精品文檔-下載后可編輯中遠變頻器在風機節(jié)能應用的解析目前在我國各行各業(yè)的各類機械與電氣設(shè)備中與風機水泵配套的電機約占全國電機裝機量的65%,耗用電能約占全國發(fā)電總量的五分之二。并且大多數(shù)風機、水泵在使用過程中都存在大馬拉小車的現(xiàn)象。因生產(chǎn)、工藝及氣溫等方面的變化，需要經(jīng)常調(diào)節(jié)氣體和液體的流量、壓力等；目前，許多單位仍然采用落后的調(diào)節(jié)擋風板或閥門開啟度的方式來調(diào)節(jié)氣體或液體的流量、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、液體流量調(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。

變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、變頻調(diào)速、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過流/過壓/過載保護等功能

變頻調(diào)速器（frequencychanger/frequencyconverter）是一種用來改變交流電頻率的電氣設(shè)備。此外，它還具有改變交流電電壓的輔助功能。過去，變頻調(diào)速器一般被包含在電動發(fā)電機、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器等電氣設(shè)備中。隨著半導體電子設(shè)備的出現(xiàn)，人們已經(jīng)可以生產(chǎn)完全獨立的變頻調(diào)速器。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要一個進行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應的電路。變頻調(diào)速是通過改變電機定子繞組供電的頻率來達到調(diào)速的目的。

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(shù)的不斷完善、發(fā)展。變頻調(diào)速器性能日趨完美，已被不同科學、不同行業(yè)的工程技術(shù)人員廣泛應用于不同領(lǐng)域。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。

中遠變頻調(diào)速器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(jié)構(gòu)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、運行平穩(wěn)可靠、節(jié)能效果顯著，已經(jīng)成為廣大用戶交流電機調(diào)速的選擇。

一、變頻調(diào)速節(jié)能原理：

三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式為：n=60f/p（1-s）從上式可見，改變供電頻率f、電動機的極對數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可達到改變轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來看，不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動機的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)兩種。在生產(chǎn)機械中廣泛使用不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動機的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級調(diào)速以及應用電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。改變同步轉(zhuǎn)速的有改變定子極對數(shù)的多速電動機，改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速有能無換向電動機調(diào)速等。從調(diào)速時的能耗觀點來看，有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種：高效調(diào)速指時轉(zhuǎn)差率不變，因此無轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動機、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法（如串級調(diào)速等）。有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法，能量就損耗在轉(zhuǎn)子回路中；電磁離合器的調(diào)速方法，能量損耗在離合器線圈中；液力偶合器調(diào)速，能量損耗在液力偶合器的油中

風機是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，它是一種從動的流體機械。風機是我國對氣體壓縮和氣體輸送機械的習慣簡稱，通常所說的風機包括通風機，鼓風機，壓縮機以及羅茨鼓風機，離心式風機，回轉(zhuǎn)式風機，水環(huán)式風機，但是不包括活塞壓縮機等容積式鼓風機和壓縮機。氣體壓縮和氣體輸送機械是把旋轉(zhuǎn)的機械轉(zhuǎn)換為氣體壓力能和動能，并將氣體輸送出去的機械。風機主要由風葉、百葉窗、開窗機構(gòu)、電機、皮帶輪、進風罩、內(nèi)框架、機殼、安全網(wǎng)等部件組成。開機時由電機驅(qū)動風葉旋轉(zhuǎn)，并使開窗機構(gòu)打開百葉窗排風。停機時百葉窗自動關(guān)閉。

風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風和引風；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風；谷物的烘干和選送；風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。風機的工作原理與透平壓縮機基本相同，只是由于氣體流速較低，壓力變化不大，一般不需要考慮氣體比容的變化，即把氣體作為不可壓縮流體處理。

風機是傳送氣體的機械設(shè)備，從流體力學原理得知，風機風量與電機轉(zhuǎn)速功率相關(guān)：風機的風量（流量）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)速的三次方成正比（即風機的軸功率與供電頻率的三次方成正比）：

眾所周知，在供風系統(tǒng)中，對于風機，其風壓（H）、風量（Q）、轉(zhuǎn)速（n）和軸功率（P）之間存在如下關(guān)系：

Q=K1×n

H=K2×n2

P=K3×H×Q=K1×K2×K3×n3=K×n3

因此：改變風機的轉(zhuǎn)速就可改變風機的功率

根據(jù)電機學原理交流電機轉(zhuǎn)速如下：

n=60f（1-s）/p/

式中：n-電機轉(zhuǎn)速，f-電源頻率，p-電機的極對數(shù)，s-轉(zhuǎn)差率。

由公式可見，電機調(diào)速由多種，如變極調(diào)速，串極調(diào)速和變頻調(diào)速等。其中變頻調(diào)速方式的調(diào)速范圍寬，電機效率高、適用面廣，節(jié)能效果好。因此：改變風機的運行頻率就可改變風機的轉(zhuǎn)速。

根據(jù)以上公式可以列出電機轉(zhuǎn)速與節(jié)能率的關(guān)系表，如下：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理論上節(jié)電率達29.1%.

將供電頻率由50Hz降為40Hz,則P40/P50=403/503=0.512,即P40=0.512P50,理論上節(jié)電率達48.2%.

二、水泥廠的生產(chǎn)情況：

風機是水泥生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備，也是消耗電量的設(shè)備之一。不過，電量消耗的數(shù)字本身并不重要。重要的是，該消耗量的相當部分并沒有用于生產(chǎn)需要，而是白白的浪費掉了！在行業(yè)競爭日益激烈的市場條件下，企業(yè)為了贏得市場，必須采取各種措施不斷提高企業(yè)在市場競爭中的競爭能力。如果說開源節(jié)流是從管理的角度提高企業(yè)的競爭能力的方法，則提高生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品單耗就是提高企業(yè)競爭能力的重要保障。

在水泥生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)的送風系統(tǒng)由羅茨鼓風機、送風管道和放風閥門組成。由于生產(chǎn)過程中風的需求量取決于燃料質(zhì)量、原材料質(zhì)量。另外，整個生產(chǎn)過程中不同的時間斷對風的需求量也有很大的不同。因此，在整個生產(chǎn)過程中，送入窯爐的通風量需要經(jīng)常調(diào)整。在傳統(tǒng)的送風系統(tǒng)中，風機時刻處于額定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，即送風量是固定的。風量的調(diào)整是靠放風閥的開度進行的。或是說。每當窯爐對風的需求量減少時（此時進行放風），便是能量浪費生產(chǎn)的時刻。因為風是由風機產(chǎn)生的，放掉的風就是放掉電能，白白地放掉電能是一種極大的浪費。窯爐需要的風量越小，放掉的就越大，能量浪費就越嚴重。窯爐20%的時間需要滿風量，40%時間處于80%的滿風量，另40%時間風量的需求量約為65%的滿風量。在這種下，不需要的那20%和35%的風量就白白地浪費掉了，前者的能量浪費約為48%,而后者的能量浪費竟高達65%.

三、窯爐供風系統(tǒng)變頻調(diào)速裝置

窯爐是用耐火材料砌成的用以煅燒物料或燒成制品的設(shè)備。

采用變頻調(diào)速器取代調(diào)節(jié)擋風板或閥門開啟度來調(diào)節(jié)用風量的比例（即調(diào)節(jié)風量利用率），滿足原水泥生料燒結(jié)時不同用風量的落后的傳統(tǒng)的機械調(diào)節(jié)方法，（這種傳統(tǒng)供風方法缺點是電能浪費嚴重、調(diào)節(jié)精度差、啟動電流大、噪音大、粉塵污染嚴重）。變頻改造后的供風系統(tǒng)是在保留原工頻控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一套變頻回路與原工頻控制并聯(lián)，形成的雙回路控制系統(tǒng)，從而保障生產(chǎn)的連續(xù)正常運行。其特點：由于變頻器具有軟起動功能，電機啟動時無大電流沖擊，延長設(shè)備使用壽命；由于變頻器可任意調(diào)節(jié)風機電機輸入頻率改變電機轉(zhuǎn)速，因此可按燒結(jié)時不同階段所需風量，準確調(diào)節(jié)供風量，無須旁通放風、減少水泥粉塵污染、節(jié)電可達15%-40%.綜合效益可觀，一般6個月-12個月可收回全部投資。

四、無錫中遠變頻器技術(shù)特點：

1、采用美國TI公司32位DSP芯片CPU,精度高，速度快。

2、選用德國及日本著名品牌的IGBT功率模塊。

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