羅茨風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速：羅茨風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速運(yùn)行方式

　　山東錦工有限公司是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱(chēng)的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來(lái)，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨風(fēng)機(jī)、水冷羅茨風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨風(fēng)機(jī)，贏(yíng)得了市場(chǎng)好評(píng)和認(rèn)可。

　　在絕大多數(shù)情況下，羅茨風(fēng)機(jī)都工作在偏離風(fēng)量最大需求的狀態(tài)下，即羅茨風(fēng)機(jī)按不變的設(shè)計(jì)指標(biāo)投入運(yùn)行，造成風(fēng)量過(guò)大，從根本上講，羅茨風(fēng)機(jī)的定速運(yùn)行與實(shí)際風(fēng)量需求的不斷改變的情況不相適應(yīng)。通過(guò)對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)采取變頻調(diào)速，當(dāng)實(shí)際需求風(fēng)量較小時(shí)，通過(guò)調(diào)低轉(zhuǎn)速，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的軸功率可大幅度地成3次方規(guī)律降低，折入軸功率也減少，從而使運(yùn)行電耗大幅度地降低。與采用擋板成閘門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)量的方法相比，變頻調(diào)速可高效率地實(shí)現(xiàn)需用功率與實(shí)際供給功率的最佳匹配。

　　1.變頻調(diào)速運(yùn)行方式

　　1.1三速選擇運(yùn)行

　　電機(jī)可以預(yù)先給定的3種速度運(yùn)行。風(fēng)扇、鼓羅茨風(fēng)機(jī)在不同的季節(jié)、不同的時(shí)段由于用風(fēng)量需要不同而進(jìn)行風(fēng)量切換，振動(dòng)篩篩分不同材質(zhì)的顆粒時(shí)．以預(yù)先給的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)用逆變器的電機(jī)三速選擇運(yùn)轉(zhuǎn)回路，使用SA—OT2選用件構(gòu)成的電路。

　　高、中、低的速度指令由外部輸入后，則選定頻率給定信號(hào)給逆變器輸入指令，以結(jié)定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。A型逆變器設(shè)有三速選擇信號(hào)用端子，對(duì)于此場(chǎng)合是方便的，所以術(shù)需要選用件。頻率給定可有3擋速度，高、中、低速，各自使用電位器可以調(diào)節(jié)。

　　值得注意的是要有聯(lián)鎖回路，防止有2個(gè)外部速度給定信號(hào)同時(shí)輸入。選用件與逆變器間的頻率給定信號(hào)由于電壓低．電流弱，原則上不能有接點(diǎn)加入。加入接點(diǎn)時(shí)，為防止接觸不良應(yīng)當(dāng)用2個(gè)靈敏繼電器接點(diǎn)并聯(lián)使用，提高工作可靠程度。

　　1.2自動(dòng)運(yùn)行

　　在電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中自動(dòng)控制流量、壓力、溫度的變化，使之為一定值，這種情況叫自動(dòng)運(yùn)行。采取自動(dòng)運(yùn)行模式，首先檢出作為羅茨風(fēng)機(jī)、水泵輸出的流量、壓力、溫度的變化，用PID（比例積分、微分控制）調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)速度，使用FR-FA選用件構(gòu)成電機(jī)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)回路圖。將流量、壓力、速度檢出器的輸出輸入給PID調(diào)節(jié)器，給出速度指令使電機(jī)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，以保持檢出值為給定值。選用件FR-FA是將PID調(diào)節(jié)器的電流輸出變換為電壓輸出的一種I／U變換器。對(duì)于僅使用自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可將逆變器本身的頻率給定信號(hào)切換開(kāi)關(guān)選擇在20mA處，不需要前置放大器（僅對(duì)A型）。

　　1.3并聯(lián)運(yùn)行

　　采用一臺(tái)逆變器同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)并聯(lián)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，叫并聯(lián)運(yùn)行。這種并聯(lián)運(yùn)行方式主要用于換氣扇等小容量羅茨風(fēng)機(jī)的統(tǒng)一速度控制。而且這種運(yùn)行方式，不能使用逆變器內(nèi)的電子熱保護(hù)，所以每臺(tái)電機(jī)外加熱繼電器。逆變器在運(yùn)行中如果將停止的電機(jī)直接投入，有時(shí)因啟動(dòng)電流保護(hù)裝置動(dòng)作，使逆變器停止工作。

　　1.4并聯(lián)運(yùn)行

　　采用一臺(tái)頻率給定器向多臺(tái)逆變器發(fā)出速度指令，使電機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，稱(chēng)為并聯(lián)運(yùn)行。這種運(yùn)行方式用途及注意事項(xiàng)：這種運(yùn)行方式主要用于中容量的泵類(lèi)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、皮帶輸送機(jī)等控制為防止干擾產(chǎn)生誤動(dòng)作，頻率給定器的接線(xiàn)要使用屏蔽線(xiàn)。

　　1.5比例運(yùn)行

　　通過(guò)給定多臺(tái)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度比例來(lái)控制調(diào)節(jié)多臺(tái)電機(jī)速度的運(yùn)行方式叫比例運(yùn)行。如3臺(tái)皮帶輸送機(jī)按某比例供給3種原料，混合比由各比例給定單元給定，然后只轉(zhuǎn)動(dòng)主速給定器就可以改變?nèi)w的速度。田中示出了比例結(jié)定，電源接通，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接通后，即使主速給定器的刻度指示為零，M3輸送機(jī)也工作運(yùn)轉(zhuǎn)，再轉(zhuǎn)動(dòng)主速給定器的旋鈕，則M2、M1順次開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。在中途M1、M2的轉(zhuǎn)速也變?yōu)橄嗤缓驧3、M1順次升到額定轉(zhuǎn)速，但M2到最后也達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速。該運(yùn)行方式由于頻率給定信號(hào)電壓低、電流弱，需接入觸點(diǎn)時(shí)要用微電流開(kāi)關(guān)用繼電器的2個(gè)觸點(diǎn)并聯(lián)；信號(hào)線(xiàn)的接線(xiàn)要遠(yuǎn)離動(dòng)力線(xiàn)，并采用絞合屏蔽線(xiàn)。

　　2.變頻器的選取

　　對(duì)于羅茨風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的變頻調(diào)速設(shè)計(jì)，選取變頻器時(shí)應(yīng)首先必須充分認(rèn)識(shí)到使用變頻調(diào)速的目的是什么；變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用在什么場(chǎng)合及負(fù)載特性的具體情況，并從容量、輸出電壓、輸出頻率、保護(hù)構(gòu)造、U/f（電壓／頻率）模式、電網(wǎng)一逆變器的切換、瞬停再啟動(dòng)等諸方面進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)而選擇滿(mǎn)足要求的機(jī)種、機(jī)型。

　　通常變頻器主要技術(shù)指標(biāo)以適用電機(jī)功率(kw)、輸出容量(kvA)、額定輸出電流(A)表示：其中，額定輸出電流為變頻器可以連續(xù)輸出的最大交流電流有效值，不管用于何種用途．都不允許電流連續(xù)流過(guò)值超過(guò)此值。輸出容量指：三相情況下的額定輸出電壓與額定輸出電流決定的三相視在功率。適用電機(jī)功率是以2、4極標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)為對(duì)象，表示在輸出額定電流以?xún)?nèi)可以傳動(dòng)的電機(jī)功率，鼠籠式電動(dòng)機(jī)是2極電機(jī)即一對(duì)極電機(jī)，變頻調(diào)速系統(tǒng)能很經(jīng)濟(jì)地與鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成控制調(diào)速配合使用。常常將變頻器功率選得比實(shí)際配用電機(jī)功率更大一些。

　　變頻器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于交流電動(dòng)機(jī)的速度控制，其最主要的特點(diǎn)是具有高效率的驅(qū)動(dòng)性能及良好的控制特性。在羅茨風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等流體機(jī)械上應(yīng)用變頻器可以節(jié)約大量電能。除此之外，如果將恒速交流電力拖功系統(tǒng)改造為轉(zhuǎn)速可調(diào)的交流調(diào)速系統(tǒng)，可以取得明顯的節(jié)能效果：例如：交流調(diào)速應(yīng)用生產(chǎn)加工制造企業(yè)羅茨風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、水泵類(lèi)機(jī)械，把原來(lái)用擋板、節(jié)流閥控制風(fēng)量、流量方式改為轉(zhuǎn)速控制方式，由于電動(dòng)機(jī)所消耗的功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因而能獲得顯著的節(jié)能效果。

　　3.自控式變頻調(diào)速

　　除了利用靜止的變頻裝置給同步電動(dòng)機(jī)提供變頻變壓電源外，自控式變頻調(diào)速與他控式變頻調(diào)速不同之處在于同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上裝有一臺(tái)轉(zhuǎn)了位量檢測(cè)器，由它發(fā)出信號(hào)來(lái)控制變頻裝置的輸出電壓的頻率。也就是說(shuō)，自控式中的變頻裝置與他控式中的變頻裝置不向，自控式變頻裝置中的輸出頻率不是獨(dú)立調(diào)節(jié)的，而是由轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器控制的。調(diào)速時(shí)，通過(guò)改變同步電動(dòng)機(jī)的輸入電壓來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。例如當(dāng)U1減小時(shí)，T減小，打破了原有的平衡，n下降，這時(shí)轉(zhuǎn)了位置檢測(cè)器發(fā)出信號(hào)，調(diào)節(jié)變頻裝置的輸出頻率，使人隨之下降，T回升，直到重新出現(xiàn)T＝T2+T0為止，電動(dòng)機(jī)在一個(gè)比原來(lái)低的頻率和轉(zhuǎn)速下重新穩(wěn)定運(yùn)行，由于這種電動(dòng)機(jī)的定子頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速始終保持同步，電動(dòng)機(jī)不會(huì)出現(xiàn)失步等問(wèn)題，這是這種調(diào)速方法重要優(yōu)點(diǎn)之一。

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　　山東省章丘市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)

　　24小時(shí)銷(xiāo)售服務(wù)

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羅茨風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速：羅茨風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速運(yùn)行方式分析

　　在絕大多數(shù)情況下，三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)都工作在偏離風(fēng)量需求的狀態(tài)下，即三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)按不變的設(shè)計(jì)指標(biāo)投入運(yùn)行，造成風(fēng)量過(guò)大，從根本上講，三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)的定速運(yùn)行與實(shí)際風(fēng)量需求的不斷改變的情況不相適應(yīng)。通過(guò)對(duì)三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)采取變頻調(diào)速，當(dāng)實(shí)際需求風(fēng)量較小時(shí)，通過(guò)調(diào)低轉(zhuǎn)速，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的軸功率可大幅度地成3次方規(guī)律降低，折入軸功率也減少，從而使運(yùn)行電耗大幅度地降低。與采用擋板成閘門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)量的方法相比，變頻調(diào)速可高效率地實(shí)現(xiàn)需用功率與實(shí)際供給功率的匹配。 三速選擇運(yùn)行 電機(jī)可以預(yù)先給定的3種速度運(yùn)行。三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)在不同的季節(jié)、不同的時(shí)段由于用風(fēng)量需要不同而進(jìn)行風(fēng)量切換，振動(dòng)篩篩分不同材質(zhì)的顆粒時(shí).以預(yù)先給的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)用逆變器的電機(jī)三速選擇運(yùn)轉(zhuǎn)回路，使用SA—OT2選用件構(gòu)成的電路。 高、中、低的速度指令由外部輸入后，則選定頻率給定信號(hào)給逆變器輸入指令，以結(jié)定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。A型逆變器設(shè)有三速選擇信號(hào)用端子，對(duì)于此場(chǎng)合是方便的，所以術(shù)需要選用件。頻率給定可有3擋速度，高、中、低速，各自使用電位器可以調(diào)節(jié)。 值得注意的是要有聯(lián)鎖回路，防止有2個(gè)外部速度給定信號(hào)同時(shí)輸入。選用件與逆變器間的頻率給定信號(hào)由于電壓低.電流弱，原則上不能有接點(diǎn)加入。加入接點(diǎn)時(shí)，為防止接觸不良應(yīng)當(dāng)用2個(gè)靈敏繼電器接點(diǎn)并聯(lián)使用，提高工作可靠程度。 自動(dòng)運(yùn)行 在電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中自動(dòng)控制流量、壓力、溫度的變化，使之為一定值，這種情況叫自動(dòng)運(yùn)行。采取自動(dòng)運(yùn)行模式，首先檢出作為三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)、水泵輸出的流量、壓力、溫度的變化，用PID(比例積分、微分控制)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)速度，使用FR-FA選用件構(gòu)成電機(jī)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)回路圖。將流量、壓力、速度檢出器的輸出輸入給PID調(diào)節(jié)器，給出速度指令使電機(jī)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，以保持檢出值為給定值。選用件FR-FA是將PID調(diào)節(jié)器的電流輸出變換為電壓輸出的一種I/U變換器。對(duì)于僅使用自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可將逆變器本身的頻率給定信號(hào)切換開(kāi)關(guān)選擇在20mA處，不需要前置放大器(僅對(duì)A型)。 并聯(lián)運(yùn)行 采用一臺(tái)逆變器同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)并聯(lián)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，叫并聯(lián)運(yùn)行。這種并聯(lián)運(yùn)行方式主要用于換氣扇等小容量三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)的統(tǒng)一速度控制。而且這種運(yùn)行方式，不能使用逆變器內(nèi)的電子熱保護(hù)，所以每臺(tái)電機(jī)外加熱繼電器。逆變器在運(yùn)行中如果將停止的電機(jī)直接投入，有時(shí)因啟動(dòng)電流保護(hù)裝置動(dòng)作，使逆變器停止工作。 并聯(lián)運(yùn)行 采用一臺(tái)頻率給定器向多臺(tái)逆變器發(fā)出速度指令，使電機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，稱(chēng)為并聯(lián)運(yùn)行。這種運(yùn)行方式用途及注意事項(xiàng)：這種運(yùn)行方式主要用于中容量的泵類(lèi)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、皮帶輸送機(jī)等控制為防止干擾產(chǎn)生誤動(dòng)作，頻率給定器的接線(xiàn)要使用屏蔽線(xiàn)。 比例運(yùn)行 通過(guò)給定多臺(tái)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度比例來(lái)控制調(diào)節(jié)多臺(tái)電機(jī)速度的運(yùn)行方式叫比例運(yùn)行。如3臺(tái)皮帶輸送機(jī)按某比例供給3種原料，混合比由各比例給定單元給定，然后只轉(zhuǎn)動(dòng)主速給定器就可以改變?nèi)w的速度。田中示出了比例結(jié)定，電源接通，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接通后，即使主速給定器的刻度指示為零，M3輸送機(jī)也工作運(yùn)轉(zhuǎn)，再轉(zhuǎn)動(dòng)主速給定器的旋鈕，則M2、M1順次開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。在中途M1、M2的轉(zhuǎn)速也變?yōu)橄嗤缓驧3、M1順次升到額定轉(zhuǎn)速，但M2到后也達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速。該運(yùn)行方式由于頻率給定信號(hào)電壓低、電流弱，需接入觸點(diǎn)時(shí)要用微電流開(kāi)關(guān)用繼電器的2個(gè)觸點(diǎn)并聯(lián);信號(hào)線(xiàn)的接線(xiàn)要遠(yuǎn)離動(dòng)力線(xiàn)，并采用絞合屏蔽線(xiàn)。 變頻器的選取 對(duì)于三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的變頻調(diào)速設(shè)計(jì)，選取變頻器時(shí)應(yīng)首先必須充分認(rèn)識(shí)到使用變頻調(diào)速的目的是什么;變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用在什么場(chǎng)合及負(fù)載特性的具體情況，并從容量、輸出電壓、輸出頻率、保護(hù)構(gòu)造、U/f(電壓/頻率)模式、電網(wǎng)一逆變器的切換、瞬停再啟動(dòng)等諸方面進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)而選擇滿(mǎn)足要求的機(jī)種、機(jī)型。 通常變頻器主要技術(shù)指標(biāo)以適用電機(jī)功率(kw)、輸出容量(kvA)、額定輸出電流(A)表示：其中，額定輸出電流為變頻器可以連續(xù)輸出的交流電流有效值，不管用于何種用途.都不允許電流連續(xù)流過(guò)值超過(guò)此值。輸出容量指：三相情況下的額定輸出電壓與額定輸出電流決定的三相視在功率。適用電機(jī)功率是以2、4極標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)為對(duì)象，表示在輸出額定電流以?xún)?nèi)可以傳動(dòng)的電機(jī)功率，鼠籠式電動(dòng)機(jī)是2極電機(jī)即一對(duì)極電機(jī)，變頻調(diào)速系統(tǒng)能很經(jīng)濟(jì)地與鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成控制調(diào)速配合使用。常常將變頻器功率選得比實(shí)際配用電機(jī)功率更大一些。 變頻器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于交流電動(dòng)機(jī)的速度控制，其主要的特點(diǎn)是具有高效率的驅(qū)動(dòng)性能及良好的控制特性。在三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等流體機(jī)械上應(yīng)用變頻器可以節(jié)約大量電能。除此之外，如果將恒速交流電力拖功系統(tǒng)改造為轉(zhuǎn)速可調(diào)的交流調(diào)速系統(tǒng)，可以取得明顯的節(jié)能效果：例如：交流調(diào)速應(yīng)用生產(chǎn)加工制造企業(yè)三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、水泵類(lèi)機(jī)械，把原來(lái)用擋板、節(jié)流閥控制風(fēng)量、流量方式改為轉(zhuǎn)速控制方式，由于電動(dòng)機(jī)所消耗的功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因而能獲得顯著的節(jié)能效果。 自控式變頻調(diào)速 除了利用靜止的變頻裝置給同步電動(dòng)機(jī)提供變頻變壓電源外，自控式變頻調(diào)速與他控式變頻調(diào)速不同之處在于同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上裝有一臺(tái)轉(zhuǎn)了位量檢測(cè)器，由它發(fā)出信號(hào)來(lái)控制變頻裝置的輸出電壓的頻率。也就是說(shuō)，自控式中的變頻裝置與他控式中的變頻裝置不向，自控式變頻裝置中的輸出頻率不是獨(dú)立調(diào)節(jié)的，而是由轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器控制的。調(diào)速時(shí)，通過(guò)改變同步電動(dòng)機(jī)的輸入電壓來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。例如當(dāng)U1減小時(shí)，T減小，打破了原有的平衡，n下降，這時(shí)轉(zhuǎn)了位置檢測(cè)器發(fā)出信號(hào)，調(diào)節(jié)變頻裝置的輸出頻率，使人隨之下降，T回升，直到重新出現(xiàn)T=T2+T0為止，電動(dòng)機(jī)在一個(gè)比原來(lái)低的頻率和轉(zhuǎn)速下重新穩(wěn)定運(yùn)行，由于這種電動(dòng)機(jī)的定子頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速始終保持同步，電動(dòng)機(jī)不會(huì)出現(xiàn)失步等問(wèn)題，這是這種調(diào)速方法重要優(yōu)點(diǎn)之一。

羅茨風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速：羅茨風(fēng)機(jī)能用變頻器調(diào)速嗎？錦工風(fēng)機(jī)

　　問(wèn)題：風(fēng)機(jī)能用變頻器調(diào)速嗎

　　回答：風(fēng)機(jī)在使用過(guò)程中，很多工況需要對(duì)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量進(jìn)行控制，不同的時(shí)間段可能采用風(fēng)量也不同，所以，就出現(xiàn)了變頻型風(fēng)機(jī)。

　　羅茨風(fēng)機(jī)可以采用變頻電機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的便是調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量了，羅茨風(fēng)機(jī)可以通過(guò)變頻控制柜，對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

　　采購(gòu)風(fēng)機(jī)時(shí)，如果我們對(duì)此有要求，需要調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以提前和廠(chǎng)家說(shuō)明，搭配上變頻電機(jī)和變頻控制柜。

　　錦工風(fēng)機(jī)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，如果您有此方面的采購(gòu)問(wèn)題，可以聯(lián)系我們的全國(guó)免費(fèi)客服熱線(xiàn)

　　：三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)品列表

羅茨風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速：羅茨風(fēng)機(jī)采用變頻節(jié)能的研究

　　原標(biāo)題：羅茨風(fēng)機(jī)采用變頻節(jié)能的研究

　　山東錦工有限公司是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱(chēng)的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來(lái)，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨風(fēng)機(jī)、水冷羅茨風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨風(fēng)機(jī)，贏(yíng)得了市場(chǎng)好評(píng)和認(rèn)可。

　　羅茨風(fēng)機(jī)設(shè)備通常在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品加工、污水處理等制造業(yè)中主要配合鍋爐燃燒系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等大型機(jī)器共同應(yīng)用。根據(jù)不同的生產(chǎn)需要，結(jié)合傳統(tǒng)的風(fēng)門(mén)、擋板、閥門(mén)的控制方案，對(duì)爐膛內(nèi)壓、風(fēng)速、風(fēng)量等指標(biāo)進(jìn)行控制及調(diào)節(jié)，以適應(yīng)工藝要求和運(yùn)行工況。在整個(gè)過(guò)程中，羅茨鼓風(fēng)機(jī)都必須不間斷的全速運(yùn)轉(zhuǎn)，這將導(dǎo)致大量的能源浪費(fèi)以及設(shè)備損耗。如何精確的控制能量在整個(gè)過(guò)程中的分配和流失情況則顯得至關(guān)重要。

　　變頻器驅(qū)動(dòng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)為我們帶來(lái)了福音，它具有很高的節(jié)能空間。 目前，許多國(guó)家均已將變頻調(diào)速裝置用于指定流量壓力控制，傳統(tǒng)方式受到挑戰(zhàn)，進(jìn)而有取而代之的趨勢(shì)。中國(guó)國(guó)家能源法第29條第二款也明確規(guī)定羅茨風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載應(yīng)該采用電力電子調(diào)速。《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》第39條就把羅茨風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)等設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行列為國(guó)家通用技術(shù)加以實(shí)施和推廣，是我國(guó)節(jié)能的一項(xiàng)重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，受到國(guó)家政府的普遍重視。如在現(xiàn)代高參數(shù)、大容量電站中，泵與羅茨風(fēng)機(jī)常采用變速調(diào)節(jié)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，羅茨風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛，其電能消耗不容忽視，是一筆不小的生產(chǎn)費(fèi)用開(kāi)支，有數(shù)據(jù)顯示，設(shè)備各種損耗占到生產(chǎn)成本的 7%～25%。隨著經(jīng)濟(jì)大環(huán)境的改變，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，節(jié)能降耗早已成為企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施之一。因此，推廣交流變頻調(diào)速裝置迫在眉睫，被公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。

　　1、存在的問(wèn)題和原因

　　在企業(yè)生產(chǎn)中，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的應(yīng)用很普遍。傳統(tǒng)的節(jié)流方式主要采用導(dǎo)流器(風(fēng)門(mén))進(jìn)行，導(dǎo)致羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率不高，造成巨大的能源浪費(fèi)，并且羅茨風(fēng)機(jī)維護(hù)、維修的費(fèi)用也提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本。企業(yè)使用的羅茨風(fēng)機(jī)一般為容積式風(fēng)機(jī)。風(fēng)量的控制主要依靠羅茨風(fēng)機(jī)入口的電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)，不但造成大量的能源浪費(fèi)，而且羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)大、噪音高，設(shè)備爐膛內(nèi)負(fù)壓不穩(wěn)定，容易發(fā)熱等。因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)過(guò)程中用汽量較小，鍋爐鼓風(fēng)、引風(fēng)控制一般采用接觸器控制，而相應(yīng)的頻繁啟停，導(dǎo)致相應(yīng)能源浪費(fèi)和運(yùn)行不穩(wěn)定等突出問(wèn)題。

　　當(dāng)羅茨風(fēng)機(jī)采用風(fēng)門(mén) (入口導(dǎo)流器)調(diào)節(jié)時(shí)，隨著導(dǎo)流器角度的增大(即風(fēng)門(mén)開(kāi)度減小)，流量減小的同時(shí)羅茨風(fēng)機(jī)的效率降低，尤其在導(dǎo)流器角度較大(風(fēng)門(mén)開(kāi)度較小)時(shí)羅茨風(fēng)機(jī)效率大大下降。可見(jiàn)，調(diào)速羅茨風(fēng)機(jī)效率高是羅茨風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能的最主要原因。因此，羅茨風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造是勢(shì)在必行的。羅茨風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的必要性主要表現(xiàn)在傳統(tǒng)系統(tǒng)采用工頻運(yùn)行，利用主管路的閥門(mén)開(kāi)度進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，盡管該法能夠使電動(dòng)機(jī)達(dá)到驅(qū)動(dòng)要求，但剩余的力矩又增加了設(shè)備有功功率的損耗，在造成電能的浪費(fèi)的同時(shí)，對(duì)生產(chǎn)調(diào)節(jié)具有很大的滯后作用，使整個(gè)工藝的運(yùn)行處在不穩(wěn)定狀態(tài)。

　　2、羅茨風(fēng)機(jī)采用變頻節(jié)能的原理

　　目前，由于羅茨風(fēng)機(jī)設(shè)備大多數(shù)采用異步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的方式，存在諸多缺陷，如啟動(dòng)電流過(guò)大、電氣保護(hù)特性差、機(jī)械沖擊等。當(dāng)電機(jī)負(fù)載過(guò)大時(shí)，不僅設(shè)備使用壽命受到影響，而且還造成機(jī)械故障，時(shí)常出現(xiàn)泵損壞或者電機(jī)發(fā)燙燒毀的現(xiàn)象。

　　近幾年來(lái)，針對(duì)節(jié)能的迫切需要和以及企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，一種新型的設(shè)備開(kāi)始流行，這就是變頻調(diào)速器（簡(jiǎn)稱(chēng)變頻器）。變速調(diào)節(jié)是在管路性能曲線(xiàn)不變時(shí)，用變速來(lái)改變羅茨風(fēng)機(jī)的性能曲線(xiàn)，從而改變他們的工作點(diǎn)。其特點(diǎn)是易操作、控制精度高、免維護(hù)、高性能。隨著變頻器驅(qū)動(dòng)的運(yùn)用，傳統(tǒng)的風(fēng)門(mén)、擋板、閥門(mén)的控制方案逐漸被其取代。

　　變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是在其他條件不變時(shí)，改變異步電動(dòng)機(jī)定，子端輸入電源頻率進(jìn)而改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60（f1- s）／p，（式中 n、f、s、p 分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù)）；通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。頻調(diào)速效率高，調(diào)速范圍廣，特別適合長(zhǎng)時(shí)間在低速下運(yùn)行的工況。

　　3、采用變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能分析

　　根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)的知識(shí)可知，對(duì)于羅茨風(fēng)機(jī)存在如下關(guān)系：

　　Q∝n ①；p∝T∝n2②；P∝T?n∝n3③

　　式中：Q，p――分別為風(fēng)量，風(fēng)壓；n，T――分別為轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩；P――軸功率。

　　從式①中可看出，羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的2次方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比。當(dāng)需要的風(fēng)量降低時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變量在理論上其能耗將以其3次方的速率下降。與此同時(shí)，在羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低的過(guò)程中，軸功率應(yīng)以轉(zhuǎn)速的3次方的速率降低，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)所需的電功率也將降低，可見(jiàn)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速是羅茨風(fēng)機(jī)節(jié)能的重要途徑。

　　普通羅茨風(fēng)機(jī)的功率因數(shù)范圍在 0.6- 0.7，使用了變頻調(diào)速裝置以后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，進(jìn)而降低了無(wú)功損耗，而相反的增加了電網(wǎng)的有功功率。使用變頻節(jié)能裝置后，通過(guò)變頻器上的軟啟動(dòng)功能可以使啟動(dòng)電流從零開(kāi)始，并把電流限制在額定電流以?xún)?nèi)，這樣緩解了其對(duì)電網(wǎng)的沖擊以及對(duì)供電容量的要求，從而延長(zhǎng)了設(shè)備及閥門(mén)的使用壽命。劉長(zhǎng)軍等人通過(guò)實(shí)踐證明，變頻器運(yùn)用于羅茨風(fēng)機(jī)類(lèi)設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制場(chǎng)合取得了顯著的節(jié)電效果，是一種理想的、高效的調(diào)速控制方式。不僅提高了設(shè)備的使用效率，又跟得上企業(yè)生產(chǎn)工藝要求。與此同時(shí)，又大大減少了設(shè)備維護(hù)及維修的費(fèi)用，降低了停產(chǎn)周期，十分明顯的提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

　　4、改造措施和效果

　　隨著企業(yè)用電負(fù)荷的大范圍增加，引羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)量需要隨著用電負(fù)荷的變化而變化，然而由于經(jīng)常在工頻狀態(tài)下的低效率運(yùn)行，致使大量的能量在風(fēng)道擋板上浪費(fèi)流失了。因此，采用高壓變頻技術(shù)對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造就顯得格外的迫切。張維，楊春等人在研究了鍋爐鼓引羅茨風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能改造后提出：羅茨風(fēng)機(jī)、引羅茨風(fēng)機(jī)變頻改造后，運(yùn)行效果良好，主要表現(xiàn)在①噪音與振動(dòng)減小；②運(yùn)行安全穩(wěn)定性更高；③節(jié)約能源，降低成本，包括節(jié)能節(jié)電。王永輝等人在研究了變頻技術(shù)在污水處理廠(chǎng)羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用的過(guò)程中提出有關(guān)羅茨風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)的改造方案。其中包括①在羅茨風(fēng)機(jī)上裝設(shè)閉環(huán)控制方式的變頻系統(tǒng)；②在原工頻系統(tǒng)保留的基礎(chǔ)上結(jié)合變頻器相互作用；③采用本地、遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的監(jiān)控措施；④設(shè)置遠(yuǎn)程控制和故障報(bào)警系統(tǒng)，保證生產(chǎn)工藝的方便性、安全性。胡炫，朱虎，楊志等人在研究了高壓變頻器在發(fā)電廠(chǎng)引羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用與節(jié)能分析中指出：羅茨風(fēng)機(jī)在變工況運(yùn)行中，調(diào)節(jié)深度愈大，節(jié)能效果愈顯著，變頻調(diào)速曲線(xiàn)最接近理想曲線(xiàn)，其運(yùn)行能耗最低，節(jié)能效果最佳。他們提出在大功率設(shè)備上應(yīng)用ASD6000S系列高壓大功率變頻器進(jìn)行羅茨風(fēng)機(jī)技術(shù)改造，取得了明顯的節(jié)能效果。ASD6000S系列高壓大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)是由多個(gè)功率模塊串聯(lián)起來(lái)，通過(guò)疊加了多個(gè)低壓功率模塊的輸出而匯總得到高壓輸出，具有諧波小、可靠性高等技術(shù)特點(diǎn)。

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