变频器在风机上的应用

本文格式为Word版，下载可任意编辑变频器在风机上的应用 风机是一种压缩和输送气体的机械。通过风机后排出风的压力较小者为通风机，较大者为鼓风机，统称风机。从应用方面来看，一般作如下分类：1. 二次方律风机这种风机的机械特性具有二次方律负载的特点。属于这种类型的有离心式风机、混流式风机、轴流式风机等。其中以离心式风机应用的最为普遍，其特性也最为典型。其机械特性和风机非常类似，但其空载转矩比风机小得的多，因而在低速运行时，其节能效果也比风机更加显著。2. 恒转矩风机主要是罗茨风机，其基本结构是在机壳内有两个外形相同的叶轮，安装在相互平行的两根轴上，两轴上装有完全相同，且相互啮合的一对齿轮，一为主动轮，一为从动轮。在主动轮的带动下，两个叶轮同步反相旋转，使低压腔的容积渐渐增大，气体气体进气口进入低压腔，并随着叶轮的旋转而进入高压腔。在高压腔内，由于容积的渐渐减小而压缩气体，使气体从排气口排出。罗茨风机主用于要求气压较高的分场合。一般认为，罗茨风机的机械特性具有恒转矩的特点。风机的主要参数和特性 1、 风压：管路中单位面积上风的压力称为风压，用PF表示，单位为Pa。 2、 风量：即空气的流量，指单位时间内排出气体的总量，用QF表示，单位为M3/S。 风量的调整方法与比较调整风量大小的方法有如下两种。1、调整风门的开度转速不变，故风压特性也不变，风阻特性则随风门开度的改而转变。由于风机消耗的功率与风压和风量的乘积成正比，在通过关小风门来减小风量时，消耗的电功率虽然也有所减小，但削减得不多。2、调整转速风门开度不变，故风阻特性也不变，风压特性则随转速的转变而转变，由于风机属于二次方律负载，消耗的电功率与转速的三次方成比例。两种方法的比较对于风机，由气体动力学理论可知，气体流量与风机转速的一次方成正比，风机的转矩与转速二次方成正比，而其轴功率则与转速的三次方成正比，当转速减小时，电机的输出功率将以三次方下降，在所需风量相同的状况下，调整转速的方法所消耗的功率要小得多，其节能效果是非常显著的。现行风机系统在运行过程中存的问题：（1）现行风机多采纳传统的风门挡板调整来掌握风量，风道压流损失较大，依据挡板在风道中的安装位置可分为出口挡板掌握和入口挡板掌握。出口挡板掌握,当挡板关小则增加风阻,不能广泛调整风量。入口挡板掌握比出口挡板掌握风量掌握范围广,关小入口挡板时轴功率大体与风量成比例下降。挡板调整是一种经济效益差、耗能大、维护难度大的调整方式。（2）很多设备的送风机有余量,或者依据工艺过程特性大部分时间以中低风量运转。（3）机组负荷发生变化时，只能靠调整挡板调整来调整，掌握比较困难。（4）挡板调整调整线性度差，调整品质差，同时由于频繁的对挡板调整进行操作，导致挡板调整的牢靠性下降。（5）机组负荷低，风机电动机消失大马拉小车现象，铺张大量电能。对于同类型的风机，依据风机参数的比例定律，在不同转速时的H-Q曲线如图所示。调整转速与采纳档板调整流量消耗功率的差值采纳转变风机转速和转变管网特性进行风量的调整，在调整相同风量时，其风机的特性曲线(H-Q曲线)变化不同，二种调整方法的运行工况点也不同，其运行的对比如图所示： 风机转速调整与挡板调整的特性曲线对比使用变频调速对风机进行节能改造后的效果(1）节省大量电能，实际应用节电率一般都在15%55%(2) 软启动节能，削减电机启动时的电流冲击由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于(4-7)倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严峻的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震惊时对挡板的损害极大，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头。观看变频器启动的负荷曲线，可以发觉它启动时基本没有冲击，电流从零开头，仅是随着转速增加而上升，不管怎样最大值都不会超过额定电流。因此风机变频运行延长了电动机和开关的使用寿命，避开了启动电流、启动转矩对电机的冲击，延长电机使用寿命，节约了设备的维护费用。(3) 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无功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，铺张严峻，由公式P=SCOS，Q=SSIN，其中S视在功率，P有功功率，Q-无功功率，COS功率因数，可知COS越大，有功功率P越大，一般风机的功率因数在0.7-0.85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，COS1，从而削减了无功损耗，增加了电网的有功功率。(4) 削减设备磨损，改频后电动机转速一般工作在2545Hz左右，电机转速比较低，减轻了对风机叶片磨损和轴承的磨损，延长了风机的使用年限，降低了检修费用。故障率下降，档板的机械磨损、卡死等故障不复存在了。最大限度的削减了停机、停炉对生产的影响。(5) 降低噪音风机改用变频器后，降低风机转速运行的同时，噪音大幅度地降低，同时克服了由于调整档板线性度不好，调整品质差，引起管道共振，造成系统管道产生啸鸣的缺陷，运行工况得到明显改善。(6) 能够实现机组的自动掌握以前机组负荷发生变化，只能靠调整档板来调整，掌握比较困难。变频调速装置配有计算机接口，具有开环和闭环掌握功能，可以很便利地与dcs系统联接，很简单实现机组自动掌握。变频调速即可以直接通过增减频率来调整，又可通过外置元件输入模拟量进行自动闭环调整、操作特别简洁、敏捷。 第 4 页 共 4 页