风机变频器

风机变频器（精选十篇）

风机变频器 篇1

1 原风量控制系统使用情况

原风量控制系统所需要的风量由高温风机提供, 由液力偶合器调节转速, 液力偶合器在使用过程中, 不仅使电动机的出轴效率降低8%~10%之外, 使用条件也较苛刻, 需另设大面积单独的水式冷却器进行设备降温, 而且还需要电动执行器来推动勺杆调节转速, 从而带来较多的故障点及故障隐患。另外原高温风机电动机在启动时, 电流高达额定电流的5~7倍, 对开关电路冲击较大, 且当产量提高到1 700t/d时, 电流达到88A, 电动机定子温度达到120℃以上, 需要外接吹风机进行冷却, 所需辅助冷却的设备及资源投入也相应增大。

2 项目改造情况

2.1 改造所需设备配置情况

根据实际生产及变频器与负载匹配情况, 选用高温风机电动机及高压变频器情况见表1和表2, 同时针对新电动机配置了GN19-12 (C) Q/400-12.5型大容量户内高压隔离开关。

2.2 设备改造情况

改造前期, 跟踪电气备件材料的到货情况, 实施电缆敷设、现场系统设备所需专用房的设计等工作。根据变频器和电动机距离要尽量短, 以减小电缆对地电容、减轻干扰的原则, 及公司现场实际环境, 另建设备专用房, 距控制柜较近, 方便动力电缆敷设。由于高压变频器冷却方式是风冷, 空气流通量较大, 为有足够的通风冷却效果, 在变频器的散热风机加装了引风管, 引出室外通风, 保证变频器整体冷却通风要求。安装时, 将液力偶合器拆除, 变频器与电动机直连, 拆除了原水式冷却器, 高压变频启动时间可调, 更为灵活方便, 实现平滑启动。

3 电器控制改造情况

1) 电缆的敷设

原电动机高压电缆作为变频器电源线, 另敷设变频器到电动机的高压电缆。

2) 控制柜的设置

(1) 保持高压控制柜控制回路不变, 作为变频器的进线电源控制柜;

(2) 采用DVP微机保护装置实现中压断路器控制系统电源失压保护;

(3) 接入变频器控制信号, 并将中压控制柜状态信号送给变频柜。

3) DCS系统新建控制方式

(1) 取消原高温风机及液力偶合器相关信号的控制程序, 建立与变频器的通讯并重新改写程序;

(2) 对DCS系统增加变频器的控制回路, 信号有:备妥、运行、驱动、报警、频率给定、转速反馈;

(3) 对高温风机电动机电流保持不变, 采用原有信号;

(4) 风机的启动分成两步进行:先启动进线电源控制柜, 给变频器送电, 后启动变频器。

4) 现场改动

(1) 拆除液力偶合器油泵、执行器、压力信号、温度信号、转速信号等接线;

(2) 另选备用抽屉柜增加空气开关, 引出变频柜、整流变压器和旁路开关柜的电源;

(3) 启动方式是“远程”, 本机具有显示电流和转速功能;UPS电源也从本低压柜内引出, 通过端子引入高压变频柜。电动机主线路见图1。

4 节电效果

从2011年1月开始到改造完毕、试车成功, 仅用了20多个小时, 一次顺利投入使用。目前该系统运行稳定, 当熟料产量为1 700t/d时, 风机运行电流由原来的88A降到70A (约为新电动机额定电流的53.8%) , 每小时可节约电量167k Wh, 窑系统运转率一年按300d, 电费按0.62元/k Wh计算, 高温风机年可节约电费近75万元, 预计10个月即可收回成本, 不仅节约了能耗, 还大幅度提高通风量, 为产量提升创造条件。

5 变频改造总结

11kw新风机变频节能改造方案 篇2

A.节能因数。风机的回风温度恒定，根据天气以及使用度采用变频调速使其长期运行在高效状态。

据文献资料，当变频器与电机采用1控1方案时可节约电20%~60%。节能效果进行计算确定。

B.智能因数。变频器有通讯输出接口，方便以后只能升级需求。

c.软启、软停因数。变频器的软启、软停功能，可以降低电机启动和停止时的冲击电流，减少设备的损耗。

变频器控制风机的正常运转，工频运行作为备用。

变频器的运转频率根据风机回风温度调节，回风温度设定为屋内人员最适宜温度，由温度传感器的输出信号接到变频器的模拟信号端子，在变频器上设定相应的数据，来控制风机的运转速度，达到最大的工作效率。

变频与工频之间采用转换开关进行切换，为了安全，变频与工频采用联锁控制。

新风机组为两台11kw的风机给群楼进行换风，现为工频运转，全速运行，所有办公区域风量较大温度过低。现采用变频器控制时可以根据回风设定的温度调节风机的转速。

风机11kw运转时能产生20000m3/h的风量，风机所给区域的空间约为2000m3，即循环了10次；通过计算得到新风机的回风温度设定在26·c时只需5次循环的风量即可达到，即产生10000m3/h的风量就能满足。此时电机的输出功率约为6kw就能满足风量的循环。温度高、温度低信号分别由变频器的两个点给出。

风机变频器 篇3

【摘 要】随着社会的发展和科技的进步，不管是在工业领域还是人们的生活方面，都发生了重大的改变。在具体的工业领域中，水泵起的作用非常大，甚至是很多地方不可缺少的一部分，比如水利工程等项目，工作状态下水泵必须保证安全性和稳定性，周围的温度必须要适应，过高的温度会造成水泵系统的故障，所以水泵运行中风机所起的作用是不可忽略的。随着科技的进步，变频技术和相关的电子技术也取得了一定的发展，相应的高压变频技术也变得更加的成熟，能够更好地在风机的改造工作中得到应用。因此本文研究的主题就是在查询具体的资料资源之后，总结出高频变压器的工作原理，以及风机节能的改造之后在水泵工作中的运用。

【关键词】科技；高压变频技术；风机节能改造；基本原理

变频技术不仅在工业中，在人们的生活中也得到了很大的应用，比如电冰箱、空调等家用电器都有变频技术的应用，变频技术之所以受欢迎、应用广泛主要来源于它能够根据实际的情况自动选择合适的功率，科技的进步带来了技术的发展，所以高压变频技术在原来的基础上得到了改变，更能满足生活中和工业上的应用。为了方便介绍风机的节能改造，我们以水利工程水泵工作环境中的风机为例，传统的风机的工作原理是通过调节进口和出口的阀门来控制风量的大小，但是这种方法存在着诸多弊端，比如风阻问题、牺牲风机效率问题、耗能严重、还存着大马拉小车等尴尬现象，所以，为了满足日益发展的工业的需要，提供整个工作的工作效率，需要积极得使用已经取得进步的高压变频技术来改造风机的节能问题，有一定的社会意义和经济意义【1】。

一.高压变频技术的原理

（一）基本构成和工作原理

高压变频器是开关电源的一部分，整个开关电源的结构是很复杂的，有很多的拓扑结构。我们以半桥式功率转换电路为例子，在电路找工作的状态下，总共有两个三极管起作用，分别轮流来产生高频脉冲波，之后要想得到交流电，这就需要使用高频变压器来进行变压工作，同时，不同线圈匝数的高频电压器能够输出不同电压的交流电。总结来说，高压变频器的共组原理是当初级线圈通电时，铁芯中就会产生交流通磁反应，这时候初级线圈中就感应出电压和电流。变频器主要由两个部分构成，分别是线圈和铁芯，一般的变压器都不只有一个线圈，而是由多个线圈组成的绕组，线圈越多，产生的交流电相应就越大，我们将连接电源的那一个线圈就做初级线圈，剩下的全部是次级线圈，为了帮助读者的理解，我们从资料中找到高压变频器的示意图：

（二）高压变频器在风机节能改造中的应用

高压变频器已经在风机的工作中得到了一定的应用，将取得新发展的高压变频技术应用到风机的工作中，能够提高风机的工作效率，具体表现在三个方面。首先，在使用高压变频器之后，风机结构中的转子的磨损相应就会减少，这样就能够减少很大一笔维修费和更换费用，节省工厂或者企业的资金，同时也能够减少对齿轮的磨损，降低由齿轮损坏为工作带来得损损失，相应的就能够为其他设备或者工作提供资源。其次，在风机中适应高压变频器还能够提高产品的质量，因为高压变频器的使用使工作设备的精度提高了，相应的产品的精度就得到了保证。第三，高压变频器经过新科技的影响，使用寿命得以延长，可靠性也得到了很大的提高，就更能保证设备的工作状况，保证风机的运行情况和效率，为工厂或企业带来更大的经济效益，满足工业发展的最终目的【2】。

二.风机节能改造工作

（一）风机节能改造存在的问题

传统的风机已经不能满足现在工业发展的需要，人们很早就已经着手风机的改造工作，但是改造工作存在着诸多不能忽视的问题，在经过大量的调查下，我们总结出以下几点，一是风量调节的方式，风机改造中减小风量调节带来的消耗问题；二是风机的损耗问题，风门调节流量或者风量会造成管道的磨损，同时机械部件所受到的压力也变得更大，相应的，风机的使用寿命就会缩短；存在的第三个问题是当电机启动得一瞬间，电流是非常大的，这样会造成电网电压的波动，电压稳定是机械正常工作的前提保证，电压的异常不仅会造成工作的贻误，更会简短设备的寿命。

（二）改造节能风机的具体方案

风机节能性的改造是具体工厂企业的需要，也是整个工业取得稳定发展的需要，有着具体的社会现实意义，所以需要投入大量的资源和精力来创新改造，在改造的过程中，要注意高压变频器的使用。

1.高压变频器接入的具体方式

有专家曾经做过一个实验，在双风机设置的机械设备上引入高压变频器，可以节能百分之三十到四十，着对于工厂和企业来说是一个非常大的福音，可以将节省下来的钱应用到其他的地方，提高整个工作的效率和质量。高压变频器接入的方式上，选用的是中压交流风冷型双 PWM变频调速装置，为了方便读者的理解，我们做出了接入方式的简图，如下图二所示：

这种接入方式可以实现多种功能，首先是嵌入式通信的实现，除此之外还可以实现网络和跨平台的通用，同时设备硬件和操作编程等也能够实现共享，这种接入方式比较简单便利，操作性比较强，改造后的效果也比较好，所以在具体的改造工作中这种接入方式应用的比较多。

2.改造后风机的运行方式

变频器接入之后，替代了风门挡板调节风量和流量的方式，这样就降低了机械设备很大的压力和磨损度，也降低了设备工作中的停机率。具体的原理还需要借助变压器接入方式的简图来介绍，在设备运行过程中，总共有三个开关处于工作之中，分别是K1/K2/K3，当需要变频器工作的时候，K2/K3闭合开始工作，K1断开；工频方式运行的时候，K1闭合，K2/K3断开。需要不同，运行的方式也不同，相应的开关的组合也不同。

3.控制和保护的设置

高压变频器并不是完全自动的，也需要有一定的控制方式，改造工作中采用的是就地和DCS远程控制方式，就地保护系统需要借助变频柜人机的操作来实现。DSC的远程控制系统包括的功能有很多，最具代表性的是发放运行状态或者是设备故障的信号，比如启动和停止、就绪和故障等。由高频电压器实现的启动和停止功能，能够避免由电压不稳定引起的故障。

4.风机改造在水泵中的应用

实际工作中，水泵的应用是比较广泛，不管是工业还是农业上，水泵都起着非常重要的作用，一般情况下，水泵的运行中是很耗费电量和资源的，相应的在工作状态中，周围的温度是很高的，所以借需要借助改良的风机。改良的风机可以和水泵处于完全独立的两个工作系统，实现在应用的状态下，互不干扰，但是却能够实现能源的共享，经过改造后的高频风机，可以和水泵公用一个供电线和信息网络，减少了重新铺设的资源，同时，改造后风机的高性能也是实现水泵应用的重要条件之一。

三、结束语

高频变压器受到新科技的影响变得更加的便捷实用，能够为工业和人们的生活带来很大的便利，具体可以使用在风机的节能改造中，减少工作阻碍，提高工作效率，保证工业的稳定运行和长足发展。

参考文献：

[1]李纬. 试论高压变频器在水泥厂风机节能改造中应用问题[J]. 现代制造技术与装备，2013，04：59-60.

基于除尘风机高压变频器的应用 篇4

近年来,随着变频技术和控制技术的发展,变频器在风机上的应用也从以节能为目的,发展到以提高生产效率、提高产品产量、质量,实现生产过程自动化及环境保护为目的,成为企业提高产品市场竞争力的有效手段之一。

在炼钢厂转炉吹炼过程中,会排出大量烟尘,含有易燃气体和金属颗粒,污染环境,按我国《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996),对烟尘须冷却、净化,由引风机将其排至烟囱放散或输送到煤气回收系统中备用。每座转炉配有1套除尘系统,除尘系统采用二级文氏管烟尘净化方式,要求风机在整个炼钢工作周期内变速运行,吹氧时高速运行,不吹氧时低速运行。除尘风机在炼钢厂属主要高耗能设备,其容量一般都是根据生产中可能出现的最大负荷条件选择,但在实际运行中往往比设计要小得多。如果电机不采用变频调速控制,则流量通常只能通过调节挡板或阀门控制,其结果是造成很大的能量损耗。采用变频器将电动机直接进行调速运行,则耗能量将会显著减少,生产巨大的节能、环保效益。下面以某炼钢厂4#炉除尘风机经技术改造采用高压变频调速的原理分析。

2系统方案

2.1 设备配置

除尘风机电气系统主回路接线图如图1所示,其为一拖一控制,设置工频/变频切换柜,以保证除尘风机安全可靠运行。要求可以远程和本机控制。风机高速运行时,如果变频器出现严重故障,变频器自动停机。远程控制时,通过操作台工频/变频旋钮把电机切换到工频电网运行,当吹炼周期结束后,检修变频器。变频器检修完毕后,通过把操作台工频/变频旋钮打到变频位置,返回变频调速状态。本机控制时,通过变频器控制柜工频/变频旋钮把电机切换到工频电网运行,当吹炼周期结束后,检修变频器。变频器检修完毕后,通过把变频器工频/变频旋钮打到变频位置,返回变频调速状态。

2.2 除尘风机工艺要求

2.2.1 吹炼工艺周期

如图2所示:A到B为兑铁加废钢时间,约1 min。B到C为风机升速时间,暂定1 min,可以调节。C到D为吹氧时间,约14 min。D点风机开始减速,暂定3 min,可以调节。D到E为倒炉测温取样时间,约2 min。E到F为出钢时间,约2 min。F到G为溅渣时间,约3 min。

整个吹炼工艺周期约26 min,其中高速时间(C到D)12 min。高速定为45 Hz,可以调节;低速定为20 Hz,可以调节。

2.2.2 变频器和现场接口

在B点,将炉前、炉后和氧气流量信号送到4#炉电磁站PLC电气站,通过用户程序处理后,输出到继电器,由继电器提供一对闭合节点(继电器吸合时,变频器高速运转;继电器释放时,变频器低速运行),当在炉前操作并有氧流量时,继电器吸合,变频器开始从低速向高速升速,在C点现场操作工进行吹炼。在D点,准备出钢,炉前工转换开关转到炉后或没有吹炼的时间超过15 min,继电器释放,变频器开始降速,降速时间不作具体要求,但在减速过程中如果需要提速,变频器应能满足提速要求。炉前、炉后和氧气流量信号组合图PLC程序如下图3所示。

程序控制说明:炉前操作吹炼时,接点M20.1和M2.0通,将置位复位触发器RS置位,此时Q20.2有输出,同时由Q20.2输出驱动中间继电器,从而由继电器接点送给高压变频器高低速信号(继电器通为高速,断为低速);当炉前工转换开关转到炉后或没有吹炼的时间超过15 min时,T44或T45或M20.2通,置位复位触发器RS复位,Q20.2没有输出,继电器释放,变频器降速。

3高压变频器调速系统

3.1 监控和操作

当除尘风机不吹炼时,只需要很低的转速,根本不需要满负荷运转。利用高压变频器根据实际需要对除尘风机进行变频运行,既保证和改善了工艺,又达到节能降耗的目的和效果。

采用高压变频调速系统对除尘风机进行高压变频改造具体实现过程如下:变频器操作可以在本机控制,也可以远程操作。变频器包括1台内置的PLC,用于柜体内开关信号的逻辑处理,以及与现场各种操作信号和状态信号(如RS 485)的协调,并且可以根据用户的需要扩展控制开关量,增强系统的灵活性。变频器也可由控制室的上位机或操作台进行操作,吹炼时(B到D),变频器高速运行,不吹炼时,变频器低速运行。可以根据工况需要自由设定,其完全可以满足工艺要求。变频调速风机控制系统如图4所示。

现场操作人员可以通过上位机或操作台对变频器进行远程操作并监控变频器运行状态。

上位机:可以通过上位机进行远程监控,一方面便于用户随时了解设备运行情况;另一方面,也利于设备的远程诊断和维护,故障问题可以及时得到解决。

操作台:可以通过操作台对变频器进行简单的远程操作,包括工频/变频切换。

3.2 高压变频调速系统原理

HARSVERT高压变频调速系统采用直接“高-高”变换形式,为单元串联多电平拓扑结构,主体结构由多组功率模块串并联而成,从而由各组低压叠加而产生需要的高压输出;它对电网谐波污染小,输入电流谐波畸变小于4%,直接满足IEEE519-1992的谐波抑制标准,输入功率因数高,不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置;输出波形质量好,不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题,不必加输出滤波器,就可以使用普通的异步电机,630 kW/6 kV变频系统共有21个功率单元,每7个功率单元串连构成一相。其系统结构图如图5所示。

其系统工作原理如下:

3.2.1 功率单元

每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电,功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘,二次绕组采用延边三角形接法,实现多重化,以达到降低输入谐波电流的目的。

单元旁路功能:当某个功率模块发生故障时自动旁路运行,变频装置不停机,但需降额使用,即在每个功率单元输出端之间并联旁路电路,当功率单元故障时,封锁对应功率单元IGBT的触发信号,然后让旁路SCR导通,保证电机电流能通过,仍形成通路。

为保证三相输出电压对称,在旁路故障功率单元的同时,另外两相对应的两个功率单元也同时旁路。对于6 kV的变频器每相由7个功率单元串联而成,当每相1个单元被旁路后,每相剩下6个功率单元,输出最高电压为额定电压的85%,输出电流仍可达到100%,输出功率仍可达到85%左右,对于风机、水泵负载转速仍可达92%以上,基本能维持生产要求,大大提高了系统运行的可靠性。

3.2.2 变压器柜

主要包括为功率单元供电的移相变压器,还有输入侧的电压、电流检测器件电压互感器和电流互感器,以及温度检测器件温控器。

3.2.3 功率柜

柜内主要对功率单元进行组合,通过每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电,通过对每个单元的PWM波形进行重组,得到非常好的PWM波形,dv/dt小,可减少对电缆和电机的绝缘损坏,无需输出滤波器,输出电缆长度长,电机不需要降额使用,可直接用于旧设备的改造;同时,电机的谐波损耗大大减少,消除了由此引起的机械振动,减小了轴承和叶轮的机械应力。柜内还附带输出电流和电压检测功能。

3.2.4 风机

变压器柜配置6台冷却风机,由温控仪控制其起停,当变压器负荷增大,运行温度上升,当绕组温度达80 ℃时,系统自动启动风机冷却;当绕组温度低至70 ℃时,系统自动停止风机。

当变压器绕组温度继续升高,若达到110 ℃时,系统输出超温报警信号;若温度继续上升达130 ℃,变压器迅速跳闸。柜体上还设置了温度显示系统。

功率柜根据功率大小配置2台具有世界领先技术,德国进口EBM-后向离心式冷却风机(裕量大,单台容量占总排量的50%);如需将热量直接排至室外,可增设风道。

3.2.5 控制柜

控制器核心由高速单片机和工控PC协同运算实现,精心设计的算法可以保证电机达到最优的运行性能。工控PC提供友好的全中文Windows监控和操作界面,同时可以实现远程监控和网络化控制。

控制器还包括一台内置的PLC,用于柜体内开关信号的逻辑处理,以及与现场各种操作信号和状态信号的协调,增强了系统的灵活性。

4节能分析

这里以4# 除尘风机高压变频器改造前后,两年同期相比,以吨钢电耗来分析节能数据(单位:度/吨钢)。具体数据如表1所示。

从上表统计数据看,2006年1月～5月与2007年1月～5月相比较,吨钢电耗有较大幅度下降,下降达:22.76%,其中很大一块的节电是由高压变频器完成的。

从表2数据统计看,2006年1月～5月同2007年1月～5月相比,4#除尘风机共节约用电105.5万度,平均每月节约用电21.1万度,年节电量可估算为:21.1×12=253.2万度。以电价0.51元/度计算,4#除尘风机年节电总额为:253.2×0.51=129(万元)

5结语

从以上分析及运行情况来看,在除尘风机采用高压变频器调速后,由变频器直接控制电机,通过调速驱动除尘风机,提高传动效率。电机的电压、电流明显下降,电机输入功率明显减少。运行工况点明显改善,风门可以全部打开,完全由转速调节流量,对生产操作极为方便、控制精度高、响应速度快、而且高压变频器调速时间可以任意设定,避免了全负荷启动时的大电流冲击,使整个系统工作平稳并有利于除尘风机的维护保养,延长使用寿命。节电率在20%～70%之间,具有巨大的节能效益。

摘要：介绍高压变频器在除尘风机中的应用。阐述变频调速节能原理和节能效果。通过改造,实现除尘风机的高效运行,达到节能降耗的目的。高压变频调速系统采用直接“高-高”变换形式,变频器包括1台内置的PLC,用于柜体内开关信号的逻辑处理,以及与现场各种操作信号和状态信号的协调,根据需要扩展控制开关量,增强了系统的灵活性。由变频器直接控制电机,可以任意设定时间来调速驱动除尘风机,风门可以全部打开,完全由转速调节流量,提高了传动效率。电机的电压、电流明显下降,电机输入功率明显减少,其使整个系统避免了全负荷启动时的大电流冲击,节电率在20%70%之间。

关键词：除尘风机,变频器,输入功率,PLC

参考文献

[1]沈才芳.电弧炉炼钢工艺与设备[M].2版.北京:冶金工业出版社,2001.

[2]吴忠智,吴加林.变频器应用手册[M].北京:机械工业出版社,1995.

[3]王廷才,王本轶.风机设备的变频技术及应用[J].风机技术,2004(4):41-43,48.

[4]杜金城.电气变频调速设计技术[M].北京:中国电力出版社,2001.

[5]袁天祥.电动机及其系统的节能技术[M].北京:化学工业出版社,1991.

[6]满永奎,韩安荣.通用变频器及其应用[M].北京:机械工业出版社,1994.

[7]高压变频器在混铁炉除尘风机上的应用[EB/OL].中国工控信息网,http://www.7613.com.2006.

[8]高压变频调速系统HARSVERT-A系列技术手册[Z].北京:北京利德华福电气技术有限公司,2004.

[9]张燕宾.变频调速应用实践[M].北京:机械工业出版社,2000.

风机变频器 篇5

关键词：变频器；干扰；问题；对策分析

0 引言

公用工程作业部3台130t/h燃煤煤炉6台排粉风机电机功率为160kW，将软起更新为施耐德ATV61变频器。变频器通过调速来调节煤炉系统风量，不仅调整平滑 、范围大、效率高、启动电流小、运行平稳，而且节能效果明显，但在变频器实际运行过程中也存在问题一直影响煤炉的平稳运行和设备安全，现将实际运行中的问题及处理对策进行归纳分析，更好指导今后变频器的运行和维护。

1 变频器运行过程中问题简述

①运行过程中，3#炉2#排粉风机变频器输出电压、电流波动不稳，运行电机电流波动范围从70-180A，造成排风风机运行状态不稳、煤炉炉膛负压不稳，影响煤炉安全平稳运行。②运行过程中，6台变频器的给定频率小幅波动频繁，造成输出频率总在自动跟踪调整，电机处于加速过程，运行不平稳，对变频器和机组的性能都有影响。③运行过程中，6台变频器都出现过自停，重新启动后运行正常，且能长期运行。④运行过程中，变频器的控制、整流部分散热器故障报警、电机过载报警及变频器故障报警不能及时处理，由于煤炉操作人员远程停运排粉风机而被强制复位，造成散热器风扇轴承损坏，电机引出线焊锡融化。

1#煤炉1#排粉风机变频器过热故障报警停运，但操作人员对远程停运，使变频器失电，故障复位，故障记录也丢失，电气运行人员到达现场用兆欧表对负载进行检测，未有短路、接地现象；盘车灵活、无卡涩情况；检查机组运转声音、振动均正常，启动运行，运转一段时间后油停运，操作人员有复位，检查无故障，但是重新启动后运行时间间隔越来越短，最后变频器再次运行，大约运行5min以后，变频器控制面板显示故障代码，我们对负载再次检查正常，打开变频器检查变频器散热风扇卡涩，风扇轴承已损坏，还好处理及时未造成变频器烧损。

2#煤炉2#排粉风机电机引出线焊锡融化，由于电机接线柱滑丝造成电机接线不紧固，电机运行电流增大，变频器保护动作停运，由于煤炉操作人员远程停运排粉风机而被强制复位，电气运行人员到达现场用兆欧表对负载进行检测，未有短路、接地现象；盘车灵活、无卡色情况；检查机组运转声音、振动均正常，启动运行，运转一段时间后油停运，操作人员有复位，检查无故障，最终C相完全熔断，电机缺相启动不起来，检查发现电机接线柱开焊。

2 原因分析

2.1 3#炉1#、2#排粉风机DCS来4-20mA调速控制电缆的屏蔽层没有接地，3#炉2#排粉风机变频器进线电缆钢铠通过铜辫在变频器柜内单端接地，变频柜整体接地不好，使得铜辫对外壳放电，现场测量外壳对系统PE电压为45V，使得变频器信号零点（com）漂移，造成变频器输出波动，造成煤炉系统炉膛压力波动。

2.2 变频器参数设置不合理，电机输入的额定参数不全，变频器调试完成后未完成变频器自整定，变频器里就没有建立有针对性的电机数学模型，造成对变频器调整时不稳定。

2.3 变频器自停，主要因为中间继电器波动，1#、2#炉1#、2#排粉风机的柜内零线（N相）没有和进线电源的零线（N相）相连，使启动变频器的中间继电器电压波动，辅助触点抖动，同时由于220V中间继电器220V电源和变频器的控制、信号电缆在一个线槽内部线，存在相互干扰，造成变频器自停。

2.4 变频器接线存在缺陷，DCS通过控制变频器进行电源空气断路器（QF）来控制机组启停，同时变频器的控制和启动24V电源又取自变频器自身，存在变频器故障时操作人员停运机组使得变频器失电，报警复位，不利于分析处理变频器缺陷，同时变频器停运后立马断电，不理电子器件的散热，影响变频器的使用寿命。

3 对策研究及实施

3.1 将DCS来4-20mA调节信号电缆的屏蔽层全部在配电室变频器柜单端接地可靠接地，保证接地阻值不大于4Ω，DCS端不接地，采用屏蔽信号电缆单端接地，以消除控制电缆和动力电缆在同一桥架敷设的干扰。

3.2 动力电缆的钢铠要可靠接地，且和配电室接地网相，零线（N相）引自系统配电柜的零线（N相），不能和电缆的屏蔽层在变频器柜同时接地，即PEN线和零线分开单独接地。将动力电缆的屏蔽线加封绝缘塑料管，防止外壳断续触碰，断续释放静电，影响零电位稳定，从而影响变频器的运行。

3.3 完善变频器内电机基本参数，完成变频器自整定。自整定通过向电机注入额定电流（电机不转），测定定子电阻，用于自动设置定子电压补偿IR自整定其实是输入该应用的实际条件，使变频器的运行更贴近实际情况，从而得以优化。设定变频器的最低运行频率，由于我们的电动机都是普通的电动机，长时间低频运行，转速过低，风量不足，造成电机过热，产生过流。

3.4 针对现有安装场所，取消变频器的上电自启，DCS增加变频器启停节点，工艺需要起停机组时，通过DCS给出启动信号和调节信号控制变频器，取消现有控制柜的中间继电器，消除由于振动引起的中间继电器接点抖动，引起变频器停运，影响变频器运行。

4 实施效果

4.1 通过对变频器参数优化，使得变频器运行稳定提高，电机运行平稳，通过对3#炉2#排粉风机进线电缆钢铠接地处理，完善信号电缆屏蔽层接地，使得变频器给定频率和输出频率稳定，电机波动电流控制在5-8A，有效解决了变频器运行波动的问题。

4.2 将来通过改变变频器的DCS控制接线方式，可以有效解决了变频器运行过程自停故障、变频器自身故障报警不能及时发现，使得设备缺陷进一步扩大而损坏设备。

5 结束语

通过对煤炉排粉风机变频器的控制方式研究、变频器波动干扰源的查找和处理，提醒我们在今后工作中要对变频器的控制信号干扰引起足够的重视，从设计和施工就将强电和弱电分开走线，电力接地和信号接地可靠，采取正确的接地方式。

参考文献：

[1]电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范[S].2012.

[2]电力工程电缆设计规范[S].2007.

[3]施耐德ATV61变频器技术手册[S].2006，1.

锅炉引风机加装变频器控制改造 篇6

变频器是应用变频技术与微电子技术, 通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压, 进而达到节能、调速的目的。

编程控制器 (PLC) 是一种数字运算与操作的控制装置。由于PLC可以用软件来改变控制过程, 当利用变频器构成自动控制系统进行控制时, 很多情况下是采用PLC和变频器相配合使用。

2 原来设备运行状态

安钢动力厂7#、8#、9#这三台锅炉共6台引风机, 对锅炉运行起到至关重要的作用。原来引风机只能在工频状态下运行, 开机就是满负荷运转, 频率达到50Hz, 调节风量只能靠调节安装在引风机后面的挡板动作进行控制, 这样使得引风机做了很多无用功, 电力资源遭到极大浪费。

3 问题的解决

为了解决这个问题, 最好的方法就是安装变频器, 根据工况在上位机设定引风机的工作频率, 信号由PLC发送给变频器, 再由变频器控制引风机, 使引风机可以根据工况在设定好的频率下运行, 自动达到调节风量的目的, 运行时把挡板调节到全开位置。原来的那套通过挡板调节的设备无需拆除, 在变频器出现故障的情况下可以按照原来的一套回路进行调节, 使控制的稳定性得到提高。我们在这个工程中的任务是给新增加的变频器提供上下位机的支持, 并且完成相关接线。

做项目前, 首先根据采用变频器的功能特点, 确定变频器工作时远程PLC程序需要提供哪些点的支持。另外, PLC不是控制变频器, 只是控制变频器的输出而已;当然得把模块及变频器和PLC之间的线要连接好, 模式要选择对, 这样才能正常地操作。

经过分析项目需求, 我们首先确定每台引风机需要6个DI点, 2个DO点, 2个AI点, 1个AO点。6个DI点分别是待机信号、变频运行、重故障、轻故障、远程控制和工频状态, 2个DO点分别是变频器启动和停止;2个AI点分别是引风机运行时的电流和转速的反馈;1个AO点是频率给定, 由上位机发出, 通过PLC给变频器, 变频器对引风机进行调节。

操作要求上, 能够进行集中和就地操作, 能够通过调节频率控制引风机转速, 且能根据反馈电流监视引风机的运行情况。由于是直接在原设备上进行改造升级, 能从原来I/O卡中找到足够备用通道是最理想的, 通过查找, 硬件备用地址足够使用;软件上需要做好下位机以满足控制需要, 做好上位机以满足运行人员操作需要即可。

我们需要完成的功能是从上位机画面上能够完成工频状态和变频状态的切换, 在工频状态下保持原有的控制方式不变, 在变频状态下, 当变频器运行条件允许时, 能够经由变频器进行启停操作, 并且能够手动设定频率, 使变频器在设定频率下工作, 还要能够使操作人员在画面上看到引风机的转速和电流。另外, 操作画面还要符合操作人员的习惯。由于变频器自带的保护措施比较多, 所以在做下位机程序是不必要做很多的保护部分, 在满足启停的条件后有所要求的就是启停的脉冲信号各需要保持3秒以上。最后, 为了保证原有挡板在特殊情况下能够使用, 我们把操作变频器的画面和挡板的操作画面都加上了引风机的运行状态, 以便确认到底是工频运行还是变频运行, 防止误操作。

做程序时, 7#、8#锅炉使用的上位机软件是MP72, 下位机软件是CONCEPT;9#锅炉使用的上位机软件是CITECT, 下位机软件是UNITY。由于软件的不同, 给程序制作也带来了一些麻烦。下图是改造后的上位机操作画面和下位机程序控制部分。

4 改造后的效果

通过改造, 六台变频器已经投入使用。通过几个月的试用, 证明我们的改造方案是完全可行的, 在满足生产稳定运行的同时达到了降耗节能的目的。目前, 动力厂还有很多水泵, 锅炉送风机等设备, 如果都能加装变频器改造成功, 还有很大的节能空间, 这些都有待在各种条件具备的情况下进行改造。

参考文献

[1]庞科旺:PLC、变频器与电气控制[M].中国电力出版社, 2012-4-1

变频器在煤矿压风机上的应用 篇7

关键词：压风机,变频,调速

压风机是煤矿的主要动力设备之一, 它生产压缩空气, 用来驱动风动凿岩机、喷浆机等风动设备和风镐等其他风动工具, 其耗电量在煤矿总耗电量中占较大比例。由于压风机的容量是根据风动设备和工具的最大用气量并留有一定余量设计的, 而在实际使用中, 随着产量和生产情况的变化, 使用风动设备和工具数量和每台设备使用的时间也不同, 它们的耗气量也是经常变化的, 并且总是低于压风机的容量。因此, 对压风机采取节能降耗措施, 会产生很大的经济效益。以4L-20/8压风机为例。

1 4L-20/8压风机的工作原理

压风机由工频电原供电, 电机直接起动, 由压力调节器控制压风机的载荷和卸荷 (放空) , 来保证供风压力在上下限压力之间。当风包压力超过设定的上限值时, 压力调节器控制压风机卸荷, 电机基本上处于空转状态;当风包压力低于设定的下限值时, 控制压风机载荷, 压风机和电动机满负荷运转。

压风机的这种运行方式有以下几方面的缺点:

1.1 压风机的供风压力介于风动设备的工作压力点和供风压力高限值之间, 提供高出压力点的压力所消耗的电能被白白浪费掉。

1.2 压风机的供风压力介于风动设备的工作压力和供风压力低限之间时, 风动设备的工作效率受到影响, 使本来低效的风动机械效率更低, 严重影响了采煤生产的速度和质量。

1.3 压风机放空时, 其拖动电机还保持空转运行, 其消耗电流为额定值的25~30%左右, 严重地浪费能源。

1.4 压风机电机由工频电源直接供电, 电机直接起动, 起动时对电网和机械设备造成很大的冲击, 缩短配电设备和机械设备的使用寿命。

1.5 当压风机压力控制高低限值的设定范围过小时, 压风机的放空/载荷主过于频繁, 这样会频繁对电网和机械设备造成较大的冲击, 使设备的使用寿命更短, 设备维护量更大, 如果高低限值的设定范围过大, 供风压力的波动也随之增大, 不仅更严重地影响风动设备的工作效率, 还使压风机消耗电能增加。

1.6 压风机及其拖动电机长期全速运行, 也会缩短传送带、电机及其他机械传动部件的使用寿命, 同时润滑油的损耗量较大。

1.7 压风机机组运行一段时间后, 温度上升很快, 导致不能长时间连续动转, 需每隔一段时间切换到另一套机组运行。

1.8 压风机频繁地放空/载荷, 周围环境噪音很大。

2 4L-20/8压风机的耗能分析

2.1 压风机参数 (见表1)

2.2 4L-20/8压风机空载率:在设定的气压范围内工作, 在低于设定压力时负载运行, 高于设定压力时空载运行, 从上表可知压风机有40%的时间是处于空载状态, 这样既浪费能源又降低了系统的功率因数。现单台压风机年运行时间为5760小时 (以每天运行16小时计算) 、负载运行时间为4320小时 (以每天负载12小时计算) , 因此实际空载率应为:

2.3 年空载损耗W

η—电机效率, 取0.87;COSφ-功率因数, 取0.88;

I0-空载电流, 取102A;

2.4 年空载损耗费用F

电价取0.53元/kw·h

通过以上可见压风机的空载损耗是相当可观的, 基于此从节约空载损耗, 着眼分析压风机工作原理就降低空载功率提出如下改善方案。

3 压风机使用变

压风机的控制系统采用集成变频调速技术, 可编程控制器 (PLC) 技术和数字化显示技术为一体, 将原有压风机电机由工频直接供电, 电机直接启动, 改为由变频器直接供电, 根据实际需要调节启动时间, 实现对电网和设备无冲击软启动 (如图1) 。对供风压力实行变频器内的PID闭环控制, 压风机运转来维持风包出口处压力, 使用压力变送器检测压风机的实际供风压力, 出口处压力变送器反馈给变频器压力信号, 并将其与供风压力的设定值相比较。用比较得到的差值调节变频器的输出频率, 进而调节压风机电机的转速, 从而构成闭环系统, 达到精确控制, 实现对压风机系统出口压力的精确控制, 使其稳定维持生产所需的正常压力, 同时能够实现节能目的。断水保护、断油保护, 压风机与风包处温度及压力反馈给PLC控制箱来控制与显示 (如图2) 。

通过以上原理分析, 将空压机空载时的工作方式, 由工频50HZ空载运行改为变频30HZ空载运行以达到节能的目的。

4 变频器在压风机中运用后的分析

4.1 压风机实现软启动。减少压风机起动时对电网和机械设备造成的冲击, 增加配电设备和机械设备的使用寿命。

4.2 节约电能。当工频50HZ空载运行改为变频30HZ空载运行时, 根据相关资料证明, 可节约80%电能, 即F×0.8=83246.5×0.8=66597.2元。

4.3 采用压力闭环控制, 系统的控制精度能有很大的提高。大大的提高了用风设备的稳定性和使用效率, 大大的减少了设备的维修率和维修费用。

西门子风机泵专用模块化变频器 篇8

SinamicsG120P变频器的PM230IP20功率模块基于一种新型硬件平台, 防护等级为IP20, 因此新的变频器可以安装在空间较小的控制柜中。通过采用创新技术 (例如精简的直流环节) , PM230功率模块的无功功耗达到最低, 电源谐波也得以降低。Eco模式下的电机电流可以根据当前负载状况自动进行调整。集成的休眠功能可通过设定点来实现节能睡眠模式。线路、电机和制动电阻器采用可插拔的模块化端子连接方式, 可节省安装时间。此外, 集成的专用向导和宏也使调试变得更加方便。该新型变频器的特点是无功功率值非常低。其集成的休眠功能可通过设定点来实现节省电能的待机模式。通过在额定转速下自动切换到电网供电运行, 可以节省最高3%的能耗。同时, 通过自动斜坡功能, 可对电流加以限制, 并避免出现功率峰值。此外, 此变频器对电源系统的影响很小, 符合IEC/EN61000-3-12标准的要求。无需使用进线电抗器等附加部件。

摘要：Sinam ics G 120P变频器的PM 230 IP20功率模块基于一种新型硬件平台, 防护等级为IP20, 因此新的变频器可以安装在空间较小的控制柜中。通过采用创新技术 (例如精简的直流环节) , PM230功率模块的无功功耗达到最低, 电源谐波也得以降低。Eco模式下的电机电流可以根据当

高压变频器在高炉除尘风机中的应用 篇9

酒泉钢铁集团有限责任公司是甘肃省省属最大的国有工业企业和唯一的大型钢铁联合企业集团。随着世贸组织的加入和市场竞争的加剧, 为提高产品市场占有率、竞争力, 酒泉钢铁集团深化改革, 加快一批项目建设, 其中6#高炉为新建项目之一。6#高炉为750m3高炉, 它在吸取了以前旧高炉经验的基础上, 又在建设中采用了大量先进的生产工艺。高炉除尘风机的变频控制就是先进工艺的典型应用。以前旧高炉除尘风机为一般工频运行或液力偶合器控制。若电机采用工频运行, 通过调节风门的出口挡板调节风量来满足生产工艺要求, 大量电能白白浪费在阀门上;若采用液力偶合器调速, 则存在以下缺点:

(1) 调速范围窄, 转速不稳定; (2) 电机的效率低, 损耗大; (3) 液力偶合器经常出现故障, 不能满足连续生产的需要; (4) 调节精度低, 响应慢。

鉴于存在以上诸多问题, 因此, 6#高炉除尘风机改用变频调速控制。

二、冷却系统工况分析

1. 设备选型分析。

该项目所配高压变频器的额定功率为5600kW、其效率为96%, 4%的损失主要以热量形式散失到环境当中, 为保证设备运行安全, 设备采用了技术先进、应用成熟、稳定可靠的空-水冷却系统。该系统具有冷却功率大、单位热交换效率高、房间密闭、粉尘进入少、运营成本低、维护量低等特点。

2. 风机系统分析。

为分析系统出现冷却效果问题的原因, 在现场首先对风路循环部分进行了实际测量和数据分析。从而验证风机的实际风量、风压等运行指标是否符合要求。利用风压风速测量装置对现场功率柜及变压器柜的柜门入口、应急风道排风口、冷却装置室内排风口位置的风速分别进行了多点测量。通过实测数据对开放式通风冷却和密闭式循环冷却的循环风量情况进行比对分析。风压、风量相当, 高压变频器自身运行温度不同, 与高压变频器吸入的冷却空气温度有关。如果吸入的循环空气温度过高也不能达到预期冷却效果。因此, 考虑冷却系统的热交换能力没有能够达到预期设计要求, 把高压变频器热量有效带走, 而是排回室内的循环风温度偏高所致。

三、高压变频器技术要求

众所周知, 高炉在生产过程中, 产生大量的烟尘, 污染环境, 根据国家法规, 需要除尘处理。除尘风机是除尘系统的关键设备, 一旦除尘风机不能正常工作, 不但耽误生产, 影响产量, 还有可能对现场值班人员人身安全造成威胁, 因此, 和除尘风机配套的高压变频器, 要求具有极高的可靠性。对高压变频器的主要要求如下:

(1) 要求可靠性高; (2) 要求有完善的数字控制功能; (3) 技术指标要求高; (4) 要求适应恶劣的使用环境; (5) 要求标准的数字通信接口; (6) 调速范围大, 效率要高; (7) 要求满足高炉生产工艺调速要求。

经过多方考察, 比较性价比, 决定选用山东新风光电子科技发展有限公司生产的JD-BP38型高压变频器, 通过双方技术人员的合作, 共同制定了6#高炉除尘风机的变频控制方案。

四、现场除尘风机设备简介

1. 电机及风机参数。

(1) 电机参数:型号Y560-3-8

额定功率800kW额定电压10kV额定频率50Hz额定电流59.5A

额定功率因数0.82额定转速745r/min

(2) 风机参数型号:Y4-73额定流量393797m3/h, 额定转速730r/min, 轴功率800kW。

2. 除尘风机工艺要求高炉生产为周期性间断出铁, 高炉在出铁时, 产生大量棕红色烟尘, 此时要求风机变频高速运行;在不出铁时, 只需要很低的转速。

3. JD-BP38-800F高压变频器主要技术性能。

(1) 高—高电压源型变频器, 直接10kV输入, 直接10kV输出, 无须任何输出变压器或滤波器, 适配于普通高压电动机, 对电机、电缆绝缘无损害。 (2) 输入功率因数高, 电流谐波小, 无须功率因数补偿、谐波抑制装置。 (3) 单元电路模块化设计, 维护简单, 互换性好。 (4) 输出阶梯正弦PWM波形。 (5) 高压主回路与控制器之间为光纤连接, 强弱电隔离, 安全可靠。 (6) 完善的故障检测, 精确的故障保护及准确的定位显示和报警。

4. 高压变频器控制除尘风机与原旧高炉除尘风机比较, 主要有以下优点:

(1) 运行稳定, 安全可靠。从变频器顺利投运近八个月以来, 对变频器输入变压器温升、功率单元温升、输出电压、输出电流等各项参数定期巡检, 完全正常。

(2) 电机及机组运行平稳, 各项指标满足工艺要求。在整个运行范围内, 电机始终运行平稳, 温升正常。风机启动时的噪音和启动电流非常小, 无任何异常振动和噪音。在调速范围内, 轴瓦最高温升允许65℃, 实测10℃。

(3) 变频器的三相输出波形完美, 非常接近于标准正弦波。经过现场测试, 变频器的三相输出电压波形、电流波形非常标准, 说明变频器完全可以控制一般的普通电动机运行, 对电机无任何特殊要求。

(4) 减少了维护工作量和维护费用。原旧高炉除尘风机在运行过程中, 经常造成风机和电机的损坏, 维护工作量大, 检修费用高, 采用变频技术调速后, 减少了机械磨损, 保证了风机的正常运行。

(5) 调速范围宽, 调速精度高。采用变频拖动风机可以在0～50Hz范围内任意调速, 调速精度高, 可保持在0.1～0.01Hz范围内工作, 便于实现除尘系统自动化控制。

(6) 变频器具有多项保护功能, 十分完善。与原来旧系统相比较, 变频器具有过流、短路、过压、欠压、缺相、温升保护等多项保护功能, 更精确地保护了电机。

(7) 节能效果显著, 大大降低了电耗。该系统生产周期大约为1h, 出铁时间为20min, 间隔约40min, 系统配置电机额定电流为59.5A, 根据其他生产线的实际运行情况电机运行电流在55A左右。高炉出铁变频高速运行45Hz时, 电流为45A左右, 在20Hz低速运行时, 电流为15A左右。 (一天中风机高速运行时间占40%, 无停机时间)

五、改进措施

为改善风机装置的冷速, 达到冷却装置的设计运行指标, 提高现有系统的热交换功率, 需要对冷却系统的供水压力、循环流量等进行改进。具体措施是:在冷却水泵房母管至高压变频器冷却系统的支管路出口处增加一台增压泵, 提高供水工作压力, 使得空冷装置的入口侧供给压力达到0.25MPa以上, 满足设计要求。经计算, 增压泵的扬程需要大于60m。将泵房至冷却系统母管管径更换为φ133管道。改善现有管路情况下的供水流量, 达到运行需要。

六、安全性、可行性分析

1. 系统安全性评价。风机变频改造后, 设备增加, 故障点增加, 但系统通过安全措施能有效排除。

2. 动力系统评价。虽然增加了变频设备, 但保护没有减少, 分级保护仍然存在, 动力系统变频改造设计初期就充分考虑了安全方面因素。当变频器故障或单台泵跳闸时原有保护功能依然有效联起备用, 保证机组正常运行, 不会对机组运行造成威胁。

通过有效的安全措施, 再结合机组本身特点及凝泵系统特点达到节能效果, 同时对机组的安全运行不构成影响。

七、结束语

通过改造, 冷却系统在高压变频器运行负荷率80%以上情况下的实际环境温度和工作温度得到明显改善。高压变频器变压器柜的最高温度76℃、功率柜的温度28℃, 完全符合高压变频器变压器柜温度小于95℃、功率柜的温度小于40℃的运行环境要求。实践证明, 对冷却系统的运行工况分析准确、改进措施有效。在冷却系统的应用中, 确保各项指标达到或优于运行要求是系统能否达到预期冷却效果的重要因素。

变频节能技术在除尘风机中的应用 篇10

关键词：变频节能；技术；除尘

1 改造方案

1.1 机械部分改造方案

由于采用变频调速后液力偶合器就完全失去了作用，故风机液力偶合器拆除，电机与风机的连接方式采用联接轴使电机与风机直接相连。根据液力偶合器的联接尺寸设计来取代液力偶合器，并且保持各个连接轴的安装尺寸，轴径尺寸以及轴连接中心尺寸等都要和原来的液力偶合器保持相符，在进行安装的过程中，只要拆除原来的液力偶合器，并且将连接轴安装上，通过适当的调整就可以实现相关的安装要求，此外，还不需要调整风机和电机，有利于更好的安装。

1.2 电气部分改造方案

风机电机电源采用原高压电缆，在接线盒处解除进入防爆连接箱，敷设新电缆进入变频器，经刀闸K1到高压变频装置，变频装置输出经刀闸K3送至电动机接线盒。为防止变频器出现故障后影响风机运行，另外设置了手动旁路系统，可以通过刀闸K2切换至工频侧，从而可以直接起动电动机。如果变频装置发生故障，就会立即断开输入侧的高压开关和刀闸K1、K3，从而隔离变频装置，切换刀闸K2到工频侧，合高压开关工频起动电机运行。刀闸K1、K2、K3之间存在着闭锁以及预防误操作功能。

1.3 基本设备参数

除尘风机电机参数：