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原標題：應用案例 | 高壓變頻器在羅茨鼓風機節(jié)能改造中的應用
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1 引言
變頻調(diào)速技術以其卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果，改善設備的運行工況，提高系統(tǒng)的安全可靠性，延長設備使用壽命等優(yōu)點，成為現(xiàn)代電力傳動技術的一個發(fā)展方向。而通過調(diào)節(jié)風門、擋板開度的大小來調(diào)整受控對象的方法，不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費和設備損耗。隨著當今社會市場競爭不斷加劇，采用變頻調(diào)速技術對這類負載進行改造，成為社會的潮流。
2 用戶簡介
四川某礦業(yè)有限公司是一家股份制民營企業(yè)，是我國西部地區(qū)設備、工藝和技術較先進、產(chǎn)品質(zhì)量較好、生產(chǎn)能力較大、銷量較大的鉛鋅生產(chǎn)企業(yè)之一。該公司有一個羅茨鼓風機，用于焙燒爐供氣，焙燒爐正常生產(chǎn)時，需要保持空氣壓力為13kPa左右。但考慮到開爐及處理異常情況時的工藝要求，所選風機的富裕量達50%左右。由于羅茨鼓風機的風量余量很大，正常工作時，隨著爐子的產(chǎn)量和鋅礦石成分的變化，風機的工況也須調(diào)整。為了調(diào)節(jié)送風量，采取在送風管上放風，大量空氣排空，風機放空噪音很大，嚴重影響了周圍居民的生活。
隨著市場競爭的加劇，該礦采取各種措施降本增效。眾所周知，羅茨風機的風壓是不受風機轉(zhuǎn)速限制的，不論轉(zhuǎn)速變化如何其風壓可以保持基本不變。而風量則與風機轉(zhuǎn)速成正比的，即Q＝KN，Q：表示風量，N：表示風機轉(zhuǎn)速，K：為系數(shù)。
羅茨鼓風機屬于恒轉(zhuǎn)矩負載，其節(jié)電率與轉(zhuǎn)速降成正比即N％=△N％，雖然不同于一般風機、水泵節(jié)電率更高，但因它的功率較大，而且連續(xù)24小時工作的，開動時間亦很長。因此節(jié)電潛力大，節(jié)電效果明顯。
該公司領導基于降低生產(chǎn)成本和降低風機運行噪音兩方面考慮，決定選用變頻器對羅茨風機進行改造。經(jīng)過招標，決定采用新風光電子公司生產(chǎn)的JD-BP38-450F （450kW/10kV）高壓變頻器對羅茨鼓風機進行調(diào)速改造。
現(xiàn)場羅茨鼓風機參數(shù)如表1、表2所示。
3 新風光JD-BP38系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)技術特點
風光牌JD-BP38系列高壓變頻器以高速DSP為控制核心，采用無速度矢量控制技術、功率單元串聯(lián)多電平技術，屬高-高電壓源型變頻器，其諧波指標遠小于IEEE519-1992的諧波標準，輸入功率因數(shù)高，輸出波形質(zhì)量好，不必采用輸入諧波濾波器、功率因數(shù)補償裝置和輸出濾波器；不存在諧波引起的電機附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動、噪音、輸出dv/dt、共模電壓等問題，可以使用普通的異步電機。具體來說，風光高壓變頻器除具有一般普通變頻器的性能外，還具有以下突出特點：
(1)采用高速DSP作為中央處理器，運算速度更快，控制更精準。
(2)矢量控制技術，通過測量和控制交流電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對交流電動機的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進行控制，從而達到控制交流電動機轉(zhuǎn)矩的目的。啟動轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應快，調(diào)速精度高，帶負載能力強。
(3)快速飛車啟動功能。能夠識別電機的速度并在電機不停轉(zhuǎn)的情況下直接起動。在變頻器受到負載沖擊保護后可對其自動復位，然后再自動啟動，即可避免重要場合（如水泥廠高溫風機）變頻保護停機造成的損失?？焖亠w車啟動技術可實現(xiàn)變頻器在0.1s之內(nèi)從保護狀態(tài)復位重新帶載運行。
(4)工頻/變頻無擾切換技術?，F(xiàn)在的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一般設置工頻旁路切換柜，變頻器發(fā)生故障時能使高壓電機轉(zhuǎn)至工頻運行，旁路切換有手動旁路和自動旁路切換兩種型式，手動旁路需人工操作，適應于無備用裝置或不重要的運行工況，自動旁路可在變頻器發(fā)生故障后直接自動轉(zhuǎn)換至工頻運行。新風光公司提供的自動旁路切換柜，不僅可實現(xiàn)變頻故障情況下自動由變頻轉(zhuǎn)換至工頻運行狀態(tài)，還可實現(xiàn)在變頻檢修完畢后由工頻瞬間轉(zhuǎn)換至變頻運行的功能，整個轉(zhuǎn)換過程不會對用戶設備的運行造成任何影響。
(5)電網(wǎng)瞬時掉電重啟技術，電網(wǎng)瞬間掉電可自動重啟，可提供最長60s的等待時間。
(6)線電壓自動均衡技術（星點漂移技術）。變頻器某相有單元故障后，為了使線電壓平衡，傳統(tǒng)的處理方法是將另外兩相的電壓也降至與故障相相同的電壓，而線電壓自動均衡技術通過調(diào)整相與相之間的夾角，在相電壓輸出最大且不相等的前提下保證最大的線電壓均衡輸出。
(7)振蕩抑制技術，電機輕載或者空載的時候會出現(xiàn)局部不穩(wěn)定現(xiàn)象，這時電流幅值波動很大，電流的振蕩有可能會導致系統(tǒng)因為過流或過壓而觸發(fā)保護。新風光公司采用優(yōu)越的電流算法，有效地抑制電流的振蕩，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。
(8)多機主從控制技術，變頻器具備主從控制功能，多臺變頻器之間可通過數(shù)據(jù)總線組成主從控制網(wǎng)絡。將其中的一臺設為主機，其他設為從機，主機實時采集各從機的狀態(tài)信息，同時發(fā)送給各從機頻率、轉(zhuǎn)矩指令，實現(xiàn)各臺變頻器的功率平衡和綜合控制。該技術適用于皮帶機、摩擦式提升機等需要功率平衡控制的場合。
(9)輸出電壓自動穩(wěn)壓技術，變頻器實時檢測各單元母線電壓，根據(jù)母線電壓調(diào)整輸出電壓，從而實現(xiàn)自動穩(wěn)壓功能。避免電網(wǎng)波動對輸出電壓的影響。
(10)故障單元熱復位技術，若單元在運行中故障，且變頻器對其旁路繼續(xù)運行，此時可在運行中對故障單元進行復位，不必等變頻器停機。
(11)單元直流電壓檢測：實時顯示檢測系統(tǒng)的直流電壓，從而實現(xiàn)輸出電壓的優(yōu)化控制，降低諧波含量，保證輸出電壓的精度，提升系統(tǒng)控制性能，并可使保證運行維護人員實現(xiàn)對功率單元運行狀況的全面把握。
(12)具備突發(fā)相間短路保護功能。如果由于設備原因及其他原因造成輸出短路，此時如果變頻器不具備相間短路保護功能，將會導致重大事故。變頻器在發(fā)生類似問題時能夠立即封鎖變頻器輸出，保護設備不受損害，避免事故的發(fā)生。
(13)限流功能：當變頻器輸出電流超過設定值，變頻器將自動限制電流輸出，避免變頻器在加減速過程中或因負載突然變化而引起的過流保護，最大限度減少停機次數(shù)。
(14)多種控制方式，可選擇本機控制、遠控盒控制、DCS控制支持MODBUS、PROFIBUS等通訊協(xié)議頻率設定可以現(xiàn)場給定、通訊給定等支持頻率預設、加減速功能。
4 高壓變頻器主回路控制方案
高壓變頻器設備安裝在風機值班室內(nèi)，原高壓柜至電機的高壓電纜用做改造時電機至變頻器連接電纜，變頻器至高壓柜電纜重新敷設，同時敷設集控室至高壓變頻器的控制電纜用于變頻器的遠程控制，采集現(xiàn)場設備狀態(tài)信號，實現(xiàn)設備的實時調(diào)節(jié)及信號反饋。此外還需敷設一根高壓柜至變頻器的控制電纜，用于高壓柜合閘允許和高壓柜緊急分閘控制。
一次接線如圖1所示。
圖1 手動旁路柜
圖1旁路柜中，共有3個高壓隔離開關，為了確保不向變頻器輸出端反送電，K2與K3采用電磁互鎖操動機構，實現(xiàn)電磁互鎖。當K1、K3閉合，K2斷開時，電機變頻運行；當K1、K3斷開，K2閉合時，電機工頻運行，此時變頻器從高壓中隔離出來，便于檢修、維護和調(diào)試。
旁路柜必須與上級高壓斷路器DL連鎖，DL合閘時，絕對不允許操作旁路隔離開關與變頻輸出隔離開關，以防止出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，確保操作人員和設備的安全。
故障分閘：將變頻器“高壓分斷”信號與旁路柜“變頻投入”信號串聯(lián)后，并聯(lián)于高壓開關分閘回路。在變頻投入狀態(tài)下，當變頻器出現(xiàn)故障時，分斷變頻器高壓輸入；旁路投入狀態(tài)下，變頻器故障分閘無效。保護：保持原有對電機的保護及其整定值不變。
5 羅茨鼓風機改造運行情況
羅茨鼓風機高壓變頻器一次正式投入運行，至今運行正常兩年。改造達到了預期目的。羅茨鼓風機電機電流大大減小，風機運行噪聲大大降低。變頻運行后，送風管上防風管關閉，根據(jù)焙燒爐生產(chǎn)量的大小，隨時調(diào)節(jié)羅茨鼓風機的風量大小，滿足生產(chǎn)沸騰爐的工藝要求，而且現(xiàn)場人員操作非常方便。
5.1節(jié)能計算
2015年6月該公司節(jié)能服務中心隨機對羅茨鼓風機高壓變頻器進行了測試，記錄數(shù)據(jù)如表3所示。
根據(jù)表3，羅茨鼓風機工頻運行時，功率因數(shù)取0.8，電源電壓10.20kV，計算每小時耗電為：327.9kW。羅茨鼓風機變頻運行時，功率因數(shù)為0.97，變頻輸入電壓10.20kV，計算每小時耗電為：169.5kW。較工頻運行時每小時節(jié)約電量158.2kW。每年運行300d，每天運行24h，那么年節(jié)約電量：158.2kW×24h×300d=113.9萬kW? h。
通過以上變頻運行數(shù)據(jù)，在與生產(chǎn)工況基本相同的工頻運行相比，電機電流、消耗功率大大減小，節(jié)能效果是非常明顯的。
5.2間接效益
?。?）有效地改善了現(xiàn)場運行環(huán)境。采用變頻調(diào)速后，大大減少了風機管道震動頻率和噪音。消除了風機的旁路放空噪聲，解決了風機擾民問題，改善了工人的工作環(huán)境。
?。?）減少了維護工作量和維護費用，延長了設備的使用壽命。由于采用了變頻調(diào)速技術，電機啟動、調(diào)速平穩(wěn)，不存在啟動電流沖擊，而且羅茨鼓風機和驅(qū)動電機都處于相對額定轉(zhuǎn)速較低的轉(zhuǎn)速上，因而其零部件的機械磨損減少，降低了維護費用，延長了風機使用壽命。
?。?）改變了過去以調(diào)節(jié)出口空氣排放方式來調(diào)節(jié)風量的生產(chǎn)方式，勞動強度減輕，調(diào)節(jié)的及時性好，提高了產(chǎn)品的合格率。
6 結束語
該羅茨風機經(jīng)過變頻改造之后，不僅達到了良好的節(jié)能效果，降低了噪音，并且提高了企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。隨著國家對節(jié)能減排的越來越重視，企業(yè)通過各種措施降低生產(chǎn)成本，其中變頻技術起到了重要作用。
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SAJ8000F風機專用型
產(chǎn)品特點
■針對風機節(jié)能控制設計
■內(nèi)置PID和先進的節(jié)能軟件
■高效節(jié)能，節(jié)電效果20%～60%(根據(jù)實際工況而定)
■簡便管理、安全保護、實現(xiàn)自動化控制
■延錦工機設備壽命、保護電網(wǎng)穩(wěn)定、保減磨損，降低故障率
■實現(xiàn)軟啟，制動功能
更多描述
應用行業(yè):
□羅茨風機□礦山風機□離心風機□工業(yè)風機□環(huán)境工程
一、SAJ-8000F變頻器在鍋爐風機節(jié)能中的應用
目前在我國各行各業(yè)的各類機械與電氣設備中與風機配套的電機約占全國電機裝機量的60%，耗用電能約占全國發(fā)電總量的三分之一。特別值得一提的是，大多數(shù)風機在使用過程中都存在大馬拉小車的現(xiàn)象，加之因生產(chǎn)、工藝等方面的變化，需要經(jīng)常調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、溫度等；目前，許多單位仍然采用落后的調(diào)節(jié)檔風板或閥門開啟度的方式來調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、溫度等。這實際上是通過人為增加阻力的方式，并以浪費電能和金錢為代價來滿足工藝和工況對氣體流量調(diào)節(jié)的要求。這種落后的調(diào)節(jié)方式，不僅浪費了寶貴的能源，而且調(diào)節(jié)精度差，很難滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及服務等方面的要求，負面效應十分嚴重。
變頻調(diào)速器的出現(xiàn)為交流調(diào)速方式帶來了一場革命。隨著近十幾年變頻技術的不斷完善、發(fā)展。變頻調(diào)速性能日趨完美，已被廣泛應用于不同領域的交流調(diào)速。為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益，推動了工業(yè)生產(chǎn)的自動化進程。
變頻調(diào)速用于交流異步電機調(diào)速，其性能遠遠超過以往任何交、直流調(diào)速方式。而且結構簡單，調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、安裝調(diào)試使用方便、保護功能完善、運行穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果顯著，已經(jīng)成為交流電機調(diào)速的最新潮流。
二、變頻節(jié)能原理：
1.風機運行曲線
采用變頻器對風機進行控制，屬于減少空氣動力的節(jié)電方法，它和一般常用的調(diào)節(jié)風門控制風量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。
由圖可以說明其節(jié)電原理：
圖中，曲線（1）為風機在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風壓一風量（H-Q）特性，曲線（2）為管網(wǎng)風阻特性（風門全開）。曲線（4）為變頻運行特性（風門全開）
假設風機工作在A點效率最高，此時風壓為H2，風量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風量需要從Q1減至Q2，這時用調(diào)節(jié)風門的方法相當于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線（3），系統(tǒng)由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出，風壓反而增加，軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調(diào)速控制方式，風機轉(zhuǎn)速由n1降到n2，根據(jù)風機參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2風量（Q-H）特性，如曲線（4）所示?？梢娫跐M足同樣風量Q2的情況下，風壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)能的經(jīng)濟效果是十分明顯的。
2.風機在不同頻率下的節(jié)能率
從流體力學原理得知，風機風量與電機轉(zhuǎn)速功率相關：風機的風量與風機（電機）的轉(zhuǎn)速成正比，風機的風壓與風機（電機）的轉(zhuǎn)速的平方成正比，風機的軸功率等于風量與風壓的乘積，故風機的軸功率與風機（電機）的轉(zhuǎn)速的二次方成正比（即風機的軸功率與供電頻率的二次方成正比）：
頻率f(Hz)
轉(zhuǎn)速N%
流量O%
揚程H%
軸功率P%
節(jié)電率
50
100%
100%
100%
100%
0.00%
45
90%
90%
81%
72.9%
27.10%
40
80%
80%
64%
51.2%
48.80%
35
70%
70%
49%
34.3%
65.70%
30
60%
60%
36%
21.6%
78.40%
25
50%
50%
25%
12.5%
87.5%
根據(jù)上述原理可知改變風機的轉(zhuǎn)速就可改變風機的功率。
例如：將供電頻率由50Hz降為45Hz，
則P45/P50=453/503=0.729，
即P45=0.729P50將供電頻率由50 Hz降為40Hz，
則P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50
三、鍋爐風機的變頻節(jié)能改造：
鍋爐的變頻節(jié)能改造通常是指對鍋爐風機的變頻節(jié)能改造。
鍋爐風機在設計時是按最大工況來考慮的，在實際使用中有很多時間風機都需要根據(jù)實際工況進行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的做法是用開關風門、閥門的方式進行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方式增大了供風系統(tǒng)的節(jié)流損失，在啟動時還會有啟動沖擊電流，且對系統(tǒng)本身的調(diào)節(jié)也是階段性的，調(diào)節(jié)速度緩慢，減少損失的能力很有限，也使整個系統(tǒng)工作在波動狀態(tài)；而通過在鍋爐風機上加裝變頻調(diào)速器(裝置)則可一勞永逸的解決好這些問題，可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，并可通過變頻節(jié)能收回投資。鍋爐的變頻改造方案一例如下：
目前鍋爐風機的裝機概況：2×75KW，1×55KW。
所有風機均采用一對一（即一臺變頻器配一臺電機）的配置方式，保留原工頻系統(tǒng)且與變頻系統(tǒng)互為備用，一般情況下的調(diào)節(jié)方式均為開環(huán)調(diào)節(jié)。
四、投資與節(jié)能：
變頻節(jié)能系統(tǒng)（裝置）在各類調(diào)速系統(tǒng)中使用時其節(jié)能效果對于單臺設備可做到20-55%，在風機這類設備的一般應用的節(jié)能效果平均也可做到20-50%，在未受到其它因素的影響的情況下一般可取平均值，這些節(jié)能效果平均值是由實際應用中得到，權威性數(shù)據(jù)可由市場上公開出售的資料（書）查到；通過這些數(shù)據(jù)再進行一些簡單的投資回收率的計算可知：變頻節(jié)能系統(tǒng)（裝置）的投資回收期一般為
6-15個月（這是經(jīng)驗值也是權威數(shù)據(jù)）。
附:安裝尺寸(單位:mm)
機型
L2
L3
W1
H1
V5R5F3
237
249
155
144
159
169
V7R5F3
V011F3
324
336
354
210
165
164
178
V015F3
V18R5F3
370
383
406
267
200
210
224
V022F3
V030F3
V037F3
437
458
475
295
200
225
239
V045F3
V055F3
500
522
535
338
253
250
260
V075F3
553
568
592
332
200
271
285
V093F3
600
620
646
380
300
300
314
V110F3
V132F3
895
925
950
472
350
330
344
V160F3
V185F3
1230
1270
600
179
408
412
V200F3
V220F3
1645
730
470
V250F3
V280F3
V315F3
1885
850
470
V355F3
如圖所示:
總壓參數(shù)表如下
總壓頭對照表：（αS=0.
5）正常運行：系統(tǒng)運行時，計算機會自動控制上漿泵的轉(zhuǎn)速，保證總壓頭的實際值在其給定值附近允許的范圍內(nèi)變化。
2．漿位控制
在雙勻漿輥氣墊式流漿箱中，漿位控制回路是總壓控制回路中的一個中間環(huán)節(jié)，在總壓調(diào)節(jié)過程中，會使?jié){位產(chǎn)生不斷的波動，這就要依靠漿位調(diào)節(jié)回路不斷進行調(diào)整，使液位穩(wěn)定在一定的高度上。
1）漿位檢測：利用差壓式液位變送器LT—102檢測漿位，其法蘭部安裝在流漿箱底部外側。低壓側通過導引管安裝在流漿箱上部的外側，根據(jù)其差壓測定漿位高度。如
2）漿位設置：根據(jù)實際要求設置在0.2-0.4米之間
3）漿位控制：計算機根據(jù)漿位的設定值、實測值及漿位于總壓頭之間的耦合關系，經(jīng)過相應的控制處理后，給出控制信號（4~20mA DC），通過風機變頻器控制羅茨風機的鼓風量。若漿位偏低則減少風量，反之，若漿位偏高則增加風量，直到液位達到設定值為止。風機速度也可在人機界面上設置成手動狀態(tài)，由手動確定其轉(zhuǎn)速。此功能在調(diào)試時可加以利用。
4）正常運行：理想漿位調(diào)節(jié)，應使?jié){位的波動在允許的范圍既要確保漿面的浮漿和氣泡通過溢流槽全部溢流，又要使?jié){位調(diào)節(jié)對總壓頭的影響為最小。
3.控制示意圖
三．電氣硬件設計
根據(jù)技術協(xié)議，采用西門子200SMART系列的PLC，系統(tǒng)控制一臺羅茨風機，一臺沖漿泵及兩個勻漿輥共4個電機，（風機與兩臺勻漿輥采用易能ENC600控制，沖漿泵用戶自備）另外設備開啟后必須設計運行反饋以達到用戶要求，同時必須控制流漿箱內(nèi)的液位變送器及壓力變送器，另外為方便操作增加冗余作為預留，設計圖紙如下
柜內(nèi)實物圖
四．PLC程序設計
程序中某些數(shù)據(jù)必須具備掉電保存功能，必須設置以下參數(shù)
五.上位機程序設計
依據(jù)用戶要求設計相應的按鈕，棒圖，趨勢圖等，如下圖
六.現(xiàn)場調(diào)試
此設備中有三相動力電纜，也有信號線，為系統(tǒng)穩(wěn)定性必須分開單獨敷設，以達到控制要求。
上電后，檢查通訊是否正常；測試壓力液位通道是否正常；啟動設備觀察電機轉(zhuǎn)向，反饋等是否正常；設備啟動前，設定好合適的液位，根據(jù)車速設定總壓，先打成手動模式，觀察壓力液位是否正常，待壓力，液位達到設定值附近，切換成自動模式，觀察有無異常。
七．總結
本文介紹了以西門子SMART PLC的流漿箱控制系統(tǒng)，粗略介紹了控制回路設計，PLC程序設計，上位機程序設計等，希望能給用到SMART PLC的同行有所幫助。文中部分內(nèi)容源源自網(wǎng)絡，如有不妥，敬請海涵，上文中如有不足之處，還請各位同行多多批評指導，謝謝！
關鍵錦工：
易能變頻器
選型
應用
一、設備簡介
變頻調(diào)速必須具備的兩個基本條件：1、電動機軸上的輸出功率大于或等于負載所需要的功率;2、電動機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩大于或等于負載的阻轉(zhuǎn)矩。(即變頻器輸出功率大于或等于電動機的額定功率，變頻器的輸出電流大于或等于電動機的額定電流)-最大電流原則。
注：電動機功率相同但磁極對數(shù)不同，電動機的額定轉(zhuǎn)矩與額定電流也不相同。
二、恒轉(zhuǎn)矩負載的變頻調(diào)速
1、恒轉(zhuǎn)矩負載的主要特點：
負載轉(zhuǎn)矩大小取決于負載的輕重，與轉(zhuǎn)速無關；
負載功率大小與轉(zhuǎn)速成正比。
2、恒轉(zhuǎn)矩負載調(diào)試舉例：
皮帶輸送機
電動機名牌：功率：30KW 轉(zhuǎn)速：1470r/min 電流：56.8A 電機級數(shù)：4級 額定頻率：50HZ
變頻器選型:EDS1000-4T0300G/0370P 功率-30KW 電流-60A
變頻器參數(shù)設置：F0.00=2(端子UP/DOWN調(diào)節(jié)設定頻率) F0.02=1(端子運行命令控制) F0.03=110(禁止反轉(zhuǎn)) F0.08=10S(加速時間) F0.09=10S(減速時間) F0.11=20HZ (下限頻率)F0.14=4.0(轉(zhuǎn)矩提升) F1.00=0(從起動頻率起動) F1.01=6HZ(起動頻率) F1.02=2S(起動頻率持續(xù)時間) F1.05=0(減速停機) F2.05=5HZ(載波頻率) F5.00=19(X1三線式控制) F5.01=16(X2頻率遞增UP) F5.02=17(X3頻率遞減DOWN) F5.08=2(三線式控制模式一) F9.04=95%(電機過載保護系數(shù))
塑料擠出機
電動機名牌：功率：55KW 轉(zhuǎn)速：1480r/min 電流：102.5A 電機級數(shù)：4級 額定頻率：50HZ
變頻器選型：EDS1000-4T0550G/0750P 功率-55KW 電流-112A
變頻器參數(shù)設置：F0.00=00(鍵盤模擬電位器設置)F0.02=0(操作鍵盤運行控制) F0.08=15S(加速時間) F0.09=15S(減速時間) F0.14=4.0(轉(zhuǎn)矩提升) F1.00=0 (從起動頻率起動)F1.01=6HZ(起動頻率) F1.02=2S(起動頻率持續(xù)時間)F1.05=0(減速停機)F9.04=92%(電機過載保護系數(shù))
鉆井提升機
電動機名牌：功率：37KW 轉(zhuǎn)速：1440r/min 電流：69.8A 電機級數(shù)：4級 額定頻率：50HZ
變頻器選型：EDS1000-4T0370G/0450P 功率-37KW 電流：75A
變頻器參數(shù)設置：F0.00=04(VCI模擬設定) F0.02=1(端子運行命令控制) F0.08=10S(加速時間) F0.09=3S(減速時間) F0.14=2.0(轉(zhuǎn)矩提升) F1.05=2(減速 直流制動停機) F1.06=15HZ(停機時直流制動起始頻率) F1.07=0.5S(停機時直流制動時間) F1.08=8%(停機時直流制動電壓) F3.30=15(TB-TC斷電抱閘信號) F5.00=11(故障復位) F9.04=93%(電機過載保護系數(shù))
注：配置制動單元與制動電阻的型號：制動單元：2545- 制動電流:25A 功率:45KW以下
制動電阻：10KW 16Ω
3、恒轉(zhuǎn)矩負載調(diào)試存在問題與解決辦法:
起動力矩不夠低頻運行電流偏大限流或者過流保護運行中負載稍有增加，電機容易堵轉(zhuǎn)。
解決辦法：
加大機械傳動比，以減輕電動機軸上的阻轉(zhuǎn)矩;
采用有反饋矢量控制方式，可以使起動轉(zhuǎn)矩增加至電動機額定轉(zhuǎn)矩的180%-200%，低頻運行帶載能力增強;
如果轉(zhuǎn)矩提升預置較小則適當增加轉(zhuǎn)矩提升值或者設置自動轉(zhuǎn)矩提升;
適當降低電動機的基本頻率，以加大電動機的工作磁通，但基本頻率不宜低于45HZ;
預置轉(zhuǎn)差頻率補償功能，以增強電動機的帶載能力;
適當設置起動頻率，以增加起動力矩;
適當降低載波頻率，以提高變頻器的輸出電壓;
功率相同，改選6級電機，以增加電動機的電磁轉(zhuǎn)矩。
三、 恒功率負載的變頻調(diào)速
1、恒功率負載的主要特點：
恒功率負載的功率大小恒定與轉(zhuǎn)速無關;恒功率負載的阻轉(zhuǎn)矩大小與轉(zhuǎn)速成反比例關系。
2、恒功率負載調(diào)試舉例：
工業(yè)洗衣機
電動機名牌：功率：11KW 轉(zhuǎn)速：1460r/min 電流：21.4A 電機級數(shù)：4級 額定頻率：60HZ
變頻器選型：EDS1000-4T0110G/0150P 功率-11KW 電流-25A
變頻器參數(shù)設置：F0.01=8 F0.02=1 F0.08=40 F0.09=40 F0.10=110 F0.13=1 F0.14=2 F0.15=4 F1.05=1 F2.05=5 F2.18=80 F2.19=80 F2.20=150 F2.21=150 F2.22=170 F2.23=170 F2.30=11 F2.31=70 F2.32=90 F2.37=3 F2.38=8 F2.39=8 F2.40=30 F2.41=25 F2.42=50 F2.43=40 F2.44=80 F5.00=1 F5.01=2 F5.02=7 F5.03=8 F8.03=60 F9.04=120% F9.09=180%
注：配置制動電阻型號：功率：1KW 阻值：50Ω
布匹卷繞機
電動機名牌：功率：15KW 轉(zhuǎn)速：1460r/min 電流：30.4A 電機級數(shù)：4級 額定頻率：50HZ
變頻器選型：EDS1000-4T0150G/0185P 功率-15KW 電流-33A
變頻器參數(shù)設置:F0.02=1 F0.08=15 F0.09=15 F0.10=85 F0.14=2 F1.05=2 F1.06=10 F1.07=0.5 F1.08=8 F2.05=5 F3.00=1 F3.01=1 F3.02=1 F3.05=20% F3.08=1.15 F3.09=1.15 F3.21=9.999 F9.04=92% F9.08=150% F9.09=180%
注：配置制動電阻型號：功率：1KW 阻值：40Ω
空壓機(脈動轉(zhuǎn)矩負載)-恒壓供氣
電動機名牌：功率：30KW 轉(zhuǎn)速：1470r/min 電流：56.8A 電機級數(shù)：4級 額定頻率：50HZ
變頻器選型：EDS1000-4T0370G/0450P 功率-37KW 電流-75A
變頻器參數(shù)設置：F0.02=1 F0.08=30S F0.09=40S F0.11=20HZF1.05=0F3.00=1F3.01=0F3.02=0 F3.05=3.5V F3.21=9.99V F9.04=120%
注：空壓機為脈動轉(zhuǎn)矩負載,電機過載能力較強，因此，變頻選型時功率按G型機放大一檔，避免變頻器工作中頻繁過流保護動作而影響生產(chǎn)。
3、恒功率負載調(diào)試存在問題與解決辦法：
恒功率負載如何配置電動機功率與變頻器功率;
恒功率負載的最大工作頻率不易超過多大為宜;
恒功率負載快速停車時，存在電動機處于發(fā)電狀態(tài)，致使變頻器直流母線電壓升高，最終導致變頻器跳過電壓或過電流保護。
解決辦法：
考慮電動機工作在額定頻率以上時，其有效轉(zhuǎn)矩線具有恒功率特性，充分利用電動機調(diào)速過程中的恒功率區(qū)來帶動恒功率負載，使二者的特性相接近。另外，考慮恒功率負載工作在額定頻率以上電動機存在短時過載，變頻器選型需加大一擋;
考慮軸承的最大承受能力、轉(zhuǎn)子的動態(tài)平衡問題以及軸承的抗振動能力，恒功率負載的最大工作頻率以不超過三倍的電動機額定頻率為宜;
配置制動單元與制動電阻或配置能量回饋單元以及啟動變頻停機直流制動功能、過壓失速功能和自動穩(wěn)壓功能或采用電磁制動器剎車。注：制動電阻阻值過大，制動力矩不夠，變頻跳過壓保護;制動電阻阻值過小，制動力矩過大，變頻跳過流保護。
四、 平方轉(zhuǎn)矩負載(二次方律負載)的變頻調(diào)速
1、平方轉(zhuǎn)矩負載的主要特點：
平方轉(zhuǎn)矩負載的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比；
平方轉(zhuǎn)矩負載的功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比
2、平方轉(zhuǎn)矩負載調(diào)試舉例：
鍋爐引風機、鼔風機(羅茨風機屬恒轉(zhuǎn)矩負載，變頻器選型按G型機選擇)
電動機名牌：功率：55KW 轉(zhuǎn)速：2980r/min 電流：102.7A 電機級數(shù)：2級 額定頻率：50HZ
變頻器選型：EDS1000-4T0450G/0550P 功率-55KW 電 -112A
變頻器參數(shù)設置：F0.00=4 F0.02=1 F0.08=30 F0.09=30
F0.14=0 F0.15=1 F0.16=1 F1.00=1或2 F1.03=8%
F1.04=0.5 F1.05=0 F2.02=1 F3.30=15 F9.04=92%
F9.09=200%
注：如果風機在變頻啟動前其葉倫是反向運轉(zhuǎn)或故障時自由運轉(zhuǎn)狀態(tài)，變頻需設置啟動前直流制動或轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動功能，否則變頻器限流啟動不起來或跳過流保護。
離心式水泵(恒壓供水一拖一)(注：螺桿泵、泥漿泵、往復式柱塞泵、真空泵等為恒轉(zhuǎn)矩負載，變頻器選型時按G型機選擇)
電動機名牌：功率：55KW 轉(zhuǎn)速：2980r/min 電流：102.7A 電機級數(shù)：2級 額定頻率：50HZ
變頻器選型：EDS1000-4T0450G/0550P 功率-55KW 電流- -112A
(消防巡檢泵變頻器選型原則二選一，此例變頻選型為：EDS1000-4T0220G/0300P 功率-30KW 電流-60A其中必須調(diào)整V/F曲線以及提高限流水平，否則變頻限流。)
變頻器參數(shù)設置：F0.02=1 F0.08=30 F0.09=30 F0.14=0
F0.15=1 F0.16=1 F1.05=1 F2.02=1 F3.00=2 F3.01=0
F3.02=0 F3.03=0.35MP(目標壓力設定值) F3.08=1.15
F3.09=1.15 F3.21=1MP F3.26=1 其中F3.16-F3.19 休眠
與蘇醒功能根據(jù)客戶要求設定或設置F0.11=35(下限頻率)F0.12=2 (下限頻率運行模式-自由停機)
注：
1、恒壓供水一拖二需曾設置F5.10-F5.13=21 F3.25=0001或0002以上(水泵自由切換時間間隔-水泵防銹死功能)。
2、當F3.00設置為1時，數(shù)字給定值F3.03(電壓值)將作為通用PID閉環(huán)控制系統(tǒng)的給定量，必須將F3.21設置為9.99V;當F3.00設置為2時，啟用恒壓供水PID控制功能，數(shù)字給定值F3.03(壓力值)將作為恒壓供水控制系統(tǒng)的目標壓力設定值，其上限值為F3.21，必須將F3.21設置為遠傳壓力表的量程或壓力變送器的量程，否則系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定。
3、遠傳壓力表與變頻器之間的接線：遠傳壓力表內(nèi)部有一個滑動變阻器，其滑動端與壓力表的指針相連接，當壓力變化時，滑動變阻器滑動端的位置也隨之改變。遠傳壓力表電阻值量程范圍為300-400歐姆，可以用萬用表的電阻檔分別測量遠傳壓力表任意兩端的電阻值，三組電阻值做比較便可找出滑動變阻器的高阻端、中間端(滑動端)、低阻端，其中高阻端接變頻器10V電壓，中間端接變頻器VCI，低阻端接變頻器GND(當接上遠傳壓力表時，變頻器的10伏電壓有可能被拉低，有萬用表的直流電壓檔測量10V與GND之間的電壓，如果此時測量電壓為8.5V，那么將對應參數(shù)F3.07設置為85%(最大給定量對應的反饋量)，否則系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定。
4、電流輸出型壓力變送器(4-20mA)與變頻器之間的接線：
a、兩線式壓力變送器的紅線接變頻器24V電壓，黑線接變頻器CCI，用導線短接變頻器COM與GND;
b、四線式壓力變送器24V接變頻器24V,COM接變頻器COM,CCI接變頻器CCI，GND接變頻器GND即可，對應參數(shù)F3.05須設置為20%(最小給定量對應的反饋量)，否則系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定。
5、電壓型輸出壓力變送器(0-10V或0-5V)與變頻器之間的接線：壓力變送器的紅線接變頻器24V，綠線接變頻器VCI,黑線接變頻器GND即可。
6、PID預置原則和PID調(diào)整依據(jù)：
、PID預置原則 a、比例增益Kp，初次調(diào)試時，Kp可按中間偏大值來預置。b、積分時間I或積分增益Ki，I或Ki的取值與拖動系統(tǒng)的時間常數(shù)有關，拖動系統(tǒng)的時間常數(shù)較小者，積分時間I應設置短些(積分增益Ki設置長些);反之，拖動系統(tǒng)的時間常數(shù)較大者，積分時間I應設置長些(積分增益Ki設置短些)。C、微分時間D或微分增益Kd, D 或Kd的取值與拖動系統(tǒng)的時間常數(shù)有關，拖動系統(tǒng)的時間常數(shù)較小者，微分時間D或者微分增益Kd應設置短些;反之，拖動系統(tǒng)的時間常數(shù)較大者，微分時間D或者微分增益Kd應設置長些。
、PID調(diào)整依據(jù)，如果PID預置不當，主要現(xiàn)象和調(diào)整方法如下：a、被控量在目標值附近震蕩，首先加大積分時間I或減小積分增益Ki,如仍有震蕩，可適當減小比例增益Kp。
b、被控量在變化后難以恢復，首先加大比例增益Kp,如反應仍較遲緩，可適當減小積分時間I或增大積分增益Ki.如果有微分功能者，還可以加大微分時間D或加大微分增益Kd.
以上為恒壓供水參數(shù)調(diào)試技巧，僅供參考. 潛水泵/深井泵
電動機名牌：功率：25KW 轉(zhuǎn)速：2960r/min 電流：53A 電機級數(shù)：2級 額定頻率：50HZ
變頻器選型：EDS1000-4T0300G/0370P 功率-30KW 電流-60A
變頻器參數(shù)設置：F0.02=1 F0.08=15 F0.09=15
F0.11=20HZ F0.14=2 F0.15=0 F0.16=1 F1.00=0 F1.01=10 F1.02=0.5 F1.05=1 F2.02=1 F3.00=2 F3.01=0 F3.02=0 F3.03=0.35MP(目標壓力設定值) F3.08=1.15
F3.09=1.15 F3.21=1MP F3.26=1 F9.04=120% F9.09=200%
注：潛水泵電動機過載能力極強，變頻啟動時，啟動電流非常大，變頻器容易限流保護或跳E009電機過載保護，所以，變頻器選型時注意：變頻器與電動機之間的距離超過50米時，變頻器按水泵同等功率G型機選型;若變頻器與電動機之間距離超過100時，則變頻器按水泵同等功率G型機功率放大一檔，考慮潛水泵/深井泵的散熱問題，變頻器應設置下限頻率。同時變頻器輸出電纜應加粗，變頻器與電動機之間必須加交流輸出電抗器，否則變頻器無法正常工作。另外，尤其是新井或長期擱置的備用井，第一次變頻器在起動之前，必須利用工頻起動沖擊運行一段時間，進行水泵與電機的磨合，否則變頻起動過程中容易頻繁過流保護或限流保護。再次，潛水泵下井時，每下一段井深需反復利用變頻器的正反轉(zhuǎn)功能進行水泵與電機的磨合，否則變頻起動過程中容易頻繁過流保護或限流保護。
3、 平方轉(zhuǎn)矩負載調(diào)試存在問題與解決辦法：
啟動限流；
額定頻率附近電動機過載。
解決辦法：
降低轉(zhuǎn)矩提升，調(diào)整V/F曲線以及加大限流水平；
降低變頻器輸出頻率或加大電動機額定頻率；
若為潛水泵負載，則需設置啟動頻率，變頻器功率加大一檔，變頻器輸出電纜加粗，變頻器與電動機之間加交流輸出電抗器。
五、 以下應用場合，必須考慮加大變頻器的容量，(至少放大一檔或兩檔)：
、多級電機，同等功率，電機級數(shù)為6級或8級電機，變頻器額定電流小于電動機額定電流;
、電動機允許過載時間大于2分鐘(例：潛水泵、深井泵);
、低頻重載啟動，加減速時間有特殊要求：a、快速啟停;b、頻繁點動。(例：擠壓成型機、水泥回轉(zhuǎn)窯、球磨機)注：增加電動機的級對數(shù)或增大減速機的減速比對于低頻重載起動的負載尤其適用。
、沖擊負載(離合器連接負載);
、不均衡負載(例：攪拌機、粉碎機、軋鋼機);
、大慣性負載(例：沖床、離心機、水泥旋轉(zhuǎn)窯、陶瓷回轉(zhuǎn)磨);
、四象限運行負載(例：升降機、起重機、抓斗機);
、脈動轉(zhuǎn)矩負載(例：空壓機、深井泵/潛水泵、振動機、泥沙泵、油壓泵、音樂噴泉);
、高速運轉(zhuǎn)負載(例：木工機械、機床、紡織機械、印刷機械);
、同步電動機或繞線式異步電動機。注：對于連續(xù)、斷續(xù)以及短時負載，變頻器選型應按最大電流原則選擇為基準。(例：數(shù)控車床、龍門刨床等)
六、 單臺變頻器拖動多臺電動機時，變頻器的選型與應用
1、多臺電動機同時起停 變頻器選型原則：只需要將電動機的起動電流限制在一定范圍內(nèi)，則變頻器的額定電流大于或等于所有電動機的額定電流之和即可。其計算表達式：
In≥(1.05-1.1)∑Imn
注：In-變頻器的額定電流;∑Imn-同時運行電動機的額定電流之和。
2、多臺電動機分別起停 變頻器選型原則：因為后起動的電動機只能在變頻器某一輸出頻率下直接起動，最差的情況是在額定頻率下直接起動，所以在變頻器選型時，必須考慮后起動電動機在額定頻率下直接起動時的起動電流。其計算表達式：
In≥[(1.05-1.1)∑Imn K1∑Ist]/K2
注：In-變頻器的額定電流;∑Imn-同時運行電動機的額定電流之和;∑Ist-工頻同時起動電動機的總起動電流，其中Ist-工頻電動機的起動電流(為電動機額定電流的5-7倍);K1-安全系數(shù)
a、當后起動電動機從停止狀態(tài)起動時則：K1=1.2;
b、當后起動電動機從自由制動狀態(tài)下起動時則K1=(1.5-2);K2-變頻器過載能力(K2=1.5)。
3、舉例:行車平移機構
電動機名牌：功率：15KW 轉(zhuǎn)速：960r/min 電流：31.5A
電機級數(shù)：6級 額定頻率：50HZ
變頻器選型：EDS1000-4T0370G/0450P 功率-37KW 電流-75A
變頻器參數(shù)設置：F0.02=1 F0.08=10S F0.09=10S F1.00=0 F1.01=6 F1.02=1S F1.05=2 F1.06=15HZ F1.07=0.5S F1.08=8% F5.00=19(X1-三線式控制) F5.08=2 F9.04=120%
注1：行車平移機構所用電機為六級錐形電機，錐形電機起動時，轉(zhuǎn)子與定子之間有一定的靜摩擦力，故變頻器起動時必須設起動頻率，以增加起動沖擊力矩，否則電機起動比較吃力。另外，變頻器必須配置制動單元與制動電阻。
注2：注：配置制動單元與制動電阻的型號：制動單元：2545- 制動電流:25A 功率:45KW以下
制動電阻：10KW 16Ω
羅茨鼓風機的原理 羅茨鼓風機代理 法國海鵬羅茨鼓風機
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羅茨風機和磁懸浮鼓風機都是輸送空氣的設備，是通用的鼓風設備，今天錦工風機就和大家來談一下羅茨風機和磁懸浮鼓風機。
1、結構改造
從結構改造方面來講，羅茨風機不能直接改造成磁懸浮鼓風機，羅茨風機與磁懸浮鼓風機在結構上存在很大的差異：
首先，葉輪是不同的，結構形式不一樣的，羅茨風機的葉輪是相對運動的，磁懸浮鼓風機的葉輪是屬于高速葉輪，強度更高，葉輪采用高強度段鋁合金制造而成；
其次，羅茨風機采用的普通電機，磁懸浮鼓風機采用的是磁懸浮電機，磁懸浮電機與普通電機的轉(zhuǎn)速存在較大的差異，磁懸浮風機的轉(zhuǎn)速要求在15000到40000轉(zhuǎn)，直接改造羅茨風機是無法實現(xiàn)的。
最后，機殼也不是一樣的，羅茨風機的機殼的普通鑄鐵的機殼，而磁懸浮鼓風機的機殼屬于離心式的蝸殼。
2、節(jié)能改造
從節(jié)能改造方面來說，羅茨風機可以采用磁懸浮鼓風機替代，如果是多臺小功率的羅茨風機，可以采用單臺磁懸浮鼓風機替代，磁懸浮鼓風機可以做到更大的風量，同時，還可以變頻遠程控制，更加節(jié)能、更加方便。
從目前節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢來講，磁懸浮鼓風機已經(jīng)越來越被重視，磁懸浮鼓風機在實踐中的應用，也充分體現(xiàn)了其科學性能。
3、兩者選擇哪種？
因為羅茨風機和磁懸浮鼓風機的造價不同，不同的工況中的選用，還需要根據(jù)自身工況，還有資金情況來定，如果資金不充裕，或者是小型工況，可以選用羅茨鼓風機，如果具備一定的實力，從長遠來看，還是磁懸浮鼓風機更加劃算，在使用成本方面，磁懸浮鼓風機更具優(yōu)勢。
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原標題：羅茨鼓風機節(jié)能改造后到底有什么優(yōu)勢？
采用變頻器對羅茨鼓風機進行控制，屬于減少空氣動力的節(jié)電方法，它和一般常用的調(diào)節(jié)風門控制風量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。
對多數(shù)企業(yè)而言，普遍以為電費開支是難以被控制的，現(xiàn)在運用變頻器對機械設備節(jié)能控制技能減少電能資源的浪費，節(jié)約電費開支。
羅茨鼓風機供氣不足的原因：煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨鼓風機，在沒有調(diào)速控制之前，一般采用降壓起動，并且正常運行后，電動機全速運行，而風量的大小則通過風門來調(diào)節(jié)。
一般情況下，風門的開度為50%～80%，電機只能是滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費，使用變頻器對羅茨鼓風機實行節(jié)能改造后的優(yōu)勢：
1、進步功率因素，減少無功功率損耗。
2、具有自動節(jié)能控制功能，能根據(jù)負載情況自動調(diào)整電壓，使電機運行在zui高效率狀態(tài)下，
3、變頻器采用低頻輸出額定轉(zhuǎn)矩，能對羅茨鼓風機實行強有力的控制。
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