空气悬浮风机改变频调速设置参数_空气悬浮风机

空气悬浮风机改变频调速设置参数：罗茨式燃气鼓风机变频调速操作参数的设置

　　文章编号 :1000 - 4416(2003) 11 - 0683 - 02 罗茨式燃气鼓风机变频调速操作参数的设置Ξ王增光 ,杜 　生 ,韩平一 ,王建明 ,王磊珉(张家口市宣化煤气总公司 , 河北 宣化 ) 摘要 :讨论了罗茨式燃气鼓风机变频调速操作参数的设置和节电效果。 关键词 :鼓风机 ;变频调速 ;参数设置中图分类号 :TU996 　　　文献标识码 :B Operation Parameter Set up of Frequency Conversion Adjusting Speed of Roots Gas Blower WANG Zengguang , DU Sheng , HAN Pin2yi , WANGJian2ming , WANGLei2min ( Zhangjiakou City Xuanhua Gas Corporation , Xuanhua , China) Abstract : Operation parameter set2up of frequency conversion adjusting speed of Roots gas blower and ef2fect of electricity saving are discussed. Key words : blower ; frequency conversion adjusting speed ; operation parameter set up 1 　前 　　言 张家口市宣化居民用户和公建用户所用燃气占供应燃气总量的 83 %左右 ,全天的燃气用量极不均衡 ,大部分集中在午、晚两个高峰。对燃气供用量的不均衡 ,过去一直采用频繁开停风机的办法 ,这种操作不仅工人劳动强度大 ,每天要开停风机 20 次左右 ,而且风机出口燃气压力仍然波动很大 ,容易发生操作失误 ,使风机出口压力低于下限 ,不利于安全生产。变频调速是成熟的技术 ,已有许多成功应用的报道[1 —6] 。为了减少风机出口燃气压力波动 ,减轻 工人劳动强度 ,减少操作失误 ,节约电能 ,于 2000 年进行改造 ,采用了变频调速技术。实施变频调速 ,配置为两种罗茨式燃气鼓风机 ,3 台锦工机(1 — 3 号) , 配 160 kW 电动机 ;2 台小风机(4 — 5 号) ,配 75 kW 电机。在我公司的条件下 (每天约有 8 h 燃气用量极小 ,用气高峰时间 3 h 的燃气用量占全天用量的 40 %) ,变频调速在磁悬浮风机上的应用及参数设置有其独特的特点 ,现介绍如下。 2 　变频调速主要操作参数的设置 仅将 3 号锦工机改造为变频调速 ,并改造 1 ,2 号风机的有关设备与之联锁操作 ,主要操作参数设置如下 : (1) 中等用气量时 ,3 号机单机变频运行 ,风机出口压力稳定在 35 kPa。当用户用气量在一定范围波动时 ,3 号机单机变频运行能保持风机出口压力稳定在 35 kPa ,其压力波动极小 ,不超过 ±0. 2 kPa。 (2) 燃气用量极小时 ,3 号机单机变频运行 ,设置如下 :若频率低于 25 Hz ,且实际压力稳定在 (或低于) 35 kPa 超过 2. 5 min 时 ,PCL 自动将设定总输气压力提高到 58 kPa ,待实际压力提高到 58 kPa 后 ,风机自动停车 ,同时将设定压力自动降低到 35 第 23 卷 　第 11 期 2003 年 11 月 煤气与热力 Gas & Heat 　　　　　　　　　　　Vol. 23

空气悬浮风机改变频调速设置参数：空气悬浮风机变频调速运行方式

　　原标题：空气悬浮风机变频调速运行方式

　　山东锦工有限公司是一家专业生产磁悬浮风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇，近年来，锦工致力于新产品的研发，新产品双油箱空气悬浮风机、水冷空气悬浮风机、油驱空气悬浮风机、低噪音空气悬浮风机，赢得了市场好评和认可。

　　在绝大多数情况下，空气悬浮风机都工作在偏离风量最大需求的状态下，即空气悬浮风机按不变的设计指标投入运行，造成风量过大，从根本上讲，空气悬浮风机的定速运行与实际风量需求的不断改变的情况不相适应。通过对空气悬浮风机采取变频调速，当实际需求风量较小时，通过调低转速，磁悬浮风机的轴功率可大幅度地成3次方规律降低，折入轴功率也减少，从而使运行电耗大幅度地降低。 与采用挡板成闸门调节风量的方法相比，变频调速可高效率地实现需用功率与实际供给功率的最佳匹配。

　　1.变频调速运行方式

　　1.1三速选择运行

　　电机可以预先给定的3种速度运行。风扇、鼓空气悬浮风机在不同的季节、不同的时段由于用风量需要不同而进行风量切换，振动筛筛分不同材质的颗粒时．以预先给的速度运转。应用逆变器的电机三速选择运转回路，使用SA—OT2选用件构成的电路。

　　高、中、低的速度指令由外部输入后，则选定频率给定信号给逆变器输入指令，以结定的速度运转。A型逆变器设有三速选择信号用端子，对于此场合是方便的，所以术需要选用件。频率给定可有3挡速度，高、中、低速，各自使用电位器可以调节。

　　值得注意的是要有联锁回路，防止有2个外部速度给定信号同时输入。选用件与逆变器间的频率给定信号由于电压低．电流弱，原则上不能有接点加入。加入接点时，为防止接触不良应当用2个灵敏继电器接点并联使用，提高工作可靠程度。

　　1.2自动运行

　　在电机在运转过程中自动控制流量、压力、温度的变化，使之为一定值，这种情况叫自动运行。采取自动运行模式，首先检出作为空气悬浮风机、水泵输出的流量、压力、温度的变化，用PID（比例积分、微分控制）调节器调节速度，使用FR-FA选用件构成电机自动运转回路图。将流量、压力、速度检出器的输出输入给PID调节器，给出速度指令使电机自动运转，以保持检出值为给定值。选用件FR-FA是将PID调节器的电流输出变换为电压输出的一种I／U变换器。对于仅使用自动运转时，可将逆变器本身的频率给定信号切换开关选择在20mA处，不需要前置放大器（仅对A型）。

　　1.3并联运行

　　采用一台逆变器同时驱动多台并联电动机运行，叫并联运行。这种并联运行方式主要用于换气扇等小容量空气悬浮风机的统一速度控制。而且这种运行方式，不能使用逆变器内的电子热保护，所以每台电机外加热继电器。逆变器在运行中如果将停止的电机直接投入，有时因启动电流保护装置动作，使逆变器停止工作。

　　1.4并联运行

　　采用一台频率给定器向多台逆变器发出速度指令，使电机并联运转，称为并联运行。这种运行方式用途及注意事项：这种运行方式主要用于中容量的泵类、磁悬浮风机、皮带输送机等控制为防止干扰产生误动作，频率给定器的接线要使用屏蔽线。

　　1.5比例运行

　　通过给定多台电机的运转速度比例来控制调节多台电机速度的运行方式叫比例运行。如3台皮带输送机按某比例供给3种原料，混合比由各比例给定单元给定，然后只转动主速给定器就可以改变全体的速度。田中示出了比例结定，电源接通，启动开关接通后，即使主速给定器的刻度指示为零，M3输送机也工作运转，再转动主速给定器的旋钮，则M2、M1顺次开始旋转。在中途M1、M2的转速也变为相同，然后M3、M1顺次升到额定转速，但M2到最后也达不到额定转速。该运行方式由于频率给定信号电压低、电流弱，需接入触点时要用微电流开关用继电器的2个触点并联；信号线的接线要远离动力线，并采用绞合屏蔽线。

　　2.变频器的选取

　　对于空气悬浮风机系统的变频调速设计，选取变频器时应首先必须充分认识到使用变频调速的目的是什么；变频调速系统应用在什么场合及负载特性的具体情况，并从容量、输出电压、输出频率、保护构造、U/f（电压／频率）模式、电网一逆变器的切换、瞬停再启动等诸方面进行综合考虑，进而选择满足要求的机种、机型。

　　通常变频器主要技术指标以适用电机功率(kw)、输出容量(kvA)、额定输出电流(A)表示：其中，额定输出电流为变频器可以连续输出的最大交流电流有效值，不管用于何种用途．都不允许电流连续流过值超过此值。输出容量指：三相情况下的额定输出电压与额定输出电流决定的三相视在功率。适用电机功率是以2、4极标准电机为对象，表示在输出额定电流以内可以传动的电机功率，鼠笼式电动机是2极电机即一对极电机，变频调速系统能很经济地与鼠笼式异步电动机构成控制调速配合使用。常常将变频器功率选得比实际配用电机功率更大一些。

　　变频器已经广泛地应用于交流电动机的速度控制，其最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。在空气悬浮风机、水泵、压缩机等流体机械上应用变频器可以节约大量电能。除此之外，如果将恒速交流电力拖功系统改造为转速可调的交流调速系统，可以取得明显的节能效果：例如：交流调速应用生产加工制造企业空气悬浮风机、压缩机、水泵类机械，把原来用挡板、节流阀控制风量、流量方式改为转速控制方式，由于电动机所消耗的功率与转速的立方成正比，因而能获得显著的节能效果。

　　3.自控式变频调速

　　除了利用静止的变频装置给同步电动机提供变频变压电源外，自控式变频调速与他控式变频调速不同之处在于同步电动机的转子上装有一台转了位量检测器，由它发出信号来控制变频装置的输出电压的频率。也就是说，自控式中的变频装置与他控式中的变频装置不向，自控式变频装置中的输出频率不是独立调节的，而是由转子位置检测器控制的。调速时，通过改变同步电动机的输入电压来调节转速。例如当U1减小时，T减小，打破了原有的平衡，n下降，这时转了位置检测器发出信号，调节变频装置的输出频率，使人随之下降，T回升，直到重新出现T＝T2+T0为止，电动机在一个比原来低的频率和转速下重新稳定运行，由于这种电动机的定子频率与转子转速始终保持同步，电动机不会出现失步等问题，这是这种调速方法重要优点之一。

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空气悬浮风机改变频调速设置参数：空气悬浮风机改变频调速设置参数_空气悬浮风机

　　空气悬浮风机在冶金、建材、化工、纺织等行业有着广泛应用，目前不使用变频器的空气悬浮风机控制系统主要是让电机恒转速运转，采用空气悬浮风机的进出风阀门调节，将压力控制在一定范围，从而实现流量控制。这种方式不仅操作且浪费大量电能，在能源日趋紧张的局势下，势必要对其进行变频改造。

　　一、变频调速优点

　　空气悬浮风机交流变频调速技术是降低风机运转能耗有效方式，其主要优点如下：

　　1、可实现平滑的无级调速、精度高，范围宽（0-100%），效率可达95%以上；

　　2、启动转矩大，可限定在额定值的1-1.25倍，启动电流小，电动机的转矩脉动小，可实现软启动且运行平稳。

　　3、安装容易，调速方便，操作简单，容易与可编程逻辑控制器、分布式控制系统衔接；

　　4、可靠性高，且有过流、过压、欠压、过载等多种保护功能。

　　二、风机特性

　　空气悬浮风机为容积式风机，输送的风量与转数成比例，三叶型叶轮每转动一次由2个叶轮进行3次吸、排气，在2根平行的轴上设有2各三叶型叶轮，轮与椭圆形机箱内孔面及各叶轮三者之间始终保持微小的间隙，由于叶轮互为反方向匀速旋转，使箱体和叶轮所包围着的一定量的气体由吸入的一侧输送到排出的一侧。各支叶轮始终由同步齿轮保持正确的相位，不会出现互相碰触现象，因而可以高速化，不需要内部润滑，而且结构简单，运转平稳、振动小、噪声低、性能稳定，适应多种用途，用途广泛。

　　空气悬浮风机变频调速的优点与特性山东锦工重工机械有限公司专业生产制造各类空气悬浮风机、罗茨真空泵、MVR蒸汽压缩机、回转风机等设备，承接气力输送系统工程，生产旋转供料器、仓泵、料封泵、旋转阀等各类气力输送设备，综合以上所讲如有遗漏或问题欢迎咨询锦工在线客服。

　　系统若采用压力闭环控制方案改造，可实现全自动控制，真正实现无人值守。

　　空气悬浮风机变频改造后节能量计算

　　目前空气悬浮风机在应用时，调节方式有两种;一种是空气悬浮风机的输人口有阀门调节或输入流量受限制造成流量不均衡,另一种是采用输出侧直接放风的方式。在这里对两种方式分别进行变频改造节能效果分析。根据空气悬浮风机的负载特性,由于空气悬浮风机效率较高,这里忽略损耗。

　　1 基本计算公式

　　2 输入侧调节方式变频改造节能分析计算

　　对于空气悬浮风机的应用场合来说,工艺要求压力、流量恒定。由于改造前采用进风口阀门调节，降低了输入的风压，因此空气悬浮风机的进风和出风的压差保持不变:

　　采用变频调速后要保证流量不变，但由于罗获风机的进风压力升高，进风和出风的压差变小，根据式(2)可知，空气悬浮风机的消耗功率将随压力增加量的降低而降低，因此节电率为

　　根据理想状态方程，假定节流不影响输入风的温度，则阀门开放的面积比等于进风压力比，即

　　3 输出侧调节方式变频改造节能分析计算

　　系统在工频下运行，由于改造前采用出口放风阀门来调节,因此可认为空气悬浮风机电机运行在额定工作状态。采用变频调速后要保证使用流量不变，关闭排风阀门后,空气悬浮风机的消耗功率与额定流量的比值为

　　在实际计算中，一般很难得到需要的流量数值，因此通过上述计算方法很难计算出节电率，但很容易得到输送管道的管径、排风管的管径和排放阀门的开度，因此可得到：

　　在上述计算中未考虑损耗等情况，以上是理论计算值，实际工况比上述计算复杂得多，因此节能率要比计算值低些。

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　　问题：风机能用变频器调速吗

　　回答：风机在使用过程中，很多工况需要对风机的风量进行控制，不同的时间段可能采用风量也不同，所以，就出现了变频型风机。

　　空气悬浮风机可以采用变频电机来调节风机的转速，调节转速的目的便是调节风机风量了，空气悬浮风机可以通过变频控制柜，对变频电机进行调节，达到风机转速的调节。

　　采购风机时，如果我们对此有要求，需要调节风机的转速，可以提前和厂家说明，搭配上变频电机和变频控制柜。

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　　：三叶磁悬浮风机产品列表

　　随着经济的发展，要求调节磁悬浮风机风量的用户日趋增多。在几种调节方法中，变频调速由于效率高，调速性能好，调速改造方便等优点，而得到普遍的采用。在使用中发现，有些用户对磁悬浮风机的自身使用特点不十分清楚，造成风机不能正常使用，因此有必要对磁悬浮风机应用变频调速的特点加以论述。

　　变频调速可用一般的异步电动机加变频器实现，也可用变频电机加变频器实现。一般异步电动机加变频器向下调转速时，长期使用一般控制在20Hz以上。因为一般电动机的散热主要依靠电动机后面的风扇进行，当转速高时，其散热情况好。但当电动机转速很低时(如电频20Hz以下)，风扇的性能降低，散热情况变得恶劣，影响电动机的使用。空气悬浮风机

　　变频电动机加变频器调节时，由于变频电动机设计时考虑了散热的问题，故可在5Hz以上长期使用。

　　当采用变频调速，若供电频率为50Hz，频率不大于供电频率50Hz时，为恒转矩调速；当频率大于供电频率50Hz时，为恒功率调速。如目前国内普遍采用的YVP系列变频调速三相异步电动机，恒转矩频率范围为5～50Hz，恒功率频率范围为50～100Hz。

　　磁悬浮风机的驱动一般采用异步电动机，故可采用变频调速来达到调节风量的要求。磁悬浮风机在采用变频调速时，除了应满足变频调速的自身要求外，还需符合磁悬浮风机的自身运行特点。当频率下调、转速下降时，将导致风机效率下降，使风机温度升高，因此下调频率有个最低极限值，使风机不致产生过热现象。

　　当频率上调、转速升高时，应注意满足风机转矩上的要求。注意了以上特点，采取必要的措施，即可保证风机正常连续运行。

　　锦工风机具备多台大型卧式加工中心，并有多工位加工中心，如果您需要采购定制空气悬浮风机，可以联系我们的全国免费客服热线

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空气悬浮风机改变频调速设置参数：磁悬浮风机变频调速系统的设计

　　原标题：磁悬浮风机变频调速系统的设计

　　山东锦工有限公司是一家专业生产磁悬浮风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇，近年来，锦工致力于新产品的研发，新产品双油箱空气悬浮风机、水冷空气悬浮风机、油驱空气悬浮风机、低噪音空气悬浮风机，赢得了市场好评和认可。

　　空气悬浮风机变频调速系统的实现从根本上解决了空气悬浮风机大启动力矩而配用大功率电机的问题，节能效果非常显著。能够解决空气悬浮风机低负荷运行，空气悬浮风机开度当板小而引起的风纪震动问题，使磁悬浮风机运行更加稳定。闭环控制系统的建立使控制更加稳定装置操作更加平稳；另外空气悬浮风机转速的降低大大提高了空气悬浮风机轴承的使用寿命。提高了设备运行时间，延长了设备的检修周期。

　　2.变频调速装置在空气悬浮风机上的应用

　　空气悬浮风机的流量，运行压力，轴功率这三个基本参数与转速的运算公式极其复杂，同时空气悬浮风机类负荷随环境变化参数也随之变化。在工程中一般根据空气悬浮风机的运行曲线，进行大致的参数运算，通过改变空气悬浮风机的管网特性曲线来实现对空气悬浮风机的风量的调节；通过改变空气悬浮风机叶片的角度来实现对空气悬浮风机的风量调节；通过改变空气悬浮风机的转速来实现空气悬浮风机的风量调节。

　　取代老式的依靠挡板改变流量的方式，达到节能的效果；精确地调节速度和流量，保证工艺质量；接受计算机的模拟或数字信号，进行实时控制；动态性能好，可实现“软”启动。变频装置的特性保证了电机启动和加速时具有消除启动对电机的冲击，可以提高电机和机械的使用寿命。

　　3.变频调速技术

　　3.1变频调速的基本原理

　　对异步电动机进行调速控制时，希望电动机的主磁通Фm保持额定值不变。磁通太弱，电动机带负载能力下降，磁通太强，形成过饱和，将引起励磁电流波形畸变。由上可见,Фm值由e1和fl共同决定，对e1和fl进行适当控制，就可以使气隙磁通Фm保持额定值不变。分两种：基频以下的恒磁通变频调速，即从电机额定频率f调速；基频以上的弱磁通变频调速。

　　3.2 u/f控制

　　主电路中逆变器采用BJT，用PWM方式进行控制。逆变器的控制脉冲发生器同时受控于频率指令f和电压指令U，而f和U之间的关系是由U/f曲线发生器决定的。这样经PWM控制之后，变频器的输出频率与输出电压之间的关系就，就是U/f曲线发生器所确定的关系。转速的改变是靠改变频率的设定值来实现的。电动机的实际转速要根据负载的大小，即转差率的大小来决定。负载变化时，在f不变的条件下，转子转速将随负载转矩变化而变化，故它常用于速度精度要求不十分严格或负载变动较的场合。U/f控制是转速开环控制，无需速度传感器，控制电路简单，负载可以是通用标准电动机，所以通用性强，经济性好，是目前通用变频器产品中使用较多的一种控制方式。

　　3.3 转差频率控制

　　根据速度传感器的检测，可以求出转差频率△f，再把它和速度设定值f相叠加，以该叠加值作为逆变器的频率设定值f1*，就实现了转差补偿。这种实现转差补偿的闭环控制方式称为转差频率控制方式。与U/f控制方式相比，其调速精度大为提高。但是使用速度传感器求取转差频率，要针对具体电动机的机械特性调整控制参数，因而这种控制方式的通用性差。

　　4.系统自动控制的实现

　　4.1控制系统的工作原理

　　本系统是用单片机控制的变频器实现的空气悬浮风机调速系统。其主要硬件是MSC8051单片机，变频器，压力变送器，空气悬浮风机。该系统中单片机起到控制器的作用，变频器和空气悬浮风机是执行机构。通过设置在磁悬浮风机负压侧的压力变送器得到系统的反馈信号，并且将其转化成了标准的电流或者电压信号，再经过A/D转换变成数字信号传送到单片机，然后由单片机实现PI压力调节，显示功能。最后输出控制量，作为变频器的模拟量给定信号，由变频器输出SPWM调制的频率可调的电压来控制空气悬浮风机电动的转速。从而整个系统实现闭环控制。达到准确控制，节能的目的。

　　4.2 控制器的硬件设计

　　单片机：选用MCS-8051单片机，由于本系统的设计目的是空气悬浮风机的简单调速系统，所以系统不要求有复杂的控制功能。因此本系统选用最小系统，不需要对单片机的进行外部存储器的扩展。由于8051单片机的输入输出口数目的限制，所以系统扩展了并行通信口8255A作为A/D，D/A的接口芯片。系统还具有简单的键盘输入和显示作用，通过8279控制键盘和显示器。

　　变频器：变频器选用西门子公司的Ec01-110k13kw 变频器。

　　变送器：选用BYD-8系列压力变送器。

　　键盘显示部分是用单片机控制8279键盘显示电路，由小键盘和6个8段数码LED组成。可以通过键盘对系统的PI的参考量进行预制，这样使系统增加了很的可移植行和方便了系统的调试。本系统还可以随时跟踪显示空气悬浮风机负压侧的压力，方便了操作人员对系统监控。

　　4.3系统的软件设计

　　系统软件是计算机控制系统的一个关键组成部分，软件的质量直接关系到整个控制系统的效率和性能。根据控制系统的目标需求，对控制软件的功能进行合理的划分，再采用模块化的设计原则，确定各个模块所要完成的功能，整个控制软件完成数据的输入，显示以及PI调整功能。整个单片机系统不但起到了控制作用而且充当简单的上下位机作用。

　　PI控制器可以使原系统更加稳定准确，环节P用来使系统快速的动作，但遗憾的是有余差存在；积分控制可以消除余差，但是容易使系统的控制过程产生震荡，且时间延迟很长，被控变量波动幅度也很大。应用PI控制，可以很好的改善以上单独使用的不足，使系统控制变的准确。虽然PI控制还存在很多不足，但是在本系统中，由于对压力的控制要求不是十分的严格，所以应用PI控制就可以很好的完成控制要求。对于PI控制器的参数整定有多种方法，如：临界比例度法，衰减曲线法，PID归一参数法等方法。但是在工业中最长使用的是经验法。这种方法是工人师傅几十年操作经验的积累，逐步的反复的试凑，最后得到控制器的适合参数。在PI控制器的设计上，本系统采用了积分分离法防止积分的饱和。

　　5.小结

　　本文系统的介绍了整个系统的设计过程。首先讨论了各种磁悬浮风机风量调节方法以及他们各自的特点，而突出了变频调速的优点。然后系统的说明了变频器的原理以及分类，根据各方面的比较选择该系统所用到的电压型变频器，根据所用的频器的基础上，确定变频器的相关参数。最后根据在工业现场采集到的数据进行数学上的仿真，完成控制器的软件设计。

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