变频器在工业上的应用
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24h，其中每天10h运行在90%负荷(频率按46Hz 计算，挡板调节时电动机功率损耗按98%计算)， 14h运行在50% 负荷(频率按20Hz计算，挡板调节 时电动机功率损耗按70%计算)；全年运行时间以 300天计算。
• 应用变频调速时每年消耗的电量为 • Wb1 =22×l0× [1- (46/50)3] ×300kW·h= 14606kW·h • Wb2=22× 14× [1- (20/50)3J ×300kW·h= 86447kW·h • Wb= Wb1 + Wb2 = (14606+ 86447) kW·h= 101053
过额定转速时，阻转矩将增大很多，容易使电动机和变频
器处于过载状态，因此，上限频率fH不应过额定频率fN。
• 2）下限频率
• 从特性或工作状况来说，风机对下限频率fL没有要求，但
转速太低时，风量太小，在多数情况下无实际意义。一般
可预置为： fL≥20Hz。
• 3）加、减速时间
• 由于风机的惯性很大，加速时间过短，容易产生过电流；
减速时间过短，容易引起过电压。一般风机起动和停止的 次数很少，起动和停止时间不会影响正常生产。所以加、 减速时间可以设置长些，具体时间可根据风机的容量大小 而定。通常是风机容 量越大，加、减速时间设置越长。
通风系统和烘干系统等。传统的风机控制是全速运转，即 不论生产工艺的需求大小，风机都提供出固定数值的风量， 而生产工艺往往需要对炉膛压力、风速、风量及温度等指 标进行控制和调节，最常用的方法则是调节风门或挡板开 度的大小来调整受控对象，这样，就使得能量以风门、挡 板的节流损失消耗掉了。统计资料显示，在工业生产中， 风机的风门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费 用占到生产成本的7% - 25%。这不仅造成大量的能源浪 费和设备损耗，而且控制精度受到限制，直接影响产品质 量和生产效率。
• 由于风机属于二次方律负载，消耗的电功率与风
机转速的三次方成比例，由此，当风机所需风量 减小时，可以使用变频器降低风机转速的方法取 代风门、挡板控制方案，所消耗的功率要小得多， 从而降低电动机功率损耗，达到节能的目的。下 面以一个实例，比较应用变频器的节能效果。
• 一台工业锅炉使用的22kW鼓风机，一天连续运行
kW·h
• 应用挡板调节开度时每年消耗的电量为 • Wd1 =22× (1-98%) × 10×300kW·h= 1314kW·h • Wd2 =22× (1-70%) ×14×300kW·h=27594kW·h • Wd = Wd1 + Wd2 = (1314+27594) kW·h=28908 kW·h
择。计算方法如下：
• 变频器额定输出电流≥1.1×电动机额定电流
• 由于风机、水泵在某一转速运行时，其阻转矩一般不会发
生变化，只要转速不超过额定值，电动机就不会过载，因 此，变频器的额定电流只要选择公式计算的最小值。
• 2、变频器类型的选择
• 风机、水泵属于二次方律负载，在低速时，阻转矩很小，
不存在低频时能否带动的问题，故采用U/f控制方式已经 足够。并且从节能的角度，U/f线可选最低的 。多数生产
模块六 变频器在工业上的应用
• 项目6.1 • 项目6.2 • 项目6.3 • 项目6.4
应用
变频器在风机上的应用 变频器在供水系统节能中的应用 变频器在机床改造中的应用 变频器在中央空调节能改造中的
模块六 变频器在工业上的应用
• 变频调速技术是20世纪80年代发展起来的新技术，具有节
能、易操作、便于维护、控制精度等优点，近年来在多个 领域得到了广泛应用，本模块将列举几个应用实例介绍工 业上如何应用变频器来实现上述目的，具体项目架构见表 6-1。
• 表6-1 模块三的项目架构
项目6.1 变频器在风机上的应用
• 项目目标 • 1、了解风机应用变频器的目的。 • 2、会对变频器调速进行节能分析。 • 3、掌握变频器的容量计算方法。 • 4、掌握风机变频调速控制系统的调试方法。
相关知识
• 一、风机应用变频器的目的 • 在工矿企业中，风机设备应用广泛，诸如锅炉燃烧系统、
的U/f线在出厂时默认的补偿量，一般变频器出厂时设置 转矩补偿U/f线，即频率fx =0时，补偿电压Ux 为一定值，
以适应低速时需要较大转矩的负载。但这种设置不适宜风 机负载，因为风机低速时阻转矩很小，即使不补偿，电动 机输出的电磁转矩都足以带动负载，为了节能，风机应采
用负补偿的U/f线，这种曲线是在低速时有效转矩线减少 电压Ux，因此，也叫低减U/f线。如果用户对变频
• 器出厂时设置的转矩补偿U/f线不加改变，就直接接上风
机运行，节能效果就比较差了，甚至在个别情况下，还可 能出现低频运行时因励磁电流过大而跳闸的现象。当然若 变频器主 有"自动节能"的功能设置，直接选取即可。
• 3、变频器的参数预置
• 1）上限频率
• 因为风机的机械特性具有二次方律特性，所以，当转速超
减 U/f线，其有效转矩线如图6-1中的曲线2和曲线3所示。
• 图6-1 风机Hale Waihona Puke Baidu机械特性和有效转矩线
• 在选择低减U/f线时，有时会发生难以起动的问题，如图
P4-1-1中的曲线0和曲线3相交于S点。显然，在S点以下， 电动机是难以起动的。为此，可采取以下措施：
• 1)选择另一低减U/f线，例如曲线2。 • 2)适当加大起动频率。 • 在设置变频器的参数时，一定要看清变频器说明书上注明
厂都生产了比较低廉的专用于风机、水泵的变频器，可以 选用。
• 为什么U/f线可选最低的?现说明如下：如图6-1所示，曲
线0是风机二次方律机械 特性曲线；曲线1为电动机在U/f
控制方式下转矩补偿为0时的有效负载线。当转速为nx时， 对应于曲线0的负载转矩为TLx；对应于曲线1的有效转矩 为TMx。因此，在低频运行 时，电动机的转矩与负载转矩 相比，具有较大的裕量。为了节能，变频器设置了若干低
• 相比较节电量为△W = Wd- Wb = (101053 - 28908) k
W·h = 72145k W·h
• 每1kW·h电按0.6元计算，则采用变频调速每年可节约电费
43287元。所以推广风机的变频调速，具有十分重要的意 义。
• 二、风机应用变频器的选择 • 1、变频器容量的选择
• 变频器容量的选择一般根据用户电动机功率通过计算来选
• 应用变频调速时每年消耗的电量为 • Wb1 =22×l0× [1- (46/50)3] ×300kW·h= 14606kW·h • Wb2=22× 14× [1- (20/50)3J ×300kW·h= 86447kW·h • Wb= Wb1 + Wb2 = (14606+ 86447) kW·h= 101053
过额定转速时，阻转矩将增大很多，容易使电动机和变频
器处于过载状态，因此，上限频率fH不应过额定频率fN。
• 2）下限频率
• 从特性或工作状况来说，风机对下限频率fL没有要求，但
转速太低时，风量太小，在多数情况下无实际意义。一般
可预置为： fL≥20Hz。
• 3）加、减速时间
• 由于风机的惯性很大，加速时间过短，容易产生过电流；
减速时间过短，容易引起过电压。一般风机起动和停止的 次数很少，起动和停止时间不会影响正常生产。所以加、 减速时间可以设置长些，具体时间可根据风机的容量大小 而定。通常是风机容 量越大，加、减速时间设置越长。
通风系统和烘干系统等。传统的风机控制是全速运转，即 不论生产工艺的需求大小，风机都提供出固定数值的风量， 而生产工艺往往需要对炉膛压力、风速、风量及温度等指 标进行控制和调节，最常用的方法则是调节风门或挡板开 度的大小来调整受控对象，这样，就使得能量以风门、挡 板的节流损失消耗掉了。统计资料显示，在工业生产中， 风机的风门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费 用占到生产成本的7% - 25%。这不仅造成大量的能源浪 费和设备损耗，而且控制精度受到限制，直接影响产品质 量和生产效率。
• 由于风机属于二次方律负载，消耗的电功率与风
机转速的三次方成比例，由此，当风机所需风量 减小时，可以使用变频器降低风机转速的方法取 代风门、挡板控制方案，所消耗的功率要小得多， 从而降低电动机功率损耗，达到节能的目的。下 面以一个实例，比较应用变频器的节能效果。
• 一台工业锅炉使用的22kW鼓风机，一天连续运行
kW·h
• 应用挡板调节开度时每年消耗的电量为 • Wd1 =22× (1-98%) × 10×300kW·h= 1314kW·h • Wd2 =22× (1-70%) ×14×300kW·h=27594kW·h • Wd = Wd1 + Wd2 = (1314+27594) kW·h=28908 kW·h
择。计算方法如下：
• 变频器额定输出电流≥1.1×电动机额定电流
• 由于风机、水泵在某一转速运行时，其阻转矩一般不会发
生变化，只要转速不超过额定值，电动机就不会过载，因 此，变频器的额定电流只要选择公式计算的最小值。
• 2、变频器类型的选择
• 风机、水泵属于二次方律负载，在低速时，阻转矩很小，
不存在低频时能否带动的问题，故采用U/f控制方式已经 足够。并且从节能的角度，U/f线可选最低的 。多数生产
模块六 变频器在工业上的应用
• 项目6.1 • 项目6.2 • 项目6.3 • 项目6.4
应用
变频器在风机上的应用 变频器在供水系统节能中的应用 变频器在机床改造中的应用 变频器在中央空调节能改造中的
模块六 变频器在工业上的应用
• 变频调速技术是20世纪80年代发展起来的新技术，具有节
能、易操作、便于维护、控制精度等优点，近年来在多个 领域得到了广泛应用，本模块将列举几个应用实例介绍工 业上如何应用变频器来实现上述目的，具体项目架构见表 6-1。
• 表6-1 模块三的项目架构
项目6.1 变频器在风机上的应用
• 项目目标 • 1、了解风机应用变频器的目的。 • 2、会对变频器调速进行节能分析。 • 3、掌握变频器的容量计算方法。 • 4、掌握风机变频调速控制系统的调试方法。
相关知识
• 一、风机应用变频器的目的 • 在工矿企业中，风机设备应用广泛，诸如锅炉燃烧系统、
的U/f线在出厂时默认的补偿量，一般变频器出厂时设置 转矩补偿U/f线，即频率fx =0时，补偿电压Ux 为一定值，
以适应低速时需要较大转矩的负载。但这种设置不适宜风 机负载，因为风机低速时阻转矩很小，即使不补偿，电动 机输出的电磁转矩都足以带动负载，为了节能，风机应采
用负补偿的U/f线，这种曲线是在低速时有效转矩线减少 电压Ux，因此，也叫低减U/f线。如果用户对变频
• 器出厂时设置的转矩补偿U/f线不加改变，就直接接上风
机运行，节能效果就比较差了，甚至在个别情况下，还可 能出现低频运行时因励磁电流过大而跳闸的现象。当然若 变频器主 有"自动节能"的功能设置，直接选取即可。
• 3、变频器的参数预置
• 1）上限频率
• 因为风机的机械特性具有二次方律特性，所以，当转速超
减 U/f线，其有效转矩线如图6-1中的曲线2和曲线3所示。
• 图6-1 风机Hale Waihona Puke Baidu机械特性和有效转矩线
• 在选择低减U/f线时，有时会发生难以起动的问题，如图
P4-1-1中的曲线0和曲线3相交于S点。显然，在S点以下， 电动机是难以起动的。为此，可采取以下措施：
• 1)选择另一低减U/f线，例如曲线2。 • 2)适当加大起动频率。 • 在设置变频器的参数时，一定要看清变频器说明书上注明
厂都生产了比较低廉的专用于风机、水泵的变频器，可以 选用。
• 为什么U/f线可选最低的?现说明如下：如图6-1所示，曲
线0是风机二次方律机械 特性曲线；曲线1为电动机在U/f
控制方式下转矩补偿为0时的有效负载线。当转速为nx时， 对应于曲线0的负载转矩为TLx；对应于曲线1的有效转矩 为TMx。因此，在低频运行 时，电动机的转矩与负载转矩 相比，具有较大的裕量。为了节能，变频器设置了若干低
• 相比较节电量为△W = Wd- Wb = (101053 - 28908) k
W·h = 72145k W·h
• 每1kW·h电按0.6元计算，则采用变频调速每年可节约电费
43287元。所以推广风机的变频调速，具有十分重要的意 义。
• 二、风机应用变频器的选择 • 1、变频器容量的选择
• 变频器容量的选择一般根据用户电动机功率通过计算来选