淺談變頻器在風機中的應用

1、淺談變頻器在風機中的應用     摘要：文章簡述了變頻調(diào)速的工作原理及特點。并具體分析了變頻調(diào)速技術在風機中的應用，提出變頻器在使用過程中應注意的要點，以供參考。 關鍵詞：變頻調(diào)速變頻器風機 目前，在我國制糖廠中用到的風機耗用電能約占全國發(fā)電總量的1/3。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

2、調(diào)節(jié)的要求?，F(xiàn)在國家普遍提倡節(jié)能降耗，隨著中華人民共和國節(jié)能法的頒布，改進生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，節(jié)能降耗，已是勢在必行。隨著高壓變頻調(diào)速技術的日趨完善，高壓變頻器的應用正日益普及。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，改善現(xiàn)有設備的運行工況，提高系統(tǒng)的安全可靠性和設備利用率，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主要發(fā)展方向。 1、變頻調(diào)速的概述 1.1變頻調(diào)速的工作原理 應用變頻調(diào)速，就是通過對電機調(diào)速來達到節(jié)約能源的目的，控制對象是在動力設備上實現(xiàn)電-機轉(zhuǎn)換的電動機。這是由感應式異步電動機的性能和特征決定的，其次是所帶的負載對電機調(diào)速的負荷適應性所決定。從電機轉(zhuǎn)速的

3、公式中可知，電機的實際轉(zhuǎn)速，主要取決于電機定子的旋轉(zhuǎn)磁場n。 n=60f(1-s)/p(1) 式中：n定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，也叫異步電動機同步轉(zhuǎn)速，r/min； f電源頻率，Hz； p電動機的磁極對數(shù)。 由式(1)可知，對一個繞制好的電機，其旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速完全取決供電頻率，轉(zhuǎn)速n于頻率f成正比，當頻率f在0-50，Hz的范圍內(nèi)變化時，電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬，變頻器就是泰國改變電動機電源頻率來實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。這種純電氣調(diào)速系統(tǒng)是人為地改變電動機的機械特性來獲得不同的轉(zhuǎn)速，直接與拖動機械相連接不需原機械設備做任何調(diào)整，這對于節(jié)約改造成本，保持原有機械性能都大有好處

4、。 1.2變頻調(diào)速的特點 (1)不需要改動原有設備(包括電機本身)； (2)可實現(xiàn)無級調(diào)速，滿足傳動機械要求； (3)變頻器軟啟、軟停功能，可以避免啟動電流沖擊對電網(wǎng)的不良影響，減少電源容量的同時還可以減少機械慣動量，減少機械損耗； (4)不受電源頻率的影響，可以開環(huán)、閉環(huán)手動，自動控制； (5)電動機的機械特性基本平行，屬硬特性，調(diào)速范圍寬，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好。低速時，定轉(zhuǎn)矩輸出、低速過載能力較好。 2、改造方案 我廠現(xiàn)有2臺45t/h鍋爐，為滿足鍋爐的最大引風、鼓風量，分別安裝了引風機和鼓風機各2臺，其中引風機電機功率為160kW。鼓風機電機功率為90kW，生產(chǎn)時4臺電動機滿負荷運轉(zhuǎn)。但由于各車

5、間對蒸汽的需求不均衡，因此要經(jīng)常調(diào)節(jié)鍋爐引風、鼓風的供風量，而風量的調(diào)整只能通過調(diào)整風擋板的開度來實現(xiàn)，風擋板全開時引風機、鼓風機的電流分別是304A、171A，全關閉時電流分別是287A、157A，輸入功率在151-160kW和83-90kW之間變化，節(jié)電率不足6。 鼓風機、水泵屬于流體機械，其轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，功率P=T，為旋轉(zhuǎn)磁場的角速度，與轉(zhuǎn)速成正比，因此電機實際功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比(見表1所示)。 為此，決定進行改造，其改造方案為：對其中2臺引風、鼓風電機進行開環(huán)變頻調(diào)速控制，改造后既滿足鍋爐對引風、鼓風的技術要求，又大大節(jié)約了電能。按照這一改造方案，4臺設備平均日用電量

6、由改造前的11304kW·h下降到8975kW·h，節(jié)電21，且效果明顯。 3、變頻器在使用中的注意要點 3.1安裝環(huán)境 變頻器屬于電子器件裝置，在其規(guī)格書中有詳細安裝使用環(huán)境的要求。在特殊情況下，若確實無法滿足這些要求，必須盡量采用相應抑制措施： (1)振動是對電子器件造成機械損傷的主要原因，對于振動沖擊較大的場合應采用橡膠等避振措施。 (2)潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件生銹、接觸不良、絕緣降低而形成短路。作為防范措施，應對控制板進行防腐防塵處理，并采用封閉式結構。 (3)溫度是影響電子器件壽命及可靠性的重要因素。特別是半導體器件，應根據(jù)裝置要求的環(huán)境條件安裝空

7、調(diào)或避免日光直射。 此外，定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風扇也是非常必要的。對于特殊的高寒場合。為防止微處理器因溫度過低不能正常工作，應采取設置空間加熱器等必要措施。 3.2電源 變頻器電源異常常表現(xiàn)為各種形式，但大致分以下三種：缺相、低電壓、停電，有時也出現(xiàn)它們的混合形式。通過測速電機的檢測來防止在加速中的過電流；對于要求必須量需運行的設備。要對變頻器加裝自動切換不停電電源裝置。 3.3雷擊、感應雷電 雷擊或感應雷擊形成的沖擊電壓有時也能造成變頻器的損壞。為防止因沖擊電壓造成過電壓損壞，通常需要在變頻器的輸入端加壓敏電阻等吸收器件，保證輸入電壓不高于變頻器主同路期間所允許的最大電壓。當使用

8、真空斷路器時，應盡量采用沖擊形成追加RC浪涌吸收器。若變壓器一側(cè)有真空斷路器，應在控制時序上保證真空斷路器動作前先將變頻器斷開。 3.4電源高次諧波 由于目前的變頻器幾乎都采用PWM控制方式，這樣的脈沖調(diào)制形式使得變頻器運行時在電源側(cè)產(chǎn)生高次諧波電流，并造成電壓波形畸變，對電源系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重影響。對于有進相電容器的場合，因高次諧波電流將電容電流增加造成發(fā)熱嚴重，必須在電容前串接電抗器，以減小諧波分量，對電抗器的電感應合理分析計算，避免形成Lc振蕩。 3.5振動、噪聲 振動通常是由于電機的脈動轉(zhuǎn)矩及機械系統(tǒng)的共振引起的，特別是當脈動轉(zhuǎn)矩與機械共振電恰好一致時更為嚴重。噪聲通常分為變頻裝置噪聲和電動

9、機噪聲，對于不同的安裝場所應采取不同的處理措施。 變頻器在調(diào)試過程中，在保證控制精度的前提下，應盡量減小脈沖轉(zhuǎn)矩成分；調(diào)試確認機械共振點，利用變頻器的頻率屏蔽功能，使這些共振點排除在運行范圍之外；由于變頻器噪聲主要由冷卻風扇機電抗器產(chǎn)生，應選用低噪聲器件；在電動機與變頻器之間合理設置交流電抗器。減小因PWM調(diào)制方式造成的高次諧波。 3.6高頻開關形成尖峰電壓對電機絕緣不利 在變頻器的輸出電壓中，含有高頻尖峰浪涌電壓。這些高次諧波沖擊電壓將會降低電動機繞阻的絕緣強度，尤其以PWM控制型變頻器更為明顯，應采取以下措施：盡量縮短變頻器到電機的配線距離；采用阻斷二極管的浪涌電壓吸收裝置，對變頻器輸出電壓進行處理。 4、結束語 論文網(wǎng) 在制糖廠推廣應用變頻調(diào)速，應用