淺談變頻器在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

1、淺談變頻器在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用     摘要：文章簡(jiǎn)述了變頻調(diào)速的工作原理及特點(diǎn)。并具體分析了變頻調(diào)速技術(shù)在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用，提出變頻器在使用過(guò)程中應(yīng)注意的要點(diǎn)，以供參考。 關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速變頻器風(fēng)機(jī) 目前，在我國(guó)制糖廠中用到的風(fēng)機(jī)耗用電能約占全國(guó)發(fā)電總量的1/3。特別值得一提的是，大多數(shù)風(fēng)機(jī)在使用過(guò)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(fēng)板或閥門開啟度的方式來(lái)調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、溫度等。這實(shí)際上是通過(guò)人為增加阻力的方式，并以浪費(fèi)電能和金錢為代價(jià)來(lái)滿足工藝和工況對(duì)氣體流量

2、調(diào)節(jié)的要求?，F(xiàn)在國(guó)家普遍提倡節(jié)能降耗，隨著中華人民共和國(guó)節(jié)能法的頒布，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，節(jié)能降耗，已是勢(shì)在必行。隨著高壓變頻調(diào)速技術(shù)的日趨完善，高壓變頻器的應(yīng)用正日益普及。變頻調(diào)速技術(shù)以其卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果，改善現(xiàn)有設(shè)備的運(yùn)行工況，提高系統(tǒng)的安全可靠性和設(shè)備利用率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)的一個(gè)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(yīng)用變頻調(diào)速，就是通過(guò)對(duì)電機(jī)調(diào)速來(lái)達(dá)到節(jié)約能源的目的，控制對(duì)象是在動(dòng)力設(shè)備上實(shí)現(xiàn)電-機(jī)轉(zhuǎn)換的電動(dòng)機(jī)。這是由感應(yīng)式異步電動(dòng)機(jī)的性能和特征決定的，其次是所帶的負(fù)載對(duì)電機(jī)調(diào)速的負(fù)荷適應(yīng)性所決定。從電機(jī)轉(zhuǎn)速的

3、公式中可知，電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，主要取決于電機(jī)定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)n。 n=60f(1-s)/p(1) 式中：n定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，也叫異步電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速，r/min； f電源頻率，Hz； p電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)。 由式(1)可知，對(duì)一個(gè)繞制好的電機(jī)，其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速完全取決供電頻率，轉(zhuǎn)速n于頻率f成正比，當(dāng)頻率f在0-50，Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬，變頻器就是泰國(guó)改變電動(dòng)機(jī)電源頻率來(lái)實(shí)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(dòng)機(jī)的機(jī)械特性來(lái)獲得不同的轉(zhuǎn)速，直接與拖動(dòng)機(jī)械相連接不需原機(jī)械設(shè)備做任何調(diào)整，這對(duì)于節(jié)約改造成本，保持原有機(jī)械性能都大有好處

4、。 1.2變頻調(diào)速的特點(diǎn) (1)不需要改動(dòng)原有設(shè)備(包括電機(jī)本身)； (2)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，滿足傳動(dòng)機(jī)械要求； (3)變頻器軟啟、軟停功能，可以避免啟動(dòng)電流沖擊對(duì)電網(wǎng)的不良影響，減少電源容量的同時(shí)還可以減少機(jī)械慣動(dòng)量，減少機(jī)械損耗； (4)不受電源頻率的影響，可以開環(huán)、閉環(huán)手動(dòng)，自動(dòng)控制； (5)電動(dòng)機(jī)的機(jī)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(shí)，定轉(zhuǎn)矩輸出、低速過(guò)載能力較好。 2、改造方案 我廠現(xiàn)有2臺(tái)45t/h鍋爐，為滿足鍋爐的最大引風(fēng)、鼓風(fēng)量，分別安裝了引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)各2臺(tái)，其中引風(fēng)機(jī)電機(jī)功率為160kW。鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)功率為90kW，生產(chǎn)時(shí)4臺(tái)電動(dòng)機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。但由于各車

5、間對(duì)蒸汽的需求不均衡，因此要經(jīng)常調(diào)節(jié)鍋爐引風(fēng)、鼓風(fēng)的供風(fēng)量，而風(fēng)量的調(diào)整只能通過(guò)調(diào)整風(fēng)擋板的開度來(lái)實(shí)現(xiàn)，風(fēng)擋板全開時(shí)引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)的電流分別是304A、171A，全關(guān)閉時(shí)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(fēng)機(jī)、水泵屬于流體機(jī)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(chǎng)的角速度，與轉(zhuǎn)速成正比，因此電機(jī)實(shí)際功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比(見表1所示)。 為此，決定進(jìn)行改造，其改造方案為：對(duì)其中2臺(tái)引風(fēng)、鼓風(fēng)電機(jī)進(jìn)行開環(huán)變頻調(diào)速控制，改造后既滿足鍋爐對(duì)引風(fēng)、鼓風(fēng)的技術(shù)要求，又大大節(jié)約了電能。按照這一改造方案，4臺(tái)設(shè)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(diǎn) 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(xì)安裝使用環(huán)境的要求。在特殊情況下，若確實(shí)無(wú)法滿足這些要求，必須盡量采用相應(yīng)抑制措施： (1)振動(dòng)是對(duì)電子器件造成機(jī)械損傷的主要原因，對(duì)于振動(dòng)沖擊較大的場(chǎng)合應(yīng)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(yīng)對(duì)控制板進(jìn)行防腐防塵處理，并采用封閉式結(jié)構(gòu)。 (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(dǎo)體器件，應(yīng)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(fēng)扇也是非常必要的。對(duì)于特殊的高寒場(chǎng)合。為防止微處理器因溫度過(guò)低不能正常工作，應(yīng)采取設(shè)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(shí)也出現(xiàn)它們的混合形式。通過(guò)測(cè)速電機(jī)的檢測(cè)來(lái)防止在加速中的過(guò)電流；對(duì)于要求必須量需運(yùn)行的設(shè)備。要對(duì)變頻器加裝自動(dòng)切換不停電電源裝置。 3.3雷擊、感應(yīng)雷電 雷擊或感應(yīng)雷擊形成的沖擊電壓有時(shí)也能造成變頻器的損壞。為防止因沖擊電壓造成過(guò)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(dāng)使用

8、真空斷路器時(shí)，應(yīng)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(yīng)在控制時(shí)序上保證真空斷路器動(dòng)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(yùn)行時(shí)在電源側(cè)產(chǎn)生高次諧波電流，并造成電壓波形畸變，對(duì)電源系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。對(duì)于有進(jìn)相電容器的場(chǎng)合，因高次諧波電流將電容電流增加造成發(fā)熱嚴(yán)重，必須在電容前串接電抗器，以減小諧波分量，對(duì)電抗器的電感應(yīng)合理分析計(jì)算，避免形成Lc振蕩。 3.5振動(dòng)、噪聲 振動(dòng)通常是由于電機(jī)的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩及機(jī)械系統(tǒng)的共振引起的，特別是當(dāng)脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械共振電恰好一致時(shí)更為嚴(yán)重。噪聲通常分為變頻裝置噪聲和電動(dòng)

9、機(jī)噪聲，對(duì)于不同的安裝場(chǎng)所應(yīng)采取不同的處理措施。 變頻器在調(diào)試過(guò)程中，在保證控制精度的前提下，應(yīng)盡量減小脈沖轉(zhuǎn)矩成分；調(diào)試確認(rèn)機(jī)械共振點(diǎn)，利用變頻器的頻率屏蔽功能，使這些共振點(diǎn)排除在運(yùn)行范圍之外；由于變頻器噪聲主要由冷卻風(fēng)扇機(jī)電抗器產(chǎn)生，應(yīng)選用低噪聲器件；在電動(dòng)機(jī)與變頻器之間合理設(shè)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(guān)形成尖峰電壓對(duì)電機(jī)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(huì)降低電動(dòng)機(jī)繞阻的絕緣強(qiáng)度，尤其以PWM控制型變頻器更為明顯，應(yīng)采取以下措施：盡量縮短變頻器到電機(jī)的配線距離；采用阻斷二極管的浪涌電壓吸收裝置，對(duì)變頻器輸出電壓進(jìn)行處理。 4、結(jié)束語(yǔ) 論文網(wǎng) 在制糖廠推廣應(yīng)用變頻調(diào)速，應(yīng)用