工业锅炉鼓风机变频器调速系统

在工业生产、产品加工制造业中，风机设备主要用于锅炉的燃烧系统、其他设备的烘干系统、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、挡板的节流损失的形式消耗掉了。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。为此，需要采用多项措施实现对离心风机的自动控制，以使系统的各种性能达到合理的要求。

近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，加之采用PLC 和变频器易操作、易维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点，采用基于PLC的变频器驱动方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。从而大大的降低生产成本，减少能量损耗和对环境的污染，为企业带来可观的经济效益和社会效益。

关键字：锅炉，压力，PLC，变频器

1. 绪论 (1)

2. 原理及结构设计 (2)

2.1 变频器工作原理 (2)

2.2 变频器的结构与功能 (3)

2.2.1 变频器的结构 (3)

2.2.2 变频器的控制方式 (4)

2.2.3 变频器的功能 (5)

2.3 输油泵变频调速节能原理 (6)

2.4 输油泵变频调速的主电路 (6)

3 变频器选择及参数设置 (10)

3.1 变频器的控制方式 (10)

3.2 控制方式的合理选用 (11)

3.3 选型原则 (12)

3.4 PLC 及压力传感器的选择 (14)

3.5 MM430变频器特性 (15)

3.6 电动机参数设置实例 (15)

4.PLC程序设计 (17)

结论 (20)

参考文献 (21)

1. 绪论

在进入21世纪的今天，电力电子器件的基片已从Si （硅）变换为SiC （碳化硅）, 使电力电子新元件具有耐高压、低功耗、耐高温的优点；并制造出体积小、容量大的驱动装置；永久磁铁电动机也正在开发研制之中。随着IT技术的迅速普及，以及人类思维理念的改变，变频器相关技术的发展迅速，未来主要朝以下几个方面发展：

1. 网络智能化

智能化的变频器买来就可以用，不必进行那么多的设定，而且可以进行故障自诊断、遥控诊断以及部件自动置换，从而保证变频器的长寿命。利用互联网可以实现多台变频器联动，甚至是以工厂为单位的变频器综合管理控制系统。

2. 专门化和一体化

变频器的制造专门化，可以使变频器在某一领域的性能更强，如风机、水泵用变频器、电梯专用变频器、起重机械专用变频器、张力控制专用变频器等。除此以外，变频器有与电动机一体化的趋势，使变频器成为电动机的一部分，可以使体积更小，控制更方便。

3. 环保无公害

保护环境，制造“绿色”产品是人类的新理念。21世纪的电力拖动装置应着重考虑：节能，变频器能量转换过程的低公害，使变频器在使用过程中的噪声、电源谐波对电网的污染等问题减少到最小程度。

4. 适应新能源

现在以太阳能和风力为能源的燃料电池以其低廉的价格崭露头角，有后来居上之势。这些发电设备的最大特点是容量小而分散，将来的变频器就要适应这样的新能源，既要高效，又要低耗。现在电力电子技术、微电子技术和现代控制技术以惊人的速度向前发展，变频调速传动技术也随之取得了日新月异的进步。这种进步集中体现在交流调速装置的大容量化，变频器的高性能化和多功能化，结构的小型化一些方面。

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。针对这一系列问题，本系统将PLC与变频器有机地结合起来，采用以锅炉气压压力为主控参数，实现对电动机工作过程和运转速度的有效控制，使离心鼓风机通风高效、安全，达到了明显的节能效果。PLC空制系统具有对驱动风机的电机过热保护、故障报警、机械故障报警等功能特点，为节能技术改造提供一条新途径。

2. 原理及结构设计

2.1 变频器工作原理

变频器的工作原理是把市电(380V 50Hz)通过整流器变成平滑直流，然后利用GTF 或IGBT组成的三相逆变器，将直流电变成可变电压和可变频率的交流电，由于采用微处理器编程的正弦脉宽调制(SPW M方法，使输出波形近似正弦波，用于驱动异步电机，实现无级调速。

2.2变频器的结构与功能

2.2.1变频器的结构

变频器实际上就是一个逆变器•它首先是将交流电变为直流电•然后用电子元件对直流电进行开关•变为交流电•一般功率较大的变频器用可控硅•并设一个可调频率的装置•使频率在一定范围内可调•用来控制电机的转数•使转数在一定的范围内可调•变频器广泛用于交流电机的调速中•变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水等领域。一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。

1. 整流电路

整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块.

2. 平波电路

平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动，为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压（电流），一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量，故省