1、變頻與調(diào)速EM CA2008,35(1變頻器在風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)中的應(yīng)用張秉祺(核工業(yè)理化工程研究院,天津300180摘要:討論了變頻器在氣力吸運(yùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用。對(duì)變頻器改變高壓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制風(fēng)量以達(dá)到節(jié)約能源的原理進(jìn)行簡要說明。關(guān)鍵詞:變頻調(diào)速;高壓風(fēng)機(jī);送風(fēng)調(diào)節(jié)中圖分類號(hào):T M921.51;TH44文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):167326540(20080120030202Appli ca ti on of I nverter i n Forced2D raft Con trol on D raught Fan sZHAN G B ing2qi(Research I nstitute of Phy

2、sical and Che m ical Engineering of Nuclear I ndustry,Tianjin300180,ChinaAbstract:The app licati on of inverter in the sucti on p ressure pneu matic conveying syste m in the fact ory is dis2 cussed,and shortly exp laining the p rinci p le that the inverter can contr ol the amount of wind by changing

3、 the r otate s peed of high p ressure bl ower in order t o econom ize energy s ources.Key words:frequency con trol of m otor speed;h i gh pressure draught fan s;forced2draft con trol0引言工廠生產(chǎn)中運(yùn)送粉狀物料主要有三種方法:傳送帶、提升機(jī)、氣力吸運(yùn)系統(tǒng)。由于氣力吸運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)送物料速度快、流量大,所以一般工廠都采用此方法。高壓風(fēng)機(jī)是氣力吸運(yùn)系統(tǒng)必需的動(dòng)力設(shè)備。根據(jù)工藝要求,風(fēng)機(jī)風(fēng)量控制應(yīng)隨物料流量的變化而相應(yīng)變化,以

4、保證物料不堵不掉,維持生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前工廠中普遍采用恒速控制風(fēng)量,即高壓風(fēng)機(jī)的速度不變,改變風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量。該方法能耗大。如果采用變頻器,改為調(diào)速控制,調(diào)節(jié)高壓風(fēng)機(jī)的速度以改變風(fēng)量,將減少能耗,可提高經(jīng)濟(jì)效益。1變頻器調(diào)速工作原理變頻器是可以改變頻率和電壓的電源。變頻器采用交2直2交變換原理,將電網(wǎng)三相交流電經(jīng)過三相橋式整流成脈動(dòng)直流;再通過電解電容和電感濾波成平滑直流;最后通過逆變器,逆變成電壓和頻率可調(diào)的三相交流電。電機(jī)轉(zhuǎn)速隨頻率變化而變化,因此改變電源頻率就能改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。在變頻器、電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)構(gòu)成的傳動(dòng)系統(tǒng)中,通過改變電源頻率來改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而調(diào)節(jié)風(fēng)量,實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速控制

5、。2調(diào)速控制風(fēng)量的節(jié)能原理與風(fēng)門控制風(fēng)量方式相比,采用調(diào)速控制風(fēng)量有著明顯的節(jié)能效果。通過圖1的風(fēng)機(jī)特性曲線可以說明其節(jié)能原理。圖中,曲線1為風(fēng)機(jī)在恒速n1下的風(fēng)壓2風(fēng)量(H2Q特性;曲線2為管網(wǎng)風(fēng)阻特性(風(fēng)門開度全開。設(shè)工作點(diǎn)為A,輸出風(fēng)量Q1為100%,此時(shí)風(fēng)機(jī)軸功率N1同Q1與H1的乘積即面積AH1OQ1成正比。根據(jù)工藝要求,風(fēng)量從Q1降至Q2有兩種控制方法。(1風(fēng)門控制。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變,調(diào)節(jié)風(fēng)門(開度減小,即增加管網(wǎng)阻力,使管網(wǎng)阻力特性變到曲線3,系統(tǒng)工作點(diǎn)由A移到B。由圖1可見,此時(shí)風(fēng)壓反而增加,軸功率N2與面積B H2OQ2成正比,大小與N1差不多。(2調(diào)速控制。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1降到n

6、2,根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律,畫出轉(zhuǎn)速n2下的風(fēng)壓2風(fēng)量(H2Q特性,如曲線4;工作點(diǎn)由原來的A點(diǎn)移到C點(diǎn)?？梢娫谙嗤L(fēng)量Q2的情況下,風(fēng)壓H3大幅度降低,面積CH3OQ2也顯著減少;節(jié)省的功率損耗N同Q2與H的乘積面積成正比,因而32008,35(1變頻與調(diào)速EM CA 節(jié)能效果十分明顯。 圖1風(fēng)機(jī)的特性曲線由流體力學(xué)可知:風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比;風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比;軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。當(dāng)風(fēng)量減少,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí),其功率降低很多。例如,風(fēng)量下降到80%,轉(zhuǎn)速也下降到80%,軸功率將下降到額定功率的51%;如果風(fēng)量下降到50%,功率將下降到額定功率的12.5%?？紤]到附加控制裝置效

7、率的影響,這個(gè)節(jié)電數(shù)是很可觀的。3變頻調(diào)速控制的優(yōu)點(diǎn)變頻控制的優(yōu)點(diǎn)除節(jié)能外,還有以下幾點(diǎn):(1精確的速度控制。變頻器輸出頻率的精確度和分辨率都達(dá)到0.01Hz 。也就是說,1對(duì)磁極的電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)速可以以每分鐘不到1轉(zhuǎn)的速率調(diào)節(jié)。因此,在工廠中可以根據(jù)物料流量的變化,精確地控制風(fēng)機(jī)風(fēng)量,既保證物料不堵不掉,又保證可靠的運(yùn)行在最低轉(zhuǎn)速,達(dá)到盡可能大的節(jié)能效果。(2軟起動(dòng)。變頻器輸出頻率可以連續(xù)地從0到50Hz 之間變化,變化速率可以根據(jù)工藝要求設(shè)定,因此高壓風(fēng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)。通常高壓風(fēng)機(jī)容量都較大(45k W 以上,直接起動(dòng)時(shí)沖擊電流很大(57倍額定電流值,造成對(duì)電網(wǎng)的干擾,同時(shí)對(duì)電網(wǎng)容量的要求也

8、相應(yīng)增加;即使安裝附加的起動(dòng)裝置,沖擊電流仍然相當(dāng)大。而軟起動(dòng)是平穩(wěn)的,沒有沖擊電流,從根本上解決了大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)問題。(3完善的保護(hù)功能。變頻器的保護(hù)功能很強(qiáng),在運(yùn)行過程中能隨時(shí)監(jiān)測(cè)到各種故障,顯示故障類別(如電網(wǎng)電壓降低,缺相,模塊過熱,過載,直流過電壓,欠電壓等,并立即封鎖輸出電壓。這種自我保護(hù)的功能,不僅保護(hù)了變頻電源,還保護(hù)了電機(jī)不被損壞。(4操作簡單可靠。變頻器操作十分簡單,通過按鍵就能設(shè)置各種參數(shù)、完成起動(dòng)和停機(jī)操作,特別是簡化了風(fēng)機(jī)起動(dòng)的操作過程。由電網(wǎng)直接供電的電動(dòng)機(jī)2風(fēng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng),起動(dòng)前必須將風(fēng)門全部關(guān)閉,待起動(dòng)完成后,再將風(fēng)門逐漸打開至適當(dāng)?shù)奈恢?該位置必須有相當(dāng)?shù)摹帮L(fēng)量欲量”,不可能適度。而對(duì)變頻器2電動(dòng)機(jī)2風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng),風(fēng)機(jī)風(fēng)門始終在全開位置,不需要調(diào)節(jié)風(fēng)門,只要操作按鈕就能完成起動(dòng)和精確的速度控制。4結(jié)語變頻控制除上述優(yōu)點(diǎn)外,還降低了電機(jī)的損壞率,延長了使用壽命,這同樣也是一種節(jié)能,為廠家間接帶來了經(jīng)濟(jì)效益。推廣應(yīng)用變頻調(diào)速控制技術(shù),提