工业锅炉鼓风机变频器调速系统介绍
风力发电机变频调速系统
风力发电机变频调速系统
1. 简介
风力发电机变频调速系统是一种用于控制和调整风力发电机转速的技术。
通过变频器将风力发电机的转速转换为更适合电力系统的频率，可以实现高效的发电。
2. 原理
风力发电机的转速受风速影响，变频调速系统通过控制变频器的输出频率，调整电机的转速。
当风速较高时，系统会加大变频器的输出频率，使电机提供更大的转矩。
当风速较低时，系统会减小变频器的输出频率，以防止过速运行。
3. 组件
风力发电机变频调速系统由以下几个主要组件组成：
- 风力发电机：负责转化风能为机械能。
- 变频器：控制电流频率，调节电机转速。
- 控制器：监测风速和电力系统需求，并控制变频器的输出频率。
- 电力系统：将发电机产生的电能并入电力网络。
4. 优势
风力发电机变频调速系统具有以下优势：
- 高效性：通过调整风力发电机的转速，使其始终工作在最佳状态，从而提高发电效率。
- 稳定性：调速系统可以精确地控制风力发电机的转速，使其适应不同的风速条件。
- 保护性：系统具备过速保护功能，当风速过大时，自动降低风力发电机的转速，以防止设备损坏。
5. 应用
风力发电机变频调速系统广泛应用于风力发电场和分布式风电项目中。
通过优化风力发电机的转速，系统可以提高风力发电的效率和可靠性。
6. 总结
风力发电机变频调速系统是一种高效、稳定且可靠的技术，能够将风能转化为电能。
在不同的风速条件下，系统可以灵活调整风力发电机的转速，以提高发电效率。
该系统的广泛应用有助于推动可再生能源的开发和利用。
工业锅炉燃烧过程的变频调速系统
一
图 １ 燃煤锅炉燃烧过程系统原 理图
３０ 一
科 学 之 友
Ｆｅｄ ｆｃｎｅ ｍ ｔ ｍ ｄｎ ｉｃ ａ ｕ ｏＳ ｅ Ａ ｅ
２１年１月 ００ ０
汽压 力和蒸汽生产量直接反 映了锅炉燃烧发热量 ， 如果煤 的进给 量改变 ， 在保 持最 佳燃 烧工况 的情 况下 ， 蒸汽 的生产量也会 相应 改变 ， 以通 过变频器 ３调节 给煤 机 的转速 ， 所 就可调节煤 的进给
量， 从而达到控制蒸汽生产量的 目的 。 根据 图 １ 可得 锅炉燃烧控制 系统 框图 ， 图 ２ 见 。系统工作原 理： 当负载蒸汽量变化 时 ， 主调节器接受蒸 汽压力信号 ｐ输 入给 ， 煤量调节器 ， 及时调节给煤量 ， 以适应 负载 的变化 。同时 ， 给煤量
示压力传感器。 Ｔ１ＦＣ 和变频器 １ Ｆ 、Ｉ１ 组成送风机控制 回路 。 于 对 燃煤锅 炉来讲 ， 由于煤 的燃 烧需要一定 的空气量 ， 以要保持锅 所 炉的最佳燃烧过程 ，就必须使给煤量和送风量保持一定 比例 ， 这 主要通过变频器 １ 调节送风机转速来实现 。Ｐ ２ ＨＣ 和变频器 Ｔ、 ２ ２组成引风机控制 回路 。 通常燃煤锅炉的运行都要求炉膛 负压保 持在 一 ０¨ ０Ｐ 的范围内。 ２ ＾ ４ ａ － 如果炉膛负压太小 ， 炉膛容易向外喷 火， 既影响环境卫生 ， 又可能危及设备与操作人员 的安全 ； 负压太 大， 炉膛漏风量增大 ， 增加 了引风机 的电耗和烟气带走 的热量损 失 。炉膛 负压 的控 制 主要通 过变频 器 ２来 完成 。Ｐ、 Ｉ 、Ｔ 、 ＩＰＣ Ｐ ３
然在一定场合仍有应 用， 由于其性能较 差， 但 终将被 变频调速所取代 。文章主要分析 了工
业 锅 炉 烧 过程 的 变频 调 速 系统 。
变频器调风速工作原理
变频器调风速工作原理
变频器调风速工作原理是通过改变电机驱动电源频率来调节电机的转速。
变频器是一种能够将固定频率交流电转换成可变频率交流电的电力转换设备，主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路等组成。
当变频器接收到来自控制器的频率调节指令时，控制电路将根据指令生成相应的PWM（脉宽调制）信号，并通过逆变器将PWM信号转换成可变频率交流电。
这个可变频率交流电经过整流滤波后供给电机，从而改变电机的驱动频率。
当频率高于额定频率时，电机转速较快；当频率低于额定频率时，电机转速较慢。
通过不断调节变频器输出的频率，可以实现电机转速的连续调节，从而达到调节风速的效果。
同时，变频器还可以通过调节电压来改变电机的转矩，从而进一步调节风速。
通过控制变频器的输出频率和电压，可以实现电机的精确调速，满足不同风速需求。
变频调速技术ACS6000概述
变频调速技术现代工业生产过程中，各种设备的传动部件大都离不开电动机，且电动机的传动在许多场合要求能够调速。
电动机的调速运行方式很多，以电动机类型分大致可分为直流调速与交流调速两种，而交流调速方式又可分为变极调速、改变转差率调速和变频调速等几种方式。
20世纪70年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。
在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。
1. 交流变频调速的优异特性(1) 调速时平滑性好，效率高。
低速时，特性静关率较高，相对稳定性好。
(2) 调速范围较大，精度高。
(3) 起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。
(4) 变频器体积小，便于安装、调试、维修简便。
(5) 易于实现过程自动化。
(6) 必须有专用的变频电源，目前造价较高。
(7) 在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。
2. 与其它调速方法的比较这里仅就交流变频调速系统与直流调速系统做一比较。
在直流调速系统中，由于直流电动机具有电刷和整流子，因而必须对其进行检查，电机安装环境受到限制。
例如：不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用。
此外，也限制了电机向高转速、大容量发展。
而交流电机就不存在这些问题，主要表现为以下几点：第一，直流电机的单机容量一般为12-14MW，还常制成双电枢形式，而交流电机单机容量却可以数倍于它。
第二，直流电机由于受换向限制，其电枢电压最高只能做到一千多伏，而交流电机可做到6-10kV。
第三，直流电机受换向器部分机械强度的约束，其额定转速随电机额定功率而减小，一般仅为每分钟数百转到一千多转，而交流电机的达到每分钟数千转。
变频器在风机调速系统中的应用
变频器在风机调速系统中的应用摘要：该文介绍了风机变频调速的驱动机理和运行特性，说明其具有改善电机工作状态，节能降耗的优良性能，从而降低相关企业的运行成本。
关键词：风机变频调速节能Abstract：This paper introduces the mechanism and operation characteristics of VVVF, that can improve the motor working state, the excellent performance of saving energy and reducing consumption, reduce the operating costs of enterprises.Keywords：VVVF energy saving风机设备在工矿企业中得到广泛应用。
传统的控制方式是不管生产过程对风量的需求量，风机始终处于额定工作状态恒速运转，输出恒定的风量，并通过调节挡风板或风门的开度来改变风量或流量的大小。
这种控制方式虽然简单易行，但从节能的角度来看是不经济的。
统计显示，生产成本的7%～25%被消耗在挡风板或风门及其维护上，造成了大量的能源浪费和设备损耗，同时使控制精度也受到限制，影响产品质量和生产效率。
采用变频器驱动风机设备运行，通过改变风机转速来调节流量的方案，可以大大降低功率损耗，延长设备使用寿命，达到系统高效运行的目的。
1 风机变频调速的驱动机理随着变频技术的日益成熟，变频器在风机控制系统中的应用也越来越多，甚至许多厂家都生产有廉价的风机专用变频器以供择用。
交流异步电机的转速为n=(60f(1-s))/p，当磁极对数p和转差频率s恒定时，电机转速n只与电源频率f成正比，只要改变电源频率f即可改变电动机的转速。
当电源频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速就在0～nN之间调节。
变频器就是通过改变电动机电源频率来实现速度调节的，是理想高效的调速手段。
变频调速器在锅炉引风机控制系统中的应用5
变频调速器在锅炉引风机控制系统中的应用文章介绍了锅炉引风机采用变频调速实现炉膛负压自动调节的方法以及在工业运行中的效果。
1 引言对风机采用变频调速达到对风量的调节比通常采用调节风门挡板控制风量的方法有显著的节电效果。
表达风机基本特性的参数是风量 Q 、风压 H 、功率 P 和效率 h 。
风机总功率Pt = Q ht / 102 (1)式中 Pt ——总功率， kWQ ——风量， m 3 /sHt ——全风压， Ht = Hs + Hd , kg · m / m 3Hs ——静压Hd ——动压全压效率ht = Q ht /102Pt (2)当风机的转速从 n1 变为 n2 时， Q 、 H 、 P 大致变化关系为Q2 = Q1 (n2 / n1 )H2 = H1 (n2 / n1 ) 2 (3)P 2 = P 1 (n 2 / n 1 ) 3由式 (3) 可知，风机功率同风机转速的立方成正比，所以当风机的转速变化时，风机的功率会有较大的变化。
工业锅炉燃烧的稳定性和可靠性是实现锅炉安全经济运行的关键，锅炉炉膛的负压是一个重要的控制参数。
传统的炉膛负压控制方式是当电机以恒速运行时通过一次仪表检测炉膛的负压，再同负压给定值比较，经 PI 运算后，由电动或气动执行器控制风机引风挡板开口度，即改变风阻调节引风量达到调整燃烧的效果。
在实际应用中，引风挡板的开口度一般在 70% ~ 80% ，相当一部分电能消耗在引风挡板的阻力降上，造成电能的浪费。
另外挡板的机械联接结构在挡板的调节过程中存在滞后，线性度差，调节性能不太好。
在负压闭环控制中，若负压过大，还会造成炉内燃料的浪费，负压过小，又会影响燃料的充分燃烧，进而影响到锅炉蒸汽的质量。
但其优点是控制方法简单，设备量小，可靠性高，维修方便。
采用变频调速技术，将原有的风门挡板开至最大，应用负压闭环控制，通过调节风机电机的转速即直接调节风量来实现锅炉负压自动调节控制，能够更好地满足生产要求，又达到了节电和节省燃料的目的。
PID控制技术在鼓风机变频调速系统中的应用
PID控制技术在鼓风机变频调速系统中的应用
PID控制技术是一种常用的控制算法，也是鼓风机变频调速系统中最常用的控制算法之一。
PID控制技术通过测量系统输出值与期望值之间的偏差，并根据该偏差调整控制器输出，从而使系统输出值逼近期望值。
鼓风机变频调速系统是通过改变鼓风机的转速来控制气体流量和风压的系统。
在这个系统中，PID控制器的输入为系统输出值与期望值之间的偏差，输出为调整后的转速命令信号，用于控制变频器的频率。
在鼓风机变频调速系统中，PID控制器通常分为三个部分：比例（Proportional）、积分（Integral）和微分（Derivative）。
首先是比例部分，比例控制器根据系统输出值与期望值之间的偏差进行比例放大，并输出相应的控制信号。
比例控制器的作用是根据偏差的大小，快速响应系统的变化。
过小的比例增益会导致系统的响应速度较慢，而过大的比例增益会引起系统的震荡。
PID控制器通过综合比例、积分和微分部分的控制信号，实现系统输出值与期望值之间的精确控制。
在鼓风机变频调速系统中，PID控制技术可以调整鼓风机的转速，从而实现对气体流量和风压的精确控制。
根据实际需求，可以通过调整PID控制器的参数来优化系统的性能，如提高响应速度、减小稳态误差等。
变频调速系统在工业锅炉燃烧过程中的应用
１ 锅炉 控制 系统 的基本要求
１ ． １ 锅炉控 制系统 的基本结构
１ ． ２ 锅炉燃烧 自动控制系统的设计原则
２ ｏ１ ３ 。 １ ３
为 了满 足负荷设备 要求 ，保证锅 炉运行 的经 济性与安 热甚 至爆管 ，引 发重大事故 。因此 ，选用给水 阀对汽包水
锅 炉是人 民生产和 生活 中重要 的供热设 备 ，为机 械 、
锅 炉 控制 系 统是 保 证锅 炉 安全 、稳定 、经济 运行 及
Hale Waihona Puke 化 工 、电 力 、造 纸 、纺织 等 多个 行 业 以及 工业 和 民用 取 减 轻工 作 人员 劳动 强 度 的主要 设 备 ，一 般 由锅炉 本体 、
暖提供 了大量 的热能 。 目前我 国已有 中 、小锅炉 三十余万 Ｐ Ｌ Ｃ、一次 仪表 、电机 、上位机 、 自动与 手动切换 操作 、 台，每年耗煤 量约三亿余 吨 ，是 我 国当今 的耗能 大户 ，锅 执行 机构及 阀等几部分组成 ，锅炉 的温度 、流量 、压力 、
炉在燃 煤过程 中将产生 大量烟雾 ，也对生 态环境造成 了严 转速 、氧量等通 过一次仪表 量转换成 变频器可 以接受 的电
２ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｏ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ａ ｓ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ（ ｘ ｉ ’ａ ｎ）Ｃ Ｏ ． ，Ｌ Ｔ Ｄ Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ ｘ ｉ ’ａ ｎ Ｐ ｏ ｓ ｔ Ｃ ｏ ｄ ｅ ７ １ ０ ０ ５ ４ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ： Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｉ ｔ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｐ ｏ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｉ ｎ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｉ ｔ ｏ ｎ，ｗｅ ｕ ｓ ｅ
举例说明离心式风机与水泵采用变频调速节能的原理
举例说明离心式风机与水泵采用变频调速节能的原理在各种工业用风机、水泵中，如锅炉鼓、引风机、深井、离心泵等，大部分是额定功率运行，而它们的能耗都与机组的转速有关。
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。
风机流量的设计均以最大风量需求来设计，其调整方式采用调节风门、挡板开度的大小、回流、启停电机等方式控制，无法形成闭环控制，也很少考虑省电。
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。
同样，离心式水泵在我国当前的工业生产和人民日常生活中起到很大的作用，水泵使用三相异步电动机进行拖动，水泵流量的设计同样为最大流量，压力的调控方式只能通过控制阀门的大小、电机的启停等方法。
这种人为增加管阻的调节方式虽然满足了生产生活所需的对流量的控制，但是浪费了大量的电能，不是一种经济的运行方式。
电气控制采用直接或Y-△启动，不能改变风机和水泵的转速，无法具有软启动的功能，机械冲击大，传动系统寿命短，震动及噪声大，功率因数较低等是其主要难点。
为解决这些难题，相关科研技术人员根据生产需要对风机和水泵等装置的转速进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况，在满足生产需求的基础上又节约了能源。
所以，变频调速对生产生活具有十分重要的意义，这也就意味着我们有必要了解风机和水泵等装置采用变频调速节能的原理。
为了对变频调速节能原理有更清晰、更深入的理解，我们可以先从变频器的工作原理出发。
变频器电路（见下图）的基本工作原理为：三相交流电源经二极管整流桥输出恒定的直流电压，由六组大功率晶体管组成逆变器，利用其开关功能，由高频脉宽调制（PWM）驱动器按一定规律输出脉冲信号，控制晶体管的基极，使晶体管输出一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形，其幅值为逆变器直流侧电压Vd而宽度则按正弦规律变化，这一组脉冲可以用正弦波来等效，此脉冲电压用来驱动电机运转，通过控制PWM驱动器输出波形的幅值和频率，即可改变晶体管输出波形的频率和电压，达到变频调速的目的。
工业锅炉鼓风机变频器调速系统
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；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 (2)2.2.1 变频器的结构 (2)2.2.2 变频器的控制方式 (3)2.2.3 变频器的功能 (4)2.3 使用变频调速的目的 (5)2.4 鼓风机变频调速节能原理 (6)2.5 鼓风机变频调速的主电路 (6)2.6 主电路器件的选择 (7)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)3.4PLC及压力传感器的选择 (13)3.5 MM430变频器特性 (13)3.6 电动机参数设置实例 (14)4 PLC程序设计 (16)结论 (20)参考文献 (21)1 绪论变频器是将工频电源转换成任意频率、任意电压交流电源的一种电气设备，变频器的使用主要是调整电机的功率、实现电机的变速运行。
变频调速技术在锅炉控制系统中的节能应用
变频调速技术在锅炉控制系统中的节能应用作者：倪康君来源：《城市建设理论研究》2013年第15期摘要：介绍了锅炉供水控制系统和风机控制系统的变频调速控制原理, 分析了变频调速系统的节能原理。
提出了在锅炉控制系统中用变频调速系统应用, 阐述了该方案在节能和环保方面的重要意义。
关键词：变频调速技术锅炉控制系统节能应用中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：前言作为交流调速方法的一种，变频调速利用变频器对电源频率进行调节，可以连续平滑地对电动机进行高效率的无级变速。
采用变频调速技术可以使锅炉在运行的时候减少耗能。
一、变频调速技术背景锅炉拥有非常广的应用层面，例如在供热、发电、化纤、机械制造等行业，作为这些行业不可缺少的动力来源，其应用量非常大。
在设计和挑选锅炉风机时，原则是能与锅炉最大负荷相匹配，这样一来，在锅炉风机工作在70%额定电流时，它就可以正常工作。
因此，便造成风机能力过剩，在减少能耗方面能有所作为。
在控制锅炉风机的风量时，传统方法基本采用控制加大管路阻力的风门调节，而风机带动电机时，电机以全速转动，这种“大马拉小车”的方式，增大了能耗，浪费了大量电能。
在控制锅炉风机的风量时，采用变频调速技术，则可以摒弃风门调节方式，不再需要加大管路阻力，使锅炉进风量变小，进而可使电机转速降下来。
因为电机功率和转速的立方之间的关系是成正比的，所以在很大程度上降低了能耗，突显了节能效果。
二、工作原理1.现场信号的检测与调整在工业热水锅炉控制系统中, 一般检测点包括: 出水温度、炉膛负压、烟气含氧量、炉膛温度、出水流量、回水流量、煤层厚度、出水压力、送风压力、送风温度、炉排转速、鼓风机转速、引风机转速和各辅机的运行状态信号等, 从输入计算机的信号来看, 它包括如下几种类型:(1) 仪表配电器或变送器1 一5V 电压信号(2) 霍尔压力变送器0一20 m V 电压信号(3) 热电阻温度传感器的电阻信号(4) 光电转速传感器的脉冲量信号(5) 继电器或面板开头触点的开关量信号很显然, 前三种类型的模拟信号不是都可直接输入A / D 转换板的, 0一20 m V 电压信号须经前置缓冲放大板调理为0一5V 电压信号, 热电阻信号须经热电阻调理板调理为1一5V 电压信号才能直接与A / D 转换板相接。
变频技术在锅炉风机上的应用
等辅助设备 的广泛应用 ，其电能消耗和诸如阀 门、 挡板相关设备的节流损失以及维 护 、 维修费
用 已占到生产成本的 ７ ２ ％。进入二 十一世 ％～ ５
纪我 国能源消耗不断增加 ，能源竞 争也 日 趋激 烈 ，因此降低能源消耗已经成为设备改造 和开
发利用 的一大主题。 １变频调速及节能原理 变频调 速 的基 本原 理是根据 电机 转速 与 电源输入频率成正 比的关系 ： ｎ ６ ｆ 一、 ＝ ０（ ｓＰ １ ／ 式中 ｎ 一转速 ｆ －输人频率 ｓ 一电机转差 率 Ｐ 一电机磁极对数 通过改 变电动机工作 电源输入频率 ｆ 达到 改变 电机转速 ｎ的 目的。变频调速就是基于上 述原理 采用交 一 一交 电源变 换技 术和 电力 直 电子控 制技术 而实现的。 根据流体力学 的基 本定律可知 ，风机 、 泵 类设 备均属 于平方转矩负载 。其转速 ｎ 与流量 Ｑ 压力 Ｈ以及轴功率 Ｐ 、 具有如下关系 ： Ｑ／ ２ｎＩ２ ／：［１ ２；Ｐ／２［１ ２ ｘ ＝ ｌ ；Ｈ１Ｉ ．／ １ １ ＝ｎ／ ｒ Ｑ ｎ Ｉ － ｎ Ｐ ｎ 从 上式 可 以看 出 ，当流量 从 １０ ０ ％降 到 ８％时 ， ０ 功率从 １ ％降到 ５ ． 节 能效果 非 ０ ０ １ ％， ２ 常显著 。 ２变频调速技术的主要优点 ２１ ． 实现了 自动控制， 开了锅 炉运行 自动 揭 化 的新篇章。使难以控制的燃 烧过程 实现了 自 动化， 减少劳动强度。 网络化 日 在 益普及的今天， 与普通 的点对点硬线连接 方式而言， 通过 高速 通讯连接的变频器系统可以最大程度 上降低 系 统维护时间 、 提高生产效率、 少运行成本 。 减
科 技 Ｉ 论 坛
科
张 晶
变频技术在锅炉风机上的应用
鼓风机调速模块原理
鼓风机调速模块原理鼓风机调速模块是工业生产中常见的一种控制设备，它通过调节鼓风机的转速来实现对风量的精确控制。
在工业生产中，鼓风机通常用于通风、换气、吸尘等工艺环节，其性能的稳定与否直接影响到生产效率和产品质量。
因此，掌握鼓风机调速模块的原理和工作方式对于工程技术人员来说是非常重要的。
鼓风机调速模块的原理主要包括两个方面，电机调速原理和控制系统原理。
首先，我们来看电机调速原理。
鼓风机通常采用交流电机或直流电机作为驱动装置，而电机的转速直接影响到鼓风机的风量。
电机调速的原理是通过改变电机的供电电压、频率或者改变电机的极数来实现。
常见的电机调速方式包括变频调速、调压调速、变极调速等。
其中，变频调速是应用最为广泛的一种方式，它通过改变电机的供电频率来实现对电机转速的精确控制，从而实现对鼓风机风量的调节。
其次，我们来看控制系统原理。
鼓风机调速模块通常由传感器、控制器和执行机构组成。
传感器用于检测鼓风机的转速、温度、压力等参数，将这些参数转化为电信号输入到控制器中。
控制器根据传感器反馈的信号，通过内部的控制算法计算出控制信号，输出给执行机构，从而实现对鼓风机的调速控制。
在控制系统中，控制器起着核心作用，它的稳定性和精确度直接影响到鼓风机的调速性能。
总的来说，鼓风机调速模块的原理就是通过改变电机的供电方式和控制系统的调节，实现对鼓风机转速的精确控制，从而实现对鼓风机风量的调节。
在实际应用中，工程技术人员需要根据具体的工艺要求和鼓风机的性能特点，选择合适的调速方式和控制系统，以达到最佳的生产效果。
综上所述，鼓风机调速模块的原理包括电机调速原理和控制系统原理，通过合理的调速方式和控制系统设计，实现对鼓风机的精确控制，从而满足工业生产对风量精确控制的需求。
掌握鼓风机调速模块的原理，对于提高工业生产效率和产品质量具有重要意义。
通风系统风机变频调速装置工作原理
通风系统风机变频调速装置工作原理通风系统是现代建筑中不可或缺的设备之一，其功能是通过循环空气，改善空气质量，提供舒适的室内环境。
而风机作为通风系统的关键组成部分，其稳定运行和高效调速对于系统的性能至关重要。
本文将介绍通风系统风机变频调速装置的工作原理。
一、通风系统基本原理通风系统的基本原理是利用风机将室内空气与室外空气进行交换，实现空气的循环流动。
室内空气中的湿度、温度和污染物通过合理的通风设备被排出，从而保持室内空气的新鲜和良好的质量。
为了满足不同场景下的需求，通风系统需要能够调整风机的转速来达到合适的风量和风压。
二、风机变频调速装置的原理风机变频调速装置通过改变风机的电源频率来调整其转速。
这种装置一般由变频器、传感器、控制器和执行机构等组成。
变频器是风机变频调速装置的核心部件，其作用是将输入电源的交流电转换为可调频率和可调电压的交流电。
通过调整变频器的输出频率，可以改变风机电机的转速。
传感器一般用于采集风机的运行状态，例如转速、温度、湿度等参数。
这些参数将通过传感器传输到控制器，用于分析和判断风机的工作状态。
控制器是风机变频调速装置的智能化核心，根据传感器提供的数据进行分析和判断，并发送控制信号给执行机构，实现自动调整风机的转速。
控制器通常具有用户友好的界面，可以进行参数的设定和显示。
执行机构是指根据控制信号对风机进行实际的转速调整。
这可以通过改变风机电机的输入电源频率来实现。
三、风机变频调速装置的优势风机变频调速装置相比于传统的调速方法有很多优势：1. 能够实现高效节能。
变频调速可以根据实际需求调整风机的转速，避免了传统方式下常常出现的开启/关闭频繁的情况，提高了整体工作效率，降低了能耗。
2. 提升了系统的稳定性。
传统的调速方式对于风机的启停频繁，容易引起系统的震荡和冲击，而变频调速具有平滑启停的特点，能够减小风机的机械压力，延长设备使用寿命。
3. 减少了噪音和振动。
由于变频调速可以精确控制风机的转速，减少了机械传动过程中的冲击和共振，从而降低了系统的噪音和振动。
浅谈变频器在锅炉调速控制系统中的应用
工 业 技 术
ｓＣＩ ＥＮ ＣＥ ＆ ＴＥ ＣＨＮＯＬＯＧＹ ｌ Ｎ 控制系统中的应 用
李 占 华 （ 开滦 股份 范各 庄矿业 分公 司 河北唐 山 ０ ６３ １ ０ ９）
摘 要： 变频调速技 术是 近年 来发展起 来的一种 先进技 术 。 由于 节能降耗 对于锅炉 调速 控 制系统越来越 重要 ， 因此 ， 在锅炉 调速控 制 系统 中广泛 使 用变频器势在 必行 。 关键词 ： 变频器 锅炉调速控 制 系统 应 用 中图分 类 号 ： Ｔ Ｋ２ ２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ －３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ （ ｃ ） －０ ０ ９ ７ －０ １ 变 频 器 自８ ０ 年代进 入实际 应用以来 ， 主要 以交流 电动机 的节能应用 为主 。 但 是 进入９ ０ 年 代后 ， 随 着 计算 机 技 术 和 电 力 电 子技术的发展 ， 变 频 器 得到 了迅 猛 发 展 。 由 于交流电动机结构简单、 坚 固耐 用 、 无 需 换 向装 置 ， 可适用于各种工作环境 ， 纵 观 科学 技术的进步与发展 ， 实 践证 明 ， 使 用 以变 频 器为 核 心 的 交 流 调 速 系统 有 着 广 泛 的 应 用 范 围和 可 观 的 社 会 、 经 济效 益 。 变频 器在 工 业 锅 炉 自动 控 制 系 统 中 的 广 泛 应 用 ， 实现 了设 备 调 速 节 能 运 行 、 改善 操 作 环 境 之 目 的 开 滦 股 份 范 各 庄 矿 业 分 公 司 水 暖 科锅 炉 房 共有 ４ 台２ ０ ｔ 蒸 汽 锅炉 ， 附属 鼓 引风 机 、 锅 炉 上 水 泵 和 炉 排 调 电机 设 备 等 在 未 采 用 变 频 控 制 前 有 以 下 主要 问题 。 （ １ ） 电 能 消 耗较 大 ： 锅炉运行 中， 鼓 引风 机、 水 泵 电 机 启 动 后 始终 处 于 全 速 运 转 状 态， 电 机 转 速 无 法 根 据锅 炉 运 行 负 荷 大 小 进行调节， 造 成 电 能浪 费 。 （ ２ ） 电机 启 动 电 流 过大， 对 供 电设 备及 电路 影 响 损害 较 大 。 （ ３ ） 鼓 引风 机 噪 音 较 大 ， 给 操 作 人 员身 体 健 康 造成不利 。 从２ ０ ０ ９ 年至 ２ ０ ｌ ２ 年， 水 暖 科锅 炉 房 先后 完 成 了 对 锅 炉 调 速 控 制 系统 所 有 设 备 的 变 频改造 ， 上 述 问题 也 得 到 了 彻 底 解决 。 改造 后有效 降低 了锅炉 设备的运行事 故率 ， 节 能效果显著 ， 两 年 即 收 回了 成 本 投入 。 它也 使 过 去 复 杂 的 调 速 系统 变 得 非 常 简 单 ， 为 设 计 和 应 用 提 供 了极 大便 利 。 主 要 的 目的 是 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 ， 如果水 泵或风机的效 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 泵或 风 机 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５ ５ ｋ ｗ， 当转 速 下 降到 原 转 速 的４ ／ ５ 时， 其 耗 电 量 为 ２ ８ ． １ ６ ｋ Ｗ， 省 电４ ８ ． ８ ％， 当 转 速 下 降 到 原 转速 的１ ／ ２ 时， 其 耗 电 量 为６． ８ ７ ５ ｋ Ｗ， 省 电８ ７ ． ５ ％。 采 用 变 频 器 驱 动 具 有 很 高 的 节 能空 间。 目前 许 多 国 家 均 已 指 定 流 量 压 力 控 制 必 须 采 用 变 频 调 速 装 置 取 代 传 统 方 式， 中国国家能源法第２ ９ 条 第 二 款 也 明 确 规定 凤机泵 类负 载应该 采用 变频调 速 。 实现 恒 压 供水 。 对 供 水 系 统 进 行 的控 制 ， 归 根结底 ， 是 为 了满 足 用 户对 流 量 的需 求 。 流 量 控 制 常 见 的 方 法 有 阀 门控 制 法 和 转 速 控 制法两种 ， 在 所 需 流 量 小 于 额 定 流 量 的 情 况 下， 转 速 控 制 法 的 扬 程 比 阀门 控 制 法 小 得 多， 大大 节 省 供 水 功 率 ， 同 时也 提 高 了水 泵工作效率， 延长水泵工作寿命。 通 常供 水 流量 增大， 则压力也增 大 ， 反之压力减小 ， 压 力 成 为 用 来 作 为 控 制 流 量 大 小 的 参 变 量。 即 在 电 动 机 工 作 效 率 处 于 最 佳 状 态 下
PID控制技术在鼓风机变频调速系统中的应用
PID控制技术在鼓风机变频调速系统中的应用1. 引言1.1 PID控制技术在鼓风机变频调速系统中的应用PID控制技术在鼓风机变频调速系统中的应用是一种有效的控制方法，可以实现鼓风机系统的精确调节和稳定运行。
通过PID控制器对鼓风机的转速进行调节，可以快速响应外部环境的变化，使系统能够更好地适应工况要求。
在鼓风机变频调速系统中，PID控制技术起着至关重要的作用。
PID控制器由比例环节、积分环节和微分环节组成，通过这三个环节的协同作用，可以实现对鼓风机转速的精确控制。
比例环节可以根据误差信号直接调节输出，积分环节可以消除系统静态误差，微分环节可以提高系统的动态性能，三者结合起来可以实现系统的稳定性和精度性能。
通过实际案例分析发现，PID控制技术在鼓风机变频调速系统中具有重要意义。
它不仅能够提高系统的调节精度和稳定性，还能够减少能耗，延长设备使用寿命，提高生产效率。
PID控制技术对鼓风机变频调速系统的应用具有重要意义，能够提高系统性能，并有助于提高生产效率和降低能耗。
PID调节器的应用有助于提高鼓风机系统性能，是鼓风机变频调速系统中不可或缺的重要技术手段。
2. 正文2.1 PID控制技术概述PID控制技术是一种经典的闭环控制方法，它是由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个控制器组成的。
通过调节比例、积分和微分系数的大小，可以实现对系统的精确控制。
在实际应用中，PID控制技术被广泛应用于各种调节系统中，包括鼓风机变频调速系统。
在PID控制技术中，比例项的作用是根据系统的偏差来产生控制量，积分项的作用是消除系统的静态误差，微分项的作用是根据系统的变化速度来调整控制量，从而实现对系统的稳定控制。
PID控制器在鼓风机变频调速系统中的应用可以有效地调节鼓风机的转速，使其在不同负载下能够保持稳定的工作状态。
2.2 鼓风机变频调速系统的工作原理鼓风机变频调速系统的工作原理是基于变频器控制电机转速，从而实现鼓风机的调速。
锅炉风机变频调速节能改造方案
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改造后的优点
Technology Interaction Vitality
1．采用变频器控制电机的转速，实现了电机的软启动，避免了对电网的冲 击，降低了设备的故障率，延长了设备的使用寿命，节电效果显著。
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工业引风机改造项目要求
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安装变频器后可实现电动机的软停、软起，电动机转速连续可调，控制简 单、易操作、节能效果好。
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风机的节能
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风扇、鼓风机典型的风量-压力特性如图一所示。通常调节风量和压力 的方法有两种： （1） 控制输出或输入端的风门。 （2） 控制旋转速度。
轴功率的实际值（kW）由下式给出：P=Qp/ηcηb×10ˉ³ (Q--风量 p--风量 ηc—风扇鼓风机的效率 ηb—传动装置效率,直接传 动为一)
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节能改造方案
根据技术要求，本方案采用变频调速技术，把挡风门开的最大，根据生产 需要人工可随时在现场、也可在电气控制室控制，只需调节电位器即可调节风 机转速。系统可随时随意改变引风、鼓风量，以适应的变化，保持风机的正常 经济运行，达到稳定控制、方便操作、节约能源的目的。
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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；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 (2)2.2.1 变频器的结构 (2)2.2.2 变频器的控制方式 (3)2.2.3 变频器的功能 (4)2.3 使用变频调速的目的 (5)2.4 鼓风机变频调速节能原理 (6)2.5 鼓风机变频调速的主电路 (6)2.6 主电路器件的选择 (7)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)3.4PLC及压力传感器的选择 (13)3.5 MM430变频器特性 (13)3.6 电动机参数设置实例 (14)4 PLC程序设计 (16)结论 (20)参考文献 (21)1 绪论变频器是将工频电源转换成任意频率、任意电压交流电源的一种电气设备，变频器的使用主要是调整电机的功率、实现电机的变速运行。
变频器的组成主要包括控制电路和主电路两个部分，其中主电路还包括整流器和逆变器等部件。
变频器的诞生源于交流电机对无级调速的需求，随着晶闸管、静电感应晶体管、耐高压绝缘栅双极型晶闸管等部件的出现，电气技术有了日新月异的变化，变频器调速技术也随之发展，特别脉宽调制变压变频调速技术更是让变频器登上了新的台阶。
变频器的工频电源一般是50Hz或60Hz，无论是在家用领域或生产领域，工频电源的频率和电压都是恒定不变的。
以工频电源工作的电机在调速时可能会造成功率的下降，而通过变频器的调整，电机在调速时就可以减少功率损失。
变频器的种类繁多，按照变频器的用途不同可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等；按照变频器工作原理分类可分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等。
变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。
20世纪60年代以后，电力电子器件经历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的发展过程，器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。
20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWM－VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。
20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。
20世纪80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。
2 原理及结构设计2.1 变频器工作原理变频器就是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。
而这其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电（及核心控制电路实现：交-直-交的过程）。
而变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。
而其工作原理用公式来表达的话便是：n＝60 f(1－s)/p （2.1）式中n———异步电动机的转速；f———异步电动机的频率；s———电动机转差率；p———电动机极对数。
由式(2.1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。
变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段2.2 变频器的结构与功能2.2.1 变频器的结构变频器是由电力电子半导体器件(整流模块和功率模块：IGBT)﹑电子器件(阻容件、集成电路﹑开关电源)和微处理器(CPU)等组成。
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，故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。
3.控制电路现在变频调速器基本系用16位、32位单片机或DSP为控制核心，从而实现全数字化控制。
变频器是输出电压和频率可调的调速装置。
提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成:频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”。
运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路”。
变频器采取的控制方式，即速度控制、转拒控制、PID或其它方式4.逆变电路逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。
从而可以在输出端U、V、W三相上得到相位互差120°电角度的三相交流电压。
2.2.2 变频器的控制方式1.转差频率控制转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。
转差频率控制需要检出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。
与U/f控制相比，其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。
另外，它有速度调节器，利用速度反馈构成闭环控制，速度的静态误差小。
然而要达到自动控制系统稳态控制，还达不到良好的动态性能。
2.矢量控制矢量控制，也称磁场定向控制。
它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出，以直流电机和交流电机比较的方法阐述了这一原理。
由此开创了交流电动机和等效直流电动机的先河。
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic。
通过三相-二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1、Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流， It1相当于直流电动机的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换实现对异步电动机的控制。
3.直接转矩控制转矩控制的优越性在于，转矩控制是控制定子磁链，在本质上并不需要转速信息，控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好，所引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便的实现无速度传感器，这种控制被称为无速度传感器直接转矩控制。
4.恒转矩负载多数负载具有恒转矩特性，但在转速精度及动态性能等方面要求一般不高，例如挤压机，搅拌机，传送带，厂内运输电车，吊车的平移机构，吊车的提升机构和提升机等。
选型时可选V/f控制方式的变频器，但是最好采用具有恒转矩控制功能的变频器。
要求控制系统具有良好的动态，静态性能2.2.3 变频器的功能1.变频节能变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。
为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。
当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。
风机、泵类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，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。
当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。
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，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
3.软启动节能电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。
而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。
节省了设备的维护费用。
2.3 使用变频调速的目的风机上使用变频器的目的,常见有4种。
第一种,一般工业用户多以节能为目的。
例如,电厂、工业锅炉房的鼓、引风机调速。
第二种,以压缩气体为生产过程主要动力源的企业,多以实现过程自动化为目的。
例如,化工生产用的压缩机,利用变频器的PID调节功能或与计算机接口,实现流量、压力、温度等参数的闭环控制。
第三种,风机制造厂用于产品试验或模型试验,取代液力偶合器调速,以简化工艺过程、提高测试精度为目的。
例如,1996年,沈阳鼓风机厂建成我国风机行业第一座通风机变频试车台,用于风机叶片拉力试验、机械运转试验和超速试验。
风机只需要装配、调整一次,即可完成这3项试验,极大地提高了劳动生产率。