风机泵类变频调速

采用变频器对风机调速的意义通常在工业生产、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。本文从我国中小型工厂风机的使用现状出发，设计出了一套基于plc变频调速风机控制系统。风机调速的特点风机调速是指根据生产需要风速进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况，这样不仅满足生产的需求又节约了能源。风机调速方案讨论风机多为交流异步电机拖动，当电机转速降低时，即可节约能源，经济效益十分显由异步电动机的转速公式（1-1）（1-2）：

式中：n0:异步电动机的同步转速n:异步电动机转子的转速p：电动机的磁极对数f:电源频率s：转差率

因此改变，电动机的磁极对数p、改变转差率s及改变电源频率f都可以改变转速。变磁极对数调速在电源频率一定的情况下，电动机的同步专属与磁极对数成反比，改变电动机磁极对数，就可以改变转速。通过改变定子绕组的接线方法来改变磁极对数以改变电动机一相绕组为例，电流方向都是一致的，只要改变定子绕组的连接方法，就可以成倍地改变磁极对数p如果是P=1,2,3等，就可以得到n0=3000,1500,1000r/min等不同的同步转速，从而得到不同的转子转速。这种调控方式控制简单，投资省，节能效益显著，效率高，但需要专门的变级电机，是有极调速，而且级差比较大，只适合于特定转速的生产机器。变频调速变频调速是将电网交流点经过变频器变成电压和频率均可调的交流电，然后供给电动机，使其可以在变速的情况下运行。改变电动机定子频率f可以平滑地调节同步转速n0，相应地也改变转子转速n，而转差率s可保持不变或很小。但对电动机来说，定子频率改变后，其运行影响，如果电压不变，频率增加时，磁通减少，电动机转矩下降，严重时会使电动机堵转；频率减小，磁通增加，会使磁路饱和，励磁电流上升，导致铁芯损失急剧增加而发热，是不允许的。因此，在实际应用中，要求调频的同时，改变定子电压，保持磁通基本不变，既不使铁芯发热，又保持转矩不变。实现调频调压的电路有两种：交—直—交变频器，交—交变频器。交—直—交变频器交--交变频器它是由两组反并联的整流电路组成，直接将电网的交流电通过交频电路同时调节电压和频率，变成电压和频率可调的交流电输出。风机变频调速的实现变频器调速是指靠改变电源的频率，电动机的转速就按比例变动。在风机变频调速系统中，通过变频器来改变电源的频率f来改变电机的转速n0改变风机的转速，可以使风机的性能曲线改变，达到调节风机工况目的。煤矿、油田、化工、电厂、机床等等各行各业,基本上用到电机的行业都是可以使用变频器。一个是工艺要求，很多地方需要电机转速比工频时快些或者慢些。另一个是节能效果显著，电机消耗功率与电机转速的三次方成正比，你可以计算下，即使只降低几个频率也是可以省很多电的，尤其大电机。还有就是控制方便，可以远程调节电机的转速。

变频调速应用变频器的基本构成

变频器分为交一交和交一直一交两种形式。交—交变频器可将工频交流直接转换成频率、电压均可控制的交流，交一直一交变频器则是先把工频交流通过整流器转换成直流，然后再把直流转换成频率、电压均可控制的交流，其基本构成如图所示。主要由主电路（包括整流器、中间直流环节、逆变器）和控制电路组成。整流器主要是将电网的交流整流成直流；逆变器是通过三相桥式逆变电路将直流转换成任意频率的三相交流；中间环节又叫中间储能环节；由于变频器的负载一般为电动机，属于感性负载，运行中中间直流环节和电动机之间总会有无功功率交换，这种无功功率将由中间环节的储能元件（电容器或电抗器）来缓冲；控制电路主要是完成对逆变器的开关控制，对整流器的电压控制以及完成各种保护功能。变频器的调速原理因为三相异步电动机的转速公式（1-1）对异步电动机实行调速时，希望主磁通保持不变，因为磁通太弱，铁芯利用不充分，同样转子电流下转矩减小，电动机的负载能力下降；若磁通太强，铁芯发热，波形变坏。如何实现磁通不变？根据三相异步电动机定子每相电动势的有效值为式中——电动机定子频率，单位为Hz；

——定子相绕组有效匝数；

——每极磁通量，单位为Wb。从公式可知，对和进行适当控制即可维持磁通量不变。因此，异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变其定子电压和频率，即必须通过变频器获得电压和频率均可调节的供电电源。变频器的额定值和频率指标①输入侧的额定值输入侧的额定值主要是电压和相数。在我国的中小容量变频器中，输入电压的额定值有以下几种：380V/50Hz，200~230V/50Hz或60Hz。②输出侧的额定值◆输出电压UN

，由于变频器在变频的同时也要变压，所以输出电压的额定值是指输出电压中的最大值。在大多数情况下，它就是输出频率等于电动机额定频率时的输出电压值。通常，输出电压的额定值总是和输入电压相等的。输出电流IN，是指允许长时间输出的最大电流，是用户在选择变频器时的主要依据。输出容量（KVA），SN

与UN

的关系为

配用电动机容量（kw）PN

，变频器说明书中规定的配用电动机容量，仅适合于长期连续负载。过载能力，变频器的过载能力是指其输出电流超过额定电流的允许范围和时间。大多数变频器都规定为150%IN、60s，180%IN、0.5s。变频器参数整定变频器内部存在一个电源模块，断电后数据仍不会丢失所以在做参数设置之前要先将变频器内部的参数清零（恢复出厂设置）方法如下：①参数清零在PU运行模式下s