变频器在水泵、风机控制节能的应用

变频器在水泵、风机控制节能的应用

赵红军

河南中烟黄金叶生产制造中心，河南 郑州 450000

摘要：随着频率控制技术的不断发展和进步，变频器已成为各企业必不可少的电气自动化设备之一。变频器以其独特的优势广泛应用于工矿企业。然而，尽管中国幅员辽阔，资源丰富，但其人均资源份额却极为有限。因此，从节约资源，降低成本的角度出发，有必要在风扇设备中增加变频器，以有效减少不必要的电力资源浪费，同时提高人员操作的准确性，从而提高企业效率。

关键词：变频器节能技术；风扇；应用程序

1.前言

阐述了变频调速是控制风机，水泵的最佳方法，其节能是通过风机，水泵的负荷节能实现的。详细分析了如何提高自动化程度并减少人为因素的影响。通过实例计算证明了该理论的正确性。尽管早期的主要投资很大，但从长远来看还是值得的。

1.负载风扇和水泵的节能原理传统风扇和水泵的流量是基于最大需求的。设计和调整模式由挡板，挡板，回流，启停电动机等组成，如果不考虑节能的概念就无法形成闭环控制。然而，在实际使用中，流量随各种因素而变化，通常远小于最大流量，因此通常应减少流量，仅调节风门和阀门的开度即可。阀门控制方法的实质是通过改变管网的阻力来改变流量。在这种控制方法中，当所需流量减小时，压力增加，这限制了轴功率的减小。此时，风扇和水泵的功率太大，会导致压力增加和巨大的能量损失。根据流体力学原理：流量与速度的第一幂成正比，压力与速度的平方成正比，功率与速度的三次幂成正比。当泵效率固定时，当流量下降时，速度按比例下降，在立方系统中，中间轴的输出功率P下降。风扇和泵的变频和节能控制可通过改变风扇速度来调节流量来保持阀门和挡板的开度不变，这实质上是通过减小水动力来节省功率。这种控制方法可以从根本上消除风机和水泵的功率浪费。由于选型或负荷变化过程中出现“拉力大”现象，可以消除风门的关闭阻力，使风机和水泵始终处于最佳工作状态。

2.变频器技术概述

2.1变频器的概念

逆变器是微电子和电力电子技术的应用。变频器通过更改电源频率来调整电源控制设备的速度。由于功率半导体器件具有开关功能，因此变频器可以将工频电源转换为另一个频率。变频器的主电路可分为电流型和电压型。电流型为变频器，对电流源进行交流/直流转换，直流电路的滤波器为电感。电压型为变频器，对电压源进行交流/直流转换，直流电路的滤波器为电容型。 PAM根据某些规则更改脉冲序列的脉冲幅度，并使用此调制方法调整输出值和波形。 PWM是根据某些规则更改脉冲串的脉冲宽度，并使用此调制模式来调整输出和波形。

2.2变频器的基本结构

变频器是一种电力电子设备。变频器的节能技术可以将频率和电压固定的交流电转换为频率和电压可调的交流电。实际的转换器电路非常复杂。其内部结构主要由以下几部分组成：①主电路单元：该单元具有两个主要的功率转换单元，即逆变器和整流器。通过电网电压输入端，连接到变流器，再经整流器电压转换成直流电压，再通过逆变器转换电压和频率调节交流电压，最后通过交流电动机的输出端输入。目前，第一个交流转换器被广泛使用。 ②传动控制单元：该单元可以产生一个信号驱动的逆变器开关管，并由中央处理单元进行控制； ③中央处理单元：该单元可以处理内部设置的各种外部控制信号，检测信号和参数信号转换器。中央处理器是变频器的控制核心，可以控制变频器。 ④保护报警装置：该装置可以检测变频器的温度，电流和电压，当设备出现故障或异常时，保护报警装置可以关闭或改变变频器的驱动信号，并且停止变频器以保护变频器； ⑤监视和参数设置单元：该单元由操作面板组成，用于监视变频器的工作状态和变频器的参数设置。

2.3变频器的工作原理和控制方式

由于变频器种类繁多，其工作原理非常复杂。根据变频器的工作原理，主要分为以下几种控制方法：

2.3.1矢量控制模式

这是一种高性能的控制模式。在调速特性方面，其交流调速系统可与直流电动机相比。在交流电动机中，矢量控制是一种理想的速度调节方法。控制方法的基本思想是将异步电动机的定子电流分为转矩电流分量和励磁电流分量，并对其进行控制。因为矢量控制可以同时控制定子电流的相位和幅度，所以将其称为矢量控制。

2.3.2直接转矩控制方式

通过改进矢量控制系统获得了该控制方法，其应用前景十分广阔。该控制方式与矢量控制方式的最大区别在于直接使用该方法无需旋转坐标变换即可测量定子的磁通，因此可以大大减少控制计算量，并且不受转子磁通参数的影响。在控制定子磁通时。

3.电机频率控制原理

众所周知，三相交流异步电动机的同步速度与工频之间的关系，电动机双极n = 60 f / P，n是电动机的同步速度，f是工频，P是电动机磁极因此，例如，电动机的同步速度与功率频率成比例（或线性）。当电源频率f变化时，可以改变电动机的同步速度。一般而言，电动机的实际速度大约等于同步速度。我们可以认为实际速度也遵循上述公式。电机和泵通过硬联轴器连接，并以相同的速度旋转。因此，可以通过更改通过变频器的电源频率来调节泵的速度。

4.风机节能效果计算

4.1风机调速节能效果的计算较为简单。由于风扇系统一般没有背压，因此可以根据比例定律直接获得风扇调速中消耗的电能。请注意，运行期间的功率消耗风扇功率频率应为实际的功率消耗风扇，当使用阻尼器来调节而不是评估功率时，转速也应调节到中心频率（速度），而不用最低速度（频率）。

4.2准确的风量数据可根据风门开度数据计算得出，以准确计算节电率。最准确的是计算各种工况下的风量，气压和电动机电流数据。第二种是根据风扇特性曲线，门开度和电流数据来计算节电率。门的开度决定节电率，电机的电流决定节电率，门的开度精度决定门的开度精度，然后是风量计算龙。它对计算结果的影响可以用“损失百万分之一，相差一千英里”来描述。因此，风量的计算必须谨慎。

4.3电站锅炉为75t / h循环流化床锅炉。其供应风扇（主风扇）是离心风扇。设计余量很大。满载时，进水阀开度仅为70％（出水阀全开），每天运行时间为8h。当80％的负荷为80％时，空气阀的开度为55％，每日运行时间为10h；当负载为60％时，空气阀的开度为45％（当小于44％时，气压警报），每日运行时间为6h。尝试计算变频调速和节能改造的节能效果

结语

风扇和水泵，作为工业和生活中的通用机械，具有应用范围广，应用范围广的特点，配套电动机的数量也很大。据统计，风机和水泵的能耗占全国总发电量的20％以上。由于容量和工艺的原因，大多数风机和水泵的负载都有不同程度的电能浪费，这在当今的节能减排中倡导，减少浪费，节能研究迫在眉睫，频率控制是最好的方法。

要做好特种设备的日常检查和维护，确保项目正常有序地进行。做好特种设备的安全检查和维护，制定完善的规章制度，严格按照国家标准进行科学检查，及时处理问题，确保人身和财产安全。此外，专业人员应在确保特殊设备的安全运行中发挥重要作用。

参考文献

[1]吴昌斌.变频器控制在水泵中的应用与节能分析[J].包装与食品机械,2014(3):60-62.

[2]李松涛.变频器在水泵控制中的应用及节能浅谈[J].城市建设理论研究,2016(6):437.

[3]马洪秋.变频器控制在水泵中的应用与节能分析[J].现代矿业,2017(5):263,266.

[5]管文龙.变频器控制在水泵中的应用与节能分析[J].建筑工程技术与设计,2017(20):4004.

[6]蔡祝奇.变频器控制在水泵中的应用与节能分析[J].河南科技,2015(15):61-62.