变频调速技术在罗茨风机上的应用研究
变频技术在风机、泵类负载节能中的应用
变频技术在风机、泵类负载节能中的应用摘要：本文通过变频调速在风机、水泵类设备上的应用，阐述了风机、水泵变频调速的节能原理。
介绍了风机、水泵负载对变频器的性能要求。
关键词：变频器；风机、水泵；节能；0.前言我国的电动机用电量占全国发电量的60％～70％，风机、水泵设备年耗电量占全国电力消耗的1/3。
造成这种状况的主要原因是：风机、水泵等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输出功率大量的能源消耗在挡板、阀门地截流过程中。
由于风机、水泵类大多为平方转矩负载，轴功率与转速成立方关系，所以当风机、水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此节能潜力非常大，最有效的节能措施就是采用变频调速器来调节流量、风量，应用变频器节电率为20％～50％，而且通常在设计中，用户水泵电机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，效率低下，造成电能的大量浪费。
因此推广交流变频调速装置效益显著。
1.变频调速节能原理1.1变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）×H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果风机、水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8％，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％。
2.2 功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=S×COSФ，Q=S×SINФ，其中S－视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COSФ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
罗茨风机改造方案
罗茨风机改造方案一、罗茨风机工作原理三叶罗茨鼓风机是一种双叶轮同步压缩机械，每个三叶型转子用两个轴承支承,利用一对同步齿轮,使两个转子的相对位置始终保持不变。
属容积式鼓风机，具有强制输气特征。
作为回转式机械，具有比较稳定的工作特性，转子与转子、转子与泵体、转子与侧盖之间都有微小间隙，因而工作腔内没有摩擦,无接触磨损部分；经济耐用，无需润滑，使用寿命长，动力平衡性好。
运转一周有六次吸排气过程，容积效率高。
结构简单，使用维护方便，不需要内部润滑，输送的介质不含油等特点。
泵转子的支承采用了可靠的消隙结构,转动部件作细致的动平衡,并采用高精度的斜齿轮,因此,运行平稳,噪声低,使用更加可靠,可在高压差下长期运行。
动密封部位采用了进口的专利技术,并采用进口油封,控制轴封处的跳动量小于0.01mm。
二、现场情况根据现场的观察和操作工的描述：现场电机的型号为：Y315MI-6、额定电流为168.8A、额定转速为980r/min、额定电压为380V、运行电流100A左右；风门的开度为50%-90%之间（根据现场操作工的介绍）；那么我们以阀门最大的工作状态进行分析：贵厂风机为90KW（风门开度实际为90%）计算风机功率为：90KW实际使用的功率是电动机额定功率的85%。
按照每年工作300天，一天工作24小时，每度电0.5元计算每年的电费理论值为（1KW×1小时=1度电）：90KW×300天×24小时×0.5元×85%≈27.6万元三、投资回收期应用变频器将风门完全开启，将风机转速将为原有转速的85%，即（按最高频率），频率为42.5HZ，那么实际运行效率为：运行率%=[1-（1-15%）3]×100%=61.5%理论计算电费应为：90KW×300天×24小时×0.5元×61.5%=19.9万元/年节省电费为：27.6-19.9=7.7万元/年（那么一年就可以收回投资成本）四、改造方法及线路图我们改造遵循小改动，高效率的原则；所以以前的线路我们不动，只是在以前的线路和电动机之间，加上我们的变频装置，在变频工作模式下，由变频器输出的电压来驱动风机；在工频模式下由以前的市电来驱动风机；从以前的电源端引三相380v的电压到我们的变频器QF端，作为我们变频器的工作电压，再由我们变频器的输出端（U、V、W）输出我们所需要的三相可变电源来控制我们风机电动机的转速；从而达到我们所需求的风量，使电机在最佳的模式下运行。
变频器在风机中的应用
变频器在风机中的应用变频器是一种电子控制设备，可以将电源电压与频率转换成可控电源电压输出。
在风机的应用中，变频器可以改变电动机的转速，并控制风机的流量，使得风机在不同的工作状态下能够实现最佳效率。
一、变频器在节能方面的应用1.1 恒定流量控制传统风机在运行时通常采用阀门、叶片调节或变速装置的方式进行调整。
这种调节方式既能耗费大量电能，又易损坏风机，操作也不便捷。
而使用变频器能够实现恒定流量控制，可根据要求调整风机转速，以实现稳定的风量输出。
1.2 节省能源传统的风机调节方式需要消耗很多能源，而使用变频器可以降低电机启动时的电流冲击，减少电机的能量损失，从而达到节约能源的目的。
同时，变频器还能够根据实际负载调整风机的转速，以满足系统的需求。
二、变频器在风机中的应用2.1 变频器调速通过变频器控制风机转速可以满足不同风量需求的场景以及不同的运行状态要求。
在低负荷运行环境下，通过变频器调速可以减少风机的能量损失，实现节能。
2.2 风机起停控制在工业生产环境中，风机起停控制具有很高的要求。
变频器可以通过外部控制触发，实现风机的起停控制，并且由于变频器的反应速度较快，能够及时响应外部控制信号，保障风机的安全运行。
2.3 数字化化管理在现代化的风机管理中，变频器的应用可以使得风机运转更加稳定，同时还能够实现数字化智能管理。
根据实际运行状态调整变频器控制参数，可以提高风机的运行效率，延长风机的使用寿命，为企业带来更多的经济收益。
总结：变频器可以为风机提供更加稳定和高效的控制方式，带来更多的经济效益。
同时，变频器应用的数字化化管理也有助于让企业更加清晰地把握风机的使用状况，提供科学依据，为企业的运营管理带来更好的智能化服务。
变频器在风机控制中的应用
变频器在风机控制中的应用随着科技的不断发展，变频器在工业控制领域中的应用越来越广泛。
在风机控制方面，变频器的应用可以提供更好的能效、精确的控制和稳定的运行。
本文将详细介绍变频器在风机控制中的应用。
一、变频器的基本原理变频器是电力电子器件的一种，它可以通过改变电源输入电压的频率和幅值，来调节电机的转速。
通过变频器可以实现电机的无级调速，从而使风机的转速可以根据需求随时调整。
二、风机控制的需求在许多工业领域中，风机的控制需求非常重要。
比如在通风系统中，需要根据室内温度和湿度的变化来调整风机的运行状态；在空调系统中，需要根据房间负荷的大小来调整风机的风量。
传统的风机控制方法往往采用阀门的开闭来控制风量，但这种方法调节范围有限、能效低下。
而变频器的应用可以解决这些问题，提供更好的控制性能和能效。
三、变频器在风机控制中的优势1. 节能效果显著：变频器通过调整电机的转速，可以根据实际需求精确控制风机的风量。
与传统的调压阀方法相比，变频器可以根据实时负荷需求来调整电机的转速，避免能量的浪费，大幅提高能效。
2. 精确控制：变频器具有高精度的控制特性，可以实现风机转速的无级调节，从而精确控制风机的风速和风量。
这对于一些对风速要求较高的场合非常重要，比如实验室、医院手术室等。
3. 稳定运行：传统的调压阀方法存在压力波动的问题，容易导致风机的运行不稳定。
而变频器能够根据负荷需求精确调整转速，使风机运行平稳，不易出现波动。
四、变频器在风机控制中的应用案例1. 通风系统中的变频器应用：在大型建筑物的通风系统中，通过变频器可以根据不同时间段和不同区域的负荷需求，精确调整风机的运行状态，从而提供更好的室内舒适度和能效。
2. 空调系统中的变频器应用：在空调系统中，通过变频器可以根据房间的热负荷变化，调整风机的风量，实现节能运行。
同时，变频器还可以实现空调系统的精确控制，提供更好的温度和湿度控制效果。
3. 工业生产中的变频器应用：在一些工业生产过程中，需要通过风机来实现物料的输送、处理和干燥等操作。
变频器在罗茨风机上的使用
２
１ 窑 ６ ￣ ｘ ０库均化及 ３ 风薏 １０ ｍｉ －ｂ １ ６ 一 ４ ｍＶ ｎ
３
￣ｌｘ ４库卸料用 ｂ０ ｌ
升压 ：９ Ｐ ４ｋａ
Ｒ Ｏａ ６ｌ
风置 ：１ ．ｍ／ ｉ １７１ ３ ｎ ｍ 升 压 １９ Ｐ ４ｋａ 电机
２
利 旧
：Ｓ ２ １ ５ Ｗ Ｊ １６ ６ ５ ｋ
承磨 损 ． 同时 由维 护５ 台设 备变 为 ２ 台设 备 ， 护 和 维 维 修工 作 量 大 大减 少 。 备件 消耗 减 少 ， 年 即可 收 回改 一
维普资讯
变频器在 罗茨风机上的使用
尚再 国 ， 张 斌 ， 郭新 杰 ， 学 忠 王
（ 天水 祁连 山水泥 有 限公 司设 备部 ． 甘肃 天水 ７ １ １ ） ４ ３ ６
由于工 艺线 的改 造 ． 我公 司二 台１ ５ Ｗ罗茨 风 机 ５ｋ
由原 来 １０ ０ 生 产 线 入 窑 生 料 供 料 改为 １５ ０／ 生 ０＠ ０ｔ ｄ 产线 生 料库均 化及入 窑 生料放 库用 ． 在严 重 能力过 存 剩 。为 了解决 这一 问题 ． 我们在 综 合分 析 现有二 台窑
台 数
１
备 注
２
窑 ２ ｔ ２ ２ （ ５０ ）： － ｌ ｘ ３ ２０ ｔ， ｈ ４ ＂ 料库均化及卸料
风置 ： ｍ ／ｉ １ ￣ ｎ ５ ｍ 全压
：
Ｓ ３＊５ Ｄ ６ ３
５ｋａ ０Ｐ
风量 １０８ｍＶ ｎ ２ ． ｍｉ 全压 ７ ．ｋ ａ ８４ Ｐ 电机 ± ８ Ｍ一 ５ Ｗ Ｙ２ ０ ４ ５ｋ
现 有 二 台大规 格 的Ｒ ０ 罗茨 鼓 风 机 ，购 置 调速设 备 ６。
改 变罗 茨鼓 风 机 的转 速 ， 取 合理 工作点 集 中控 制供 选
关于罗茨风机的详解!
罗茨风机在污水处理曝气设备中应用广泛，本文从原理到使用维护做一个较详细的介绍！
1、罗茨鼓风机基本原理
罗茨鼓风机系属容积回转鼓风机。
这种压缩机靠转子轴端的同步齿轮使两转子保持啮合。
转子上每一凹入的曲面部分与气缸内壁组成工作容积，在转子回转过程中从吸气口带走气体，当移到排气口附近与排气口相连通的瞬时，因有较高压力的气体回流，这时工作容积中的压力突然升高，然后将气体输送到排气通道。
两转子互不接触，它们之间靠严密控制的间隙实现密封，故排出的气体不受润滑油污染。
2、罗茨鼓风机的选型
1、选型
在污水厂鼓风机选型时，风机厂家产品样本上给出的均是标准进气状态下的性能参数，然而风机在实际使用中并非标准状态，当鼓风机的环境工况如温度、大气压力以及海拔高度等不同时，风机的性能也将发生变化，设计选型时就不能直接使用产品样本上的性能参数，而需要根据实际使用状态将风机的性能要求，换算成标准进气状态下的风机参数来选型。
2、压力。
变频调速技术在风机、水泵控制系统中的应用
领域 普 遍 ； 电 能 耗 损 和 譬 如 阀 门 、 扳 有 关 配 置 的 节 流 亏 损 以 及 如 下 关 系 ： 其 档
保 护 、 理 花 费 占 到 制 造 工 本 的 ７ ２ ％ 。 一 笔 非 常 大 的 制 造 花 费 修 ％一 ５ 是 花 销 。随 着 财经 改 制 的不 停 深 人， 业 经 济 的市 场 竞逐 的不 停 加 重 ； 商
４ ９
７ ． ２９ ５ ２ Ｌ
３ ． ４３
、
风 机 水 泵 控 制 设 备 现 状
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在 各 种 工 业 用 风 机 、 泵 中 。 锅 炉 鼓 、 风 机 、 井 、 心 泵 水 如 引 深 离 等 ， 部 分 是 额 定 功 率 运 行 ， 机 流 量 的 设 计 均 以 最 大 风 量 需 求 来 大 风 设 计 ， 调 整 方 式 采 用 档 板 ， 门 、 流 、 停 电 机 等 方 式 控 制 。 法 其 风 回 起 无
形 成 闭 环 控 制 ， 很 少 考 虑 省 电 。水 泵 流 量 的 设 计 同 样 为 最 大 流 量 ， 也
６ ０ ５ ０
６ ０ ５ ０
３ ６ ２ ５
２ ． １６ ｌ． ２ ５
压 力 的调 控 方 式 只能 通 过 控 制 阀 门 的大 小 、 机 的启 停 等 方 法 。 电 电
由上 表 可见 ： 需 求 流 量 下 降 时 ， 节 转 速 可 以节 约 大 量 能 源 。 当 调 例 如 ： 流 量 需 求 减 少 一 半 时 ， 通 过 变 频 调 速 ， 理 论 上 讲 ， 需 当 如 则 仅 额定 功 率 的 １ ５ ， 可 节 约 ８ ． ％ 的能 源 。 ２．％ 即 ７５ 四 、 泵 变 频 调 速 控 制 系 统 的 设 计 水
罗茨风机变频调速范围
工艺需要的罗茨风机变频调速范围
我为一家欧洲罗茨风机制造商工作，时常客户要求罗茨风机变频调速以达到调节风量的目的，尤其是在SBR工艺中。
但是，客户往往不能就风量的调节范围提出明确的要求，而概以“越宽越好”言之。
当压力在5-8米水柱时，我们的罗茨风机可以从100％向下调节到10％～40％，这是目前非常领先的技术水平。
用于确定风机转速下限的标准有三个，任何一个都不能逾越：
1、风机的排气口温度不能超过最高允许值，否则风机的轴承和齿轮将因过热而损坏。
2、风机的进出口温升不能超过最高允许值，否则风机壳体的热变形将超出可控范围。
3、风机的转速不能低于机械最低允许转速，否则甩油盘将不能提供充沛的飞溅润滑。
下图是一张典型的罗茨风机变频调速性能曲线图，横坐标是转速，左边纵轴是风量，右边纵轴是轴功率。
本图中，风机的压力（588mba）是固定的即“水位保持6米不变”，上方的黑实线是“风量-转速”曲线，下方的黑实线是“功率-转速”曲线。
我注意到，通常情况下单机离心风机的风量调节范围也就在30％-100％之间。
浅析变频器在风机中的应用
浅析变频器在风机中的应用【摘要】主要介绍了变频器的调速原理，针对风机耗能大的问题进行节能改造，重点分析变频调速在风机中的应用及经济效益。
【关键词】变频器；调速原理；节能；经济效益0.引言通常，锅炉上的鼓风、引风机，都是电机以定速运转，再通过改变风机入口的档板开度来调节风量；而风机的特点是负载转矩与转速的平方成正比，而轴功率与转速的立方成正比，属于平方转矩负载。
风机等平方转矩负载，其耗电量约占工业总耗电量的70%，采用变频调速技术，其耗电量一般平均可减至额定功率的60%-70%，节能效果显著。
1.变频器调速原理变频器是随着微电子技术、应用变频技术的发展和融合而产生的，变频器最重要的作用是在正常工作状态下，改变传动系统的电源频率，对工作电源、电压进行调节，实现对电动机运行状态的控制。
变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器（MCU/DSP）等部分组成。
在正常工作情况下，电动机电源输出的交流电通过整流器并经电容滤波后，形成幅值基本固定的直流电压加在逆变器上，利用逆变器功率元件的通断控制，使逆变器输出端获得一定形状的矩形脉冲波形。
在这里，通过改变矩形脉冲的宽度控制其电压幅值；通过改变调制周期控制其输出频率，从而在逆变器上同时进行输出电压和频率的控制，而满足变频调速对协调控制的要求，能够生成适用于各种电动机电源的交流电。
2.风机改造方案分析根据电气传动理论，不同类型负载的变频节能效果是不同的，平方转矩负载的变频节能效果非常明显。
风机这类负载属于二次方律负载，其机械特性如下所示。
异步电机调速有许多方法，如变极调速、变转差率调速和变频调速等。
前两种转差损耗大，效率低，对电机特性来说都有一定的局限性。
变频调速是通过改变定子电源的频率来改变同步频率实现电机调速的。
在调速的整个过程中，从高速到低速可以保持有限的转差率，因而具有高效、调速范围宽（10～100%）和精度高等性能，节电效果可达到20～30%。
罗茨鼓风机变频调速改造化工应用
三、罗茨鼓风机变频调速改造
１ 罗茨鼓风机变转速工作特性 ．
（）流量特性 罗茨鼓风机的理论流量与转子转速 １ 的关系式为
可以根据需要将电源频率调节到 一 定的值。
啊
Ａ
逆变
Ｂ Ｃ
Ｑ＝ ２ 詈Ｄ ｈ
式中 ｌ ｌ １ ——理论流量， 单位为 ｍ ／ ｉ； ｒｎ ａ Ｄ 一 叶轮外径，单位为 ｍ 一 ；
转速和流量之间保持正比的关系。采用旁路调节法不能改
变罗茨鼓风机的吸气量，所以风机始终在满负荷下运行，
装置生产时，需根据生产负荷、季节、反应情况随时调
节进入装置的风量，装置运行近两年来，一直工作在欠 载状态 ， 部分风量经旁路放空，造成能源严重浪费。根
不能节能。 而改变转速，使风机吸气量发生变化， 其功率
— —
（） １
整 流
图 Ｊ 变频器工作原理示虑图
罗茨鼓风机的驱动一般采用交流 ｉ相异步电动机， 其转速与电源频率的关系为
ｎ：
ｒ
叶轮长度，单位为 ｍ ；
Ａ ——面积利用 系数 ，表 征风 机气缸 空 问 的有
Ｌ ） （一 — １ ，
（） ０ ５ ，
效利用程度 （ 圆弧一渐开线型线的面积 利用系数 Ａ＝ ．６ — ．２） ０５３ ０５ １； ， 一 叶轮转速， 一 单位为 ｒｒｎ ／ ｉ ａ 。 罗茨鼓风机的实际流量 ｐ为
鼓风机变转速工作特性的分析，对系统进行 了变频调速 改造。运行效果表 明，变频调速改造 后的节能效 果 显著。
Ｉ 关键词】 均苯四甲 酸二酐 罗茨鼓风机 变频 节能 调速
一
、
引言
在额定流量的 ７％ ８ ％，即所消耗的电能约有２ ％ ０ ０ ０ ３ ％通过放空被浪费掉了。同时，在放空过程中，噪声 ０ 很大，达到 １ＯＢ ｄ 。对罗茨鼓风机进行节能改造有着显 ｌ
金田变频器在风机上的应用案例--JTE320系列
金田变频器在风机上的应用案例--JTE320系列
一、负载特点：
1、风机类有负压风机、环流风机、离心风机、罗茨风机、锅炉引风机、锅炉鼓风机、压式排风机、三叶罗茨风机等，负载惯性较大；是传送气体的机械设备，是将电机的轴功率转变为机械能的一机械，风机风量与与电机转速成正比，即改变电机转速可改变风机风量的大小。
2、利用变频器改变频率进行调速可实现节能，一般最低频率运行在15HZ，通常在35HZ 左右运行，极小时段在50HZ满风量工作。
二、对变频器应用要求：
低频运行平稳，输出故障时可报警；在用风量较小的情况下，必须保证电机的温升和电机的噪声不得超过允许的范围。
三、应用案例
风机现场图片
1、参数说明
四、注意事项：
2、变频器的停车方式设定可为自由停车。
由于风机是大惯量负载，若加减速时间设定过短，在加速时过程中容易会出现过流、过载，在减速时容易出过电压保护，但设定时间过长，会导致风量调节缓慢，跟随性能会变差，使系统易处在短期不稳定状态中，有时满足不了要求。
因此，在满足变频器正常运行（不跳故障）的前题下，尽量把加减速时间设定合理。
3、做好防尘措施，定期进行变频器清理维护。
变频器调速节电效果及应用
２ ． ４两台成球稳流螺旋机原用 两台１ １ 千瓦 电磁调速
电机拖 动 ，负荷不稳定 ，经常超载 ，改用 日产 三肯 ｌ ５ Ｋ
了一种 简便而有效 的调速方法。 ３ ３变频调速有优异 的节电效能 ，因为 电机转速的降
变 频器 调速 ，调速控 制螺旋 转速 运行稳 定 ，降低运行
电耗 １ ５ ％
电 器 与 Ｉ ｖ ． 表
Ｉ Ｉ Ｎ Ｓ Ｔ Ａ Ｌ Ｌ Ａ ￣ Ｉ ’ Ｉ Ｏ Ｎ
张文华
（ 天津晋铝建设有限公 司 山西河津 ０ ４ ３ ３ ０ ０ ）
摘
要 ：本文从 节 电的角度 阐述 了变频 器调速原理 、应用条件 、应用情况及应用效果 ，供 大家参考。
异步 电动机 变频 器
生产线上各车间 的不 同岗位上 ，都起 到了很好 的调 速控
制作用和节约用 电作用 ，有很好 的应用效果 ，深受 岗位
工 人欢 迎 。
１ ． 变频器调速原理及应用条件
变频器是一种变压变频装置 ，又称交一直 一交 变频 器 ，是用最新技术 的大功率 晶体管 、逆变器 ，大规模集 成 电路和计算机控制 的正 弦波脉 宽调 制系统 ，适 用于交 流异步 电动机调速 ，其调速原理 ，符合异步 电动机转 速 公式Ｎ ＝ ６ ０ Ｆ（ 卜Ｓ ）／ Ｐ 关 系 ，其 中异步 电动机转速Ｎ 与电 源频率Ｆ 成 正 比，改变电源频率 Ｆ 便可改变异步 电动机的
转速Ｎ，实 现异 步电动机交 流调速 。 变频器就是用来调节 电源频率 ，达到调节 、控制交
流 电动机转速的设备 ，其调速原理 简单 ，实现调速的方
法简便 ，只需要用一台变频 器挂在控制室或 电柜旁 ，把
电源线 、电动 机线分别接入变频器 的输入端Ｒ、Ｓ 、Ｔ 端
变频调速技术在罗茨风机上的应用研究
Ｅ ： ［ １ 一（ Ｑ／ Ｑ ｎ ） 】 × Ｐ Ｘ Ｔ （ ｋ Ｗｈ ） （ ５ ） 式中 ： Ｑｎ 为额 定 转 速 时 的 流量 ； Ｔ为 时 间； Ｑ 为 实际流量 ； Ｐ为 额 定 转 速 时 电机 功
率。
３ ． ２节 能计算 罗 茨风 机 配 备 电机 型 号 为Ｙ ２ ２ ５ Ｓ 一 ４ Ｂ ３ ， 额定 功率 ３ ７ ｋ Ｗ， 额 定 电压３ ８ ０ Ｖ， 额 定 频率５ ０ Ｈ ｚ ， 额定 电流 ６ ９ ． ８ Ａ， 额定 转 速 １ ２ ８ ０ 转／ 分， 电 机 在 额 定 转 速 时 的 输 出 功 率 为 ３ ０ ｋ Ｗ， 根据 中试 厂 管 网负 荷 的 要 求 ， 变 频 器设 定 频 率 为 ４ ０ Ｈｚ ， 电 压２ ８ ５ Ｖ， 转速９ ５ ０ 转／ 分， 运行 工况以２ ４ ／ ｂ 时连续运行 ， 全 年 运行 时 间在 ３ ６ ５ 天 为 计 算 依据 。 则 变 频 调 速 时 每 年 的 节 电量 为 ： Ｗｂ ：３ ０×２ ４ Ｘ［ １ 一（ ４ ０ ／５ ０） 】Ｘ
ＣＨＮ ｏＬ ＯＧＹ Ｉ ＮＦ ＯＲＭＡＴＩ ＯＮ
动 力 与 电 气 工 程
变频调速技术在罗茨风机上 的应用研究
杨 剑 锋 （ 中核 四Ｏ 四有 限公 司第 三分公 司 甘肃 兰州 ７ ３ ２ ８ ５ ０ ）
摘
要： 本 文通过 介 绍 变压 变频调速 系统（ Ｖ Ｖ Ｖ Ｆ ） 的结 构 原理 ， 对 变频嚣 在 风机 类设备 中 的 节能 原理及 成 效进行 了详细研 究 ， 为风机
一
ｎ ： ．Biblioteka ６ ０ ｆ（ １一
）
Ｐ
１ 变频调速 系统 的原理及组成
变 频调 速 技 术 的原 理是 把 工频 ５ ０ Ｈ ｚ 的 交 流 电 转 换 成 三相 频 率 和 电压 可 调 的 交 流 电， 通 过 改变 交 流 电动 机定 子 绕组 的 供 电频 率， 在 改 变频 率 的 同时 也 改 变 电 压 ， 从 而 达 到 调节 电动 机转 速 的 目的 （ 即Ｖ ＶＶＦ 技术） 。 交 流 变 频 调 速 系 统 一 般 由 三 相 交 流 异 步电动机、 变频器及控制器组成。 变 频 装 置 即变频器是 变颇调速的主要设备 。
变频器在风机水泵中的应用
- 节能效果显著，长期运行可大幅降低电费支出。- 减少设备故障率，延长设备使用寿命，降低维修成本。- 提高生产效率，满足工艺和自动调速要求，提升产品质量。- 变频器价格逐渐下降，可靠性增强，投资回报期短。
变频器在风机水泵中的应用
应用方面
描述
节能效果
- 变频器通过调整电机转速来控制风机水泵的输出，避免了传统方法中通过阀门或挡板调节流量时产生的节流损失。- 电机转速降低时，其轴功率和输入功率均按转速的三次方比例下降，从而实现显著的节能效果。- 变频器内置PID调节功能，可根据系统需求自动调整电机转速，保持恒压或恒流量，进一步提高节能效率。
调速控制
- 变频器能够实现对电机转速的精确控制，满足风机水泵在不同工况下的调速需求。- 通过改变电机输入电压的频率，可以平滑地调节电机转速，实现无级调速。- 调速范围广泛，可根据实际需要进行调整，但一般不宜低于额定转速的50%，最好处于75%~100%之间。
系统优化
- 变频器的应用可以减少电机启动时的电流冲击，延长电机和泵的使用寿命。- 降低管道阻力，减少截流损失，提高系统的整体效率。- 实现自动化控制，减少人工操作，降低劳动强度，提高生产效率。- 变频器具有通讯功能，可通过PC机进行组态和系统维护，ห้องสมุดไป่ตู้便远程监控和管理。
罗茨风机工作原理应用
罗茨风机工作原理应用罗茨风机是一种常用的压缩机，可用于空气、气体等超压或连续气流的压缩和输送，它具有结构简单、能耗低、同步运行平稳等特点，因此得到广泛应用。
本文将详细介绍罗茨风机的工作原理和应用。
一、罗茨风机的工作原理罗茨风机是一种正位移压缩机，它由两个相互啮合的转子和机壳组成。
转子结构上有12个棱形齿，在特定的工作流程中可以相互啮合并旋转，产生吸入和排出的气体流。
罗茨风机利用转子的旋转运动产生气体流动的原理，将气体从一个区域压缩到另一个区域，从而形成正压和负压的差异，达到将气体输送的目的。
具体工作原理如下：1、吸气过程：当机壳内气体的压力低于大气压时，两个装在转子上的齿从机壳进口方向开始旋转。
由于两个齿形状互相不同，发生一定的啮合，使得容积不断地增大，这时进口气体就被吸入并被压缩。
2、压缩过程：当随着转子的转动，齿的啮合越来越多，气体的容积越来越小，气体压力不断增加，同时由于机壳的限制，转子不能直接接触，气体被压缩到叶轮间的凸起处，获得了极高的能量和压缩比。
3、排气过程：当齿逐渐离开机壳出口时，气体排出，同时转子开始进入下一轮的工作周期。
总之，罗茨风机利用旋转运动产生气体流动，从而将气体压缩和输送至需要的地方。
二、罗茨风机的应用罗茨风机广泛应用于工业、冶金、水处理、食品加工、环保和医药等领域。
它的主要作用是实现气体输送、压缩和增压。
以下是几个罗茨风机的应用场景：1、水处理：在水处理过程中，罗茨风机常用于通风系统和和曝气系统中，实现水的氧化和污水处理。
它可以将空气输送和压缩到足够高的压强，使水中的有害气体和化学物质得到氧化，从而达到净化水质的效果。
2、食品加工：罗茨风机能够在食品加工过程中，对食材进行制作。
例如，它可以使面团中的气泡膨胀，形成空气多孔体。
3、医药：在医疗用途中，罗茨风机可以用于输送氧气和稳定原子核成分至化学反应的过程中，也可以用于实现无菌环境、洁净环境和循环通风等。
4、工业生产：罗茨风机广泛应用于工业生产的各个环节，如制糖，化工、造纸、冶金、钢铁制造及其他等行业，它能够将高压气体输送到目标处，同时通过减小机壳的密封造成的能量损失来提高能效。
变频器在罗茨风机上的应用与节能
零 ｌｏ ０
＾ ８ Ｅ ０ ６ ０
况 需要 随时调节 风 量 ， 当炉 内需要 减 少 风量 时 ， 通 是
过放 风 阀放走多 余 的风量 ， 成严 重的能 源浪费 。在 造
鐾４ ０
２ ０
【 】 ２ ０ ４ ０ ６ ０ ８ ０ ｌｘ ｌ ０ 【】 ２
引 风鼓风 上罗茨 鼓风 机 的 电能 消耗 占 ６ 左 右 ， Ｏ 随 着 电价 的调整 （ 整体上是 上升趋 势 ） 电费在 生产 中所 ， 占生 产成本 的 比重 将越 来 越 高 。因此 降 低 引风 鼓 风
征 。它 结构 简单 、 修 方便 、 维 整机 推 动小 。由于这 一
特征 罗茨鼓 风机 在冶 金 、 材 、 建 化工 等 各 工业 部 门得 到了广 泛地应 用 。如 冶炼 厂 制 酸工 段 鼓 风引 风罗 茨
风机装 置 。
模 ４ ｝ ０
２ ０
ｍ 口压 力比 Ｈ Ｈ （ ） ， ％
维普资讯
２０ ０ ７焦
新
疆
有
色
金
属
４ ７
变频 器 在 罗茨 风 机上 的应 用 与节 能
张 东
（ 疆新鑫矿 业股份 有 限公 司阜康 冶炼 厂 新
８ １０ ） ３ ５ ０
摘 要 罗茨风机具有强制输气 的特征 ， 通过罗茨风机的特性与变频改造前后测的实际数据 ， 对节 能进行分析。
轴 功率 Ｎ。与面 积 ＡＨ。 。成正 比， 风 量减 半 Ｑ２ ＯＱ 若
比， 比 Ｎ。 少不 多 ， 它 减 这是 因为 需 要 克 服挡 风 板 阻
③ 变 频 器 产 品平 滑 的调 速 特 性 大 大 提 高 产 品 ④ 变频器 可 以实现 节能 、 降低 成本 消耗 ， 获得 可
毕业设计(论文)-变频器在风机中的应用
变频器在风机中的应用摘要在工矿企业中，风机设备应用广泛，诸如锅炉燃烧系统、通风系统、和烘干系统等。
传统的风机控制是全速运转，既不论生产工艺的需求大小，风机都是提供固定数值的风量，而生产工艺往往需要对炉膛的压力、风速、风量及温度等指标进行控制和调节，最常用的方法是调节风门或挡板开度的大小来调整受控对象。
这样，就是得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了，找成了大量的能源浪费和设备损耗，而且控制精度收到限制，影响产品质量和生产效率。
使用变频器驱动的方案取代了风门、挡板控制方案，降低了电动机功耗，达到了高效节能和高效运行的目的，关键字：风机、变频调速、节能引言目前风机在运行中存在的问题：(1) 设计院或用户在选择风机设备时，通常留有10%~15%的设计余量，实际上系统多数工作负荷低于额定负荷运行，设备容量不能充分利用，运行效率低; (2)启动时对电动机的冲击大，降低了电动机使用寿命；(3) 挡板功耗大，浪费能源；(4)工作系统很难投入自动运行，降低了系统自动化水平。
随着电力电子技术、微电子技术、信息技术和现代控制理论在调速系统中的应用，并且由于近年电力紧张，变频调速技术已经成为现代电力传动的一个发展方向，卓越的调速性能，使得变频器在工业生产中的节能效果越发显著。
因此，将风机改为变频器控制，将传统的电机调速技术、现代电力电子技术以及计算机控制技术结合在一起，当系统工艺需要风量发生变化时，自动调速，使电机在经济的转速下运行，从而达到节电的效果。
变频调速节能控制装置的特点：（1）调速效率高；（2）调速范围大；（3）调速精度高；（4）启动电流小，而且容易实现闭环控制。
由于可以利用原普通交流异步电动机，所以特别适合对原有旧设备的技术改造，它既保持了原电动机结构简单，可靠耐用，维修方便的优点，又能达到节电的显著效果，是风机交流调速节能的理想方法。
目录一、变频器技术概述1、变频器技术的发展2、变频器的分类3、变频器的主要组成元件二、风机变频调速驱动原理1、风机的机械特性2、风机的功率特性三、风机调速节能原理1、风机风量和转速及风压与转速的关系2、风机节能的计算3、电机的机械特性四、风机变频调速系统设计1、二次方律负载2、风量调节方法3、风机的容量选择4、变频器的容量选择5、变频器的运行方式选择6、变频器的参数设置7、风机变变频调速系统的电路原理图五、变频改造后的效益计算六、结束语七、参考文献一、变频器技术的发展1、电力电子器件是变频器发展的基础变频器的主电路不论是交-直-交还是交-交变频的形式。
变频器在通风设备中的应用
变频器在通风设备中的应用随着现代工业的发展和高度智能化的需求，在工业自动化控制系统中，变频器的应用越来越广泛。
作为一种实现电机转速控制的调速装置，变频器可以在不改变电机转矩和主要部件的情况下，实现对电机转速的控制和调节。
在工程控制方面，变频器的应用在通风设备中更是具有非常广泛的应用。
下面将从通风系统的控制需求出发，详细介绍变频器在通风设备中的应用。
一、通风系统的控制需求通风系统是建筑物内不可或缺的设备之一，能够及时排出空气中的异味和湿气，同时向空气中注入新鲜的氧气。
为了提高设备的运行效率，节能降耗，如何对通风设备进行控制就成为了许多工程师和技术人员关注的问题。
而这时候，变频器就成为了非常重要的控制装置之一。
二、变频器在通风设备中的应用1.传统通风设备的缺陷在传统的通风设备中，由于电机的额定转速固定，只能在满负载和无载两种状态下工作，无法实现对空气流量和静压的精确控制。
同时，由于非线性负载的存在，传统通风设备的启动效果往往不佳，而且存在"启动电流大"、"机械冲击"、"负载承受不住"等问题，过多的启停会对电机产生很大的损伤。
2.变频器的优势相比之下，变频器作为一种高效的控制装置，能够轻松实现对电机转速的控制和调节，特别是在空气负载变化较大和启停频繁的情况下，更是能够提高通风设备的工作效率和节能效果。
另外，变频器通过光电隔离、参数保护、软启动等方式，可有效地解决传统通风设备在起动和短路保护方面存在的问题。
3.变频器的安装和调试要点在通风系统中应用变频器时，需要注意一些安装和调试细节。
首先，在安装变频器时，应保证设备和电源之间隔离良好，避免电气设备产生相互干扰和损伤。
另外，还要对变频器的参数设置进行合理的调整，包括电压、频率、电流等，以实现对电机转速的精确调节和控制。
在使用过程中，还应定期对变频器的工作状态和工作参数进行检测和监测，避免因误操作而导致设备损坏和故障。
罗茨风机能不能调节压力
罗茨风机能不能调节压力罗茨风机压力，它是指风机克服管道阻力的能力，是其负载压力的能力。
有一点需要明确，罗茨鼓风机本身并不产生压力，为了达到输送空气的目的，其出口压力取决于出风管道和大气压，风机需要克服这部分压力来输送空气，我们称之为罗茨风机出口压力。
需要注意的是，在罗茨风机选型时，一定要选压力值内的风机。
如果实际压力超过了额定压力值，会造成风机超压，可能会导致烧毁电机; 如果压力不足，则达不到所需理想输送效果。
但是，在罗茨风机选型时，也可能会存在风机压力选小或者选大的情况，如果遇到了，则需要对风机的压力进行调-H-T o一、罗茨风机超压时，如何调整罗茨鼓风机的风压不受风机转速影响，不论风机转速如何变化，其风压保持不变。
而罗茨风机风量与转速成正比，即。
二钏（Q表示风量N表示风机速K为系数）。
罗茨风机在一定的压力范围内其压力大小随系统变化而变化，压力随系统阻力的变化而变化，具有自适应性，可以强制输气；即当罗茨风机压力变化时，其流量变化甚微。
1、根据以上特性，在罗茨风机流量不变的情况下，增大罗茨风机的压力可以改变管道系统阻力。
简单地说，改变出风口径的大小。
管径增大则降压，管径变小则升压；还有，可以通过在出风口安装泄压阀或闸阀，卸掉部分压力。
2、根据以上特性，如果罗茨风机风量刚好够用，上述方法不可用。
较常用的方法是提高罗茨风机风量，比如，通过加大驱动电机型号再调整风机转速增加风量。
例如，如果之前用的是100型罗茨风机配备7. 5kw的电机，可以更换llkw的电机。
如果更换了llkw电机仍不足以达到足够的风量，则需要更换125型罗茨风机，总之，根据压力配合适的电机。
二、罗茨风机压力达不到时，如何调整当罗茨风机压力达不到时，说明风机工作还没有满负荷运行，此时主要影响电能的损耗和浪费，相当于大马拉小车。
如果需要调整压力，可以更换小功率电机, 尤其是一些较大型号罗茨风机，电能存在很大的消耗和浪费的情况下，对电机更换比较合适。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
变频调速技术在罗茨风机上的应用研究
摘要：本文通过介绍变压变频调速系统（VVVF）的结构原理，对变频器在风机类设备中的节能原理及成效进行了详细研究，为风机的稳定运行积累了经验。
关键词：变频调速技术罗茨风机节能应用
随着电力电子技术，微电子技术和信息技术的发展，出现了对交流机来说最好的变频调速技术。
变频调速技术是一种以改变电机频率和电压来达到电机调速目的的技术。
它是基于电力电子、微电子、信息技术发展的产物。
变频调速具有三大优势：一是它的逆变部分都基于电流很大、电压很高的SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等电力电子器件来完成的；二是它的控制部分和负载状态的检测是由CPU（32位计算机）来完成，这是微电子器件发展的结果；三是内置4-20mA 接口和RS485接口可以和仪表、DCS相接，实现数据传输。
1变频调速系统的原理及组成
变频调速技术的原理是把工频50HZ的交流电转换成三相频率和电压可调的交流电，通过改变交流电动机定子绕组的供电频率，在改变频率的同时也改变电压，从而达到调节电动机转速的目的（即VVVF技术）。
交流变频调速系统一般由三相交流异步电动机、变频器及控制器
组成。
变频装置即变频器是变颇调速的主要设备。
2变频器在罗茨风机中的应用
2.1工艺流程
201子项八工段罗茨风机主要负责空气提升系统的排气，包括201车间的空气提升排气、中放蒸发排气、脉冲萃取柱的脉冲排气、铀线工艺排气、初步净化后的钚线工艺排气，经过核级高效过滤器后由罗茨风机排至418/1-34厂房排放。
罗茨风机的运行状态的好坏直接影响空气提升流量的稳定性，而空气提升流量的稳定性又直接影响到工艺一些重要设备（如脉冲柱等）的正常运行。
2.2变频器的选择与应用
为了满足工艺要求，只有通过改变电源的频率来实现电机转速的改变，从而改变风机转速。
式中：
n——电机额定转速
f——电源频率
p——磁极对数
s——转差率
由公式（1）可以看出，要改变电机额定转速，共有三种方法：⑴改变电源频率；⑵改变磁极对数；⑶改变转差率。
后两种方法中，要改变磁极对数，只有更改电机绕组接线方式，现场和设备不具备条件，无法实现。
要改变转差率，只有在转子回路串电阻，这种方式适用于绕线式转子。
罗茨风机电机的转子为鼠笼式转子，也不能实现，且采用上述两种方式后，电机额定转速不能连续可调，因此只有改变电机电源的频率，才能实现电机额定转速的改变，而且电机电源的频率与电机额定转速成正比。
根据上述原理，罗茨风机选用由西门子公司生产的变频器（型号为MICROMASTER 430）
来调节电机转速，以达到有效地控制罗茨风机的排气量，控制系统负压的目的。
2.3变频器与罗茨风机接线原理
接线原理如下图所示。
控制盘上有黄、绿、红三个指示灯。
当空气开关合上时，电源指示（红灯）亮；电机正常运行时，运行灯（绿
灯）亮；系统发生异常时，报警灯（黄灯）亮。
电源指示灯接在电源空开下侧，运行和报警指示灯分别接在变频器的两个输出继电器常开和常闭触电上。
3罗茨风机节能分析及计算
3.1公式分析
当风机转速从n变到n′后，风量Q、风压H及轴功率P的变化关系如下：
Q′=Q×(n′／n)（2）
H′=H×(n′／n)2（3）
P′=P×(n′／n)3（4）
当风机转速低于额定转速时的节电量为:
E=[1一(Q／Qn)3]×P×T(kWh)（5）
式中：Qn为额定转速时的流量；T为时间；Q为实际流量；P 为额定转速时电机功率。
3.2节能计算
罗茨风机配备电机型号为Y225S-4B3，额定功率37kw,额定电压380V,额定频率50HZ,额定电流69.8A，额定转速1280转/分，电机在额定转速时的输出功率为30KW,根据中试厂管网负荷的要求，变频器设定频率为40HZ,电压285V,转速950转/分，运行工况以24小时连续运行，全年运行时间在365天为计算依据。
则变频调速时每年的节电量为：
Wb=30×24×[1—（40/50）3]×365=128246.4kW·h
采用挡板调节（挡板开度）时，因风机转速不变，故风机特性曲线不变，但挡板调节后管网的特性曲线上移，即电机需要克服管网和挡板的阻力增加，在用挡风板控制额定风量100%输出与风量减半50%输出时，轴功率P2比P1比减少不多。
变频调节设定40HZ时，风量为额定转速的80%，电机实际输出功率为P′=P×(n′／n)3=30×（40/50）3=15kw,挡板调节时，相同风量（80%）时，电机轴功率降低很小，粗略估算为额定风量时的95%，则挡板开度时的节电量为Wd=30×（1－95%）×24×365=13140 kW·h
相比较多出的节电量为：W=Wb－Wd=128246.4－13140=115106.4kW·h
每度电按0.5元计算，则采用变频调速每年比采用挡板调节多节约电费115106.4×0.5=
57553.2元。
4 结语
随着变频技术的发展，作为大容量传动的国产变频调速技术也得到了广泛的应用，在电力行业对于许多大功率的辅机设备推广和采用变频技术，不仅可以取得相当显著的节能效果，而且也得到了国家产业政策的支持，代表了今后更多行业节能技术的方向。
目前，很多行业越来越多的人员对此都形成广泛的共识。
参考文献
[1]陈伯时.变压变频原理及应用［Ｍ］．上海:上海交大出版社,2002．
[2]林水生.变频器原理与应用［Ｍ］．西安:西安电子科技大学出版社，2001．
[3] MICROMASTER 430变频器使用说明书［S］．德国: 西门子公司,2004.。