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变频器在风机调速系统中的应用摘要：该文介绍了风机变频调速的驱动机理和运行特性，说明其具有改善电机工作状态，节能降耗的优良性能，从而降低相关企业的运行成本。
关键词：风机变频调速节能Abstract：This paper introduces the mechanism and operation characteristics of VVVF, that can improve the motor working state, the excellent performance of saving energy and reducing consumption, reduce the operating costs of enterprises.Keywords：VVVF energy saving风机设备在工矿企业中得到广泛应用。
传统的控制方式是不管生产过程对风量的需求量，风机始终处于额定工作状态恒速运转，输出恒定的风量，并通过调节挡风板或风门的开度来改变风量或流量的大小。
这种控制方式虽然简单易行，但从节能的角度来看是不经济的。
统计显示，生产成本的7%～25%被消耗在挡风板或风门及其维护上，造成了大量的能源浪费和设备损耗，同时使控制精度也受到限制，影响产品质量和生产效率。
采用变频器驱动风机设备运行，通过改变风机转速来调节流量的方案，可以大大降低功率损耗，延长设备使用寿命，达到系统高效运行的目的。
1 风机变频调速的驱动机理随着变频技术的日益成熟，变频器在风机控制系统中的应用也越来越多，甚至许多厂家都生产有廉价的风机专用变频器以供择用。
交流异步电机的转速为n=(60f(1-s))/p，当磁极对数p和转差频率s恒定时，电机转速n只与电源频率f成正比，只要改变电源频率f即可改变电动机的转速。
当电源频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速就在0～nN之间调节。
变频器就是通过改变电动机电源频率来实现速度调节的，是理想高效的调速手段。
变频调速技术在锅炉控制系统中的节能应用作者：倪康君来源：《城市建设理论研究》2013年第15期摘要：介绍了锅炉供水控制系统和风机控制系统的变频调速控制原理, 分析了变频调速系统的节能原理。
提出了在锅炉控制系统中用变频调速系统应用, 阐述了该方案在节能和环保方面的重要意义。
关键词：变频调速技术锅炉控制系统节能应用中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：前言作为交流调速方法的一种，变频调速利用变频器对电源频率进行调节，可以连续平滑地对电动机进行高效率的无级变速。
采用变频调速技术可以使锅炉在运行的时候减少耗能。
一、变频调速技术背景锅炉拥有非常广的应用层面，例如在供热、发电、化纤、机械制造等行业，作为这些行业不可缺少的动力来源，其应用量非常大。
在设计和挑选锅炉风机时，原则是能与锅炉最大负荷相匹配，这样一来，在锅炉风机工作在70%额定电流时，它就可以正常工作。
因此，便造成风机能力过剩，在减少能耗方面能有所作为。
在控制锅炉风机的风量时，传统方法基本采用控制加大管路阻力的风门调节，而风机带动电机时，电机以全速转动，这种“大马拉小车”的方式，增大了能耗，浪费了大量电能。
在控制锅炉风机的风量时，采用变频调速技术，则可以摒弃风门调节方式，不再需要加大管路阻力，使锅炉进风量变小，进而可使电机转速降下来。
因为电机功率和转速的立方之间的关系是成正比的，所以在很大程度上降低了能耗，突显了节能效果。
二、工作原理1.现场信号的检测与调整在工业热水锅炉控制系统中, 一般检测点包括: 出水温度、炉膛负压、烟气含氧量、炉膛温度、出水流量、回水流量、煤层厚度、出水压力、送风压力、送风温度、炉排转速、鼓风机转速、引风机转速和各辅机的运行状态信号等, 从输入计算机的信号来看, 它包括如下几种类型:(1) 仪表配电器或变送器1 一5V 电压信号(2) 霍尔压力变送器0一20 m V 电压信号(3) 热电阻温度传感器的电阻信号(4) 光电转速传感器的脉冲量信号(5) 继电器或面板开头触点的开关量信号很显然, 前三种类型的模拟信号不是都可直接输入A / D 转换板的, 0一20 m V 电压信号须经前置缓冲放大板调理为0一5V 电压信号, 热电阻信号须经热电阻调理板调理为1一5V 电压信号才能直接与A / D 转换板相接。
变频调速装置在火电厂中的应用随着现代工业技术的发展，越来越多的设备和系统开始采用变频技术。
其中，变频调速装置是一项重要的技术，可以实现对电动机的控制和调速，被广泛应用于工业生产中的许多领域，而在火电厂中，变频调速装置的应用也日益普及。
一、火电厂变频调速装置的原理和作用火电厂的主要设备包括汽轮发电机、锅炉、给水、循环水、鼓风机、燃煤机、风机、水泵等各种旋转设备。
在传统的控制方式中，这些设备的控制采用的是开关控制，使得设备在运转过程中只有高速和低速两个状态，不能按照实际需要进行逐步的控制。
而采用变频调速技术，可以使这些设备根据实际需求进行精准的控制，从而达到提高效率、节能降耗、提升质量等目的。
变频调速装置的原理是将电源的变频器输出交流电源转换为与电动机相适应的供电频率，实现对电动机的精确控制。
比如在火电厂中，锅炉给水泵需要按照水位的高低控制水流量，而控制水流量就需要精确地控制泵的转速，这个时候采用变频调速装置就非常适合，可以根据水位的高低对泵的转速进行精准的调整，满足给水要求。
二、火电厂变频调速装置的应用1、锅炉给水系统在火电厂中，锅炉给水系统是一个非常重要的系统，它关系到火电厂的正常运行和发电效率。
在给水系统中，采用变频调速装置可以减少水泵电机的启停次数，降低水泵的运行负荷，从而可以降低设备的维护成本，提高设备的使用寿命。
2、循环水系统火电厂的循环水系统也是一个非常重要的系统。
在循环水系统中，采用变频调速技术可以调节水泵的转速，使得水泵的出水温度和水流量达到最佳状态，从而保证系统的正常运行。
3、鼓风机系统火电厂的燃煤机需要用到鼓风机系统，才能保证燃烧室中的空气充足，从而保证燃烧效率。
而在鼓风机系统中，变频调速装置的应用可以根据煤炭的燃烧状况调节鼓风机的出风量和压力，提高鼓风机的运行效率。
4、燃煤输送系统在火电厂中，燃煤输送系统也需要采用变频调速技术，调节煤炭输送的速度和流量，保证煤炭的稳定输送，从而保证燃煤机的正常运行。
摘要在工业生产、产品加工制造业中，风机设备主要用于锅炉的燃烧系统、其他设备的烘干系统、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、挡板的节流损失的形式消耗掉了。
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。
为此，需要采用多项措施实现对离心风机的自动控制，以使系统的各种性能达到合理的要求。
近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，加之采用PLC 和变频器易操作、易维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点，采用基于PLC的变频器驱动方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。
从而大大的降低生产成本，减少能量损耗和对环境的污染，为企业带来可观的经济效益和社会效益。
关键字：锅炉，压力，PLC，变频器目录1.绪论 (1)2.原理及结构设计 (2)2.1 变频器工作原理 (2)2.2 变频器的结构与功能 (3)2.2.1 变频器的结构 (3)2.2.2 变频器的控制方式 (4)2.2.3 变频器的功能 (5)2.3 输油泵变频调速节能原理 (6)2.4 输油泵变频调速的主电路 (6)3变频器选择及参数设置 (10)3.1变频器的控制方式 (10)3.2控制方式的合理选用 (11)3.3选型原则 (12)3.4 PLC及压力传感器的选择 (14)3.5 MM430变频器特性 (15)3.6 电动机参数设置实例 (15)4.PLC程序设计 (17)结论 (20)参考文献 (21)1.绪论在进入21世纪的今天，电力电子器件的基片已从Si（硅）变换为SiC（碳化硅）,使电力电子新元件具有耐高压、低功耗、耐高温的优点；并制造出体积小、容量大的驱动装置；永久磁铁电动机也正在开发研制之中。
随着IT技术的迅速普及，以及人类思维理念的改变，变频器相关技术的发展迅速，未来主要朝以下几个方面发展：1.网络智能化智能化的变频器买来就可以用，不必进行那么多的设定，而且可以进行故障自诊断、遥控诊断以及部件自动置换，从而保证变频器的长寿命。
利用互联网可以实现多台变频器联动，甚至是以工厂为单位的变频器综合管理控制系统。
2.专门化和一体化变频器的制造专门化，可以使变频器在某一领域的性能更强，如风机、水泵用变频器、电梯专用变频器、起重机械专用变频器、张力控制专用变频器等。
除此以外，变频器有与电动机一体化的趋势，使变频器成为电动机的一部分，可以使体积更小，控制更方便。
3.环保无公害保护环境，制造“绿色”产品是人类的新理念。
21世纪的电力拖动装置应着重考虑：节能，变频器能量转换过程的低公害，使变频器在使用过程中的噪声、电源谐波对电网的污染等问题减少到最小程度。
4.适应新能源现在以太阳能和风力为能源的燃料电池以其低廉的价格崭露头角，有后来居上之势。
这些发电设备的最大特点是容量小而分散，将来的变频器就要适应这样的新能源，既要高效，又要低耗。
现在电力电子技术、微电子技术和现代控制技术以惊人的速度向前发展，变频调速传动技术也随之取得了日新月异的进步。
这种进步集中体现在交流调速装置的大容量化，变频器的高性能化和多功能化，结构的小型化一些方面。
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。
针对这一系列问题，本系统将 PLC与变频器有机地结合起来，采用以锅炉气压压力为主控参数，实现对电动机工作过程和运转速度的有效控制，使离心鼓风机通风高效、安全，达到了明显的节能效果。
PLC控制系统具有对驱动风机的电机过热保护、故障报警、机械故障报警等功能特点，为节能技术改造提供一条新途径。
2.原理及结构设计2.1 变频器工作原理变频器的工作原理是把市电（380V、50Hz）通过整流器变成平滑直流，然后利用GTR或IGBT组成的三相逆变器，将直流电变成可变电压和可变频率的交流电，由于采用微处理器编程的正弦脉宽调制（SPWM）方法，使输出波形近似正弦波，用于驱动异步电机，实现无级调速。
2.2 变频器的结构与功能2.2.1 变频器的结构变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调.变频器广泛用于交流电机的调速中.变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。
变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。
因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水等领域。
一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。
1.整流电路整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。
整流电路一般都是单独的一块整流模块.2.平波电路平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动，为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压(电流)，一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量，故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。
3.控制电路现在变频调速器基本系用16位、32位单片机或DSP为控制核心，从而实现全数字化控制。
变频器是输出电压和频率可调的调速装置。
提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成:频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”。
运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路”。
变频器采取的控制方式，即速度控制、转拒控制、PID或其它方式4.逆变电路逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。
从而可以在输出端U、V、W三相上得到相位互差120°电角度的三相交流电压。
2.2.2 变频器的控制方式1.转差频率控制转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。
转差频率控制需要检出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。
与U/f控制相比，其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。
另外，它有速度调节器，利用速度反馈构成闭环控制，速度的静态误差小。
然而要达到自动控制系统稳态控制，还达不到良好的动态性能。
2.矢量控制矢量控制，也称磁场定向控制。
它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出，以直流电机和交流电机比较的方法阐述了这一原理。
由此开创了交流电动机和等效直流电动机的先河。
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic。
通过三相-二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1、Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流， It1相当于直流电动机的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换实现对异步电动机的控制。
矢量控制方法的出现，使异步电动机变频调速在电动机的调速领域里全方位的处于优势地位。
但是，矢量控制技术需要对电动机参数进行正确估算，如何提高参数的准确性是一直研究的话题。
3.直接转矩控制转矩控制的优越性在于，转矩控制是控制定子磁链，在本质上并不需要转速信息，控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好，所引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便的实现无速度传感器，这种控制被称为无速度传感器直接转矩控制。
4.恒转矩负载多数负载具有恒转矩特性，但在转速精度及动态性能等方面要求一般不高，例如挤压机，搅拌机，传送带，厂内运输电车，吊车的平移机构，吊车的提升机构和提升机等。
选型时可选V/f控制方式的变频器，但是最好采用具有恒转矩控制功能的变频器。
要求控制系统具有良好的动态，静态性能由于被控对象的千差万别，性能指标要求的各不相同，变频器的选择及配置远不如上述所列几种。
要做到熟练应用还应在工程实践中认真探索。
变频器的控制方式代表着变频器的性能和水平，在工程应用中根据不同的负载及不同控制要求，合理选择变频器以达到资源的最佳配置，具有重要的意义。
2.2.3 变频器的功能1.变频节能变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。
为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。
当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。
风机、泵类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，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。
当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。
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，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
3.软启动节能电机硬启动对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。
2.3 鼓风机变频调速节能原理工业鼓风机的工作要求是指在特定的工作环境中，风机输出的风量要随着外界条件的变化，保持在设定的参数值上。
这样，既可满足工作要求，又不使电动机空转，而造成电能的浪费。
为实现上述目标，本系统采用闭环控制的方式。
