施工。

变频器柜产生的热量经柜顶风机排到冷却器中进行换热，由冷却器内风机抽到冷却器内进行冷却，冷却后的冷风送到变频器室内，再由柜顶风机抽到变频器柜内部对变频器元件进行冷却，热风再排到冷却器内，循环往复。

冷却水引自厂区内自来水，采用冷却塔方式循环。

冷却水管路及水塔、冷却器等装置全部置于室外，保证变频器与冷却系统的隔离，变频器运行不受到威胁。

风管道设备预留应急排风口及应急新风口。

变频器室现场复杂，尺寸必须现场勘查。

2.2采用的是空水冷换热技术，在此方案中变频器室内部循环空气与冷却水完全隔离，通过换热器毛细管进行换热，变频器室为密封空间，保证内部循环可以的干燥度，防止变频器受潮出现故障。

如图所示：考虑到冷却系统的高可靠性，引风道设置应急排风口，如果冷却系统突然出现故障，即可打开应急风道风门，把变频器室房门打开，可以保证高温风机的高压变频器在短时间内不用停机，我方人员也会及时处理，处理完毕后再恢复正常运行即可。

三、空水冷与空调系统对比1、按照每年使用8000h小时计算空调用电量为：16kw*8000h=128000kwh而空水冷只需6kw*8000h=48000kwh。

冷却器风扇电机变频控制方案改造探究作者：朱道敏来源：《中国新技术新产品》2014年第20期摘要：本文依据强迫油循环风冷系统工作原理，结合变电检修中心辖下10座变电站2011年主变冷却器缺陷故障统计分析数据，提出一种基于变频控制调节冷却器风扇电机出力的强迫油循环风冷系统改造方案，在不影响主变散热效果的基础上降低冷却器风扇电机缺陷发生的几率，减少检修工作量以及维护费用。

关键词：冷却器；强迫油循环；电机；变频控制；油温判据中图分类号：TM3 文献标识码：A引言变压器是变电站运行中的核心部分，而冷却系统的可靠性直接影响到变压器的安全运行。

在电力变压器的强迫油循环风冷却系统中，冷却系统主要由潜油泵、风扇电机、油流继电器、分控箱、主控制箱、信号系统等部分组成。

运行中的变压器按照负荷和温度情况自动投入或切除相应数量的冷却器。

近一年工作票统计数据显示冷却系统最易损坏的是风扇电机，轻则轴承磨损发出异响，重则烧毁不能投运。

1 强迫油循环风冷系统对于应用强迫油循环的变压器从本体设计容量和散热器容量配置一定数量的冷却器组，同时配置备用冷却器以便切除故障冷却器能自动投运。

冷却器可用控制开关位置来选择工作、辅助和备用状态。

1.1 冷却器投退存在问题变电检修心中辖下孝感主网变压器根据容量的不同，大多装设8-10台风扇吹风加速变压器油的冷却，每2台风扇分为一组。

风扇由轴流式单级叶轮与三相异步电动机两部分构。

当主变负荷和油温在某一范围内波动时，测量主变负荷的电流继电器或测量变压器油温的温度继电器会频繁动作，将导致辅助冷却器频繁地启停。

冷却器的油泵、风扇电机启动过于频繁，会进一步使热继电器动作，从而让该组冷却器退出运行，投退次数过多无疑会缩短冷却器电气设备的使用寿命。

同时变压器油高速流动易产生油流带电，造成主变内部故障隐患，影响其安全稳定运行。

另外，冷却器组的风扇电机投入过多不仅浪费电能也会造成严重噪音污染。

辅助冷却器组本身作用是在油温过高时投入以达到快速降低油温，因此单纯优先依负荷的增加做出辅助冷却器投退判据缺乏一定的科学性，其目的可能仅仅是基于可靠性的角度来考虑。

一种带冷却风机的变频电机改造电路摘要：火电厂锅炉密封风机是涉及到机组安全稳定运行的一类负荷。

普通工频电机自带冷却风机布置在电机尾部，电机在节能变频改造后主电机风机转速必须跟随电机转速转动，在电机低转速下冷却风机转速低，散热效果差。

并且冷却风机启停状态、实时电流、故障信号等信息无法在集控室实时监控，自动化、可视化程度低，影响设备安全稳定性。

本优化改造方案是提供一种带冷却风机的变频电机改造电路，很好地解决了变频改造后主电机风机转速必须跟随电机转速转动，低转速下散热效果差的问题。

并且冷却风机启停状态、实时电流、故障信号等信息传送给集控室实时监控，极大提高设备安全稳定性。

关键词：变频改造；冷却风机；改造电路；实时监控1 设备概述华润电力（贺州）有限公司两台机组4台锅炉密封风机， 1A、2A锅炉密封风机各设置有一套一拖一带手动旁路的变频装置，变频柜布置在#1机锅炉PC配电室、#2机锅炉PC配电室。

设备电气参数：2 存在问题及原因分析普通工频电机自带冷却风机布置在电机尾部，与主电机同轴同转速运行。

电机在节能变频改造后主电机风机转速必须跟随电机转速转动，在电机低转速下冷却风机转速低，出力小，散热效果差。

电机在此工况下运行经常发热烧损。

并且冷却风机启停状态、实时电流、故障信号等信息无法在集控室实时监控，自动化、可视化程度低，影响设备安全稳定性。

（图一）图一3 优化改造方案本方案是把电机的冷却风机改造成独立的工频风机，增加专用的电源回路和控制回路。

电源回路取自变频柜的三相母排，通过空气开关OF1、接触器KM1和热继电器KH1组成电源回路。

冷却风机控制回路也布置在变频柜内，并入变频控制回路，通过接触器KM1线圈和KA3串联组成。

KA3是风机联锁启停继电器，变频器启动时，KA3带电吸合，KA3常开接点闭合冷却风机控制回路接通，导致KM1带电吸合，冷却风机电源回路带电接通风机运行。

从而实现变频启停主电机联锁启停冷却风机，电机在低转速下冷却风机独立工频运行，出力充足，达到很好的散热效果。