羅茨風(fēng)機(jī)使用變頻器矢量控制：羅茨風(fēng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造研究

　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機(jī)、水冷羅茨鼓風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨鼓風(fēng)機(jī)，贏得了市場好評和認(rèn)可。此類產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電力、污水處理、環(huán)保、化工、鋼鐵、建材、農(nóng)藥、制藥等行業(yè)。產(chǎn)品和服務(wù)遠(yuǎn)銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。

　　1 羅茨風(fēng)機(jī)自動調(diào)節(jié)功率問題

　　對于羅茨風(fēng)機(jī)系統(tǒng)來說，由于交流電動機(jī)自身沒有功耗調(diào)節(jié)裝置，不能像鍋爐主機(jī)一樣自動調(diào)節(jié)輸入輸出功率，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷下降以后，羅茨風(fēng)機(jī)系統(tǒng)仍不得不以最大轉(zhuǎn)速運行，造成實際耗電大量浪費的現(xiàn)象。如果安裝WG2008系列智能節(jié)電一體柜系統(tǒng)，就能根據(jù)實際負(fù)荷量的大小，動態(tài)地自動或手動調(diào)節(jié)鼓風(fēng)引風(fēng)量和消耗功率，把系統(tǒng)不需要的那部分耗電節(jié)省下來。（一般節(jié)電率可達(dá)30%-70%左右）

　　2 電動機(jī)輕載運行時的低效率問題

　　由于電動機(jī)的負(fù)載特性在負(fù)載發(fā)生變化時是由無數(shù)條負(fù)載特性U/I曲線組成的。因此，單純改變電動機(jī)的電源頻率并不能最大限度達(dá)到節(jié)能的目的。

　　當(dāng)電機(jī)負(fù)荷減小時，電流曲線的最低點會發(fā)生平移，此時如果不能及時找到電流曲線的最低工作點并輸出相應(yīng)的電壓值，仍會有較大一部分電能被白白浪費掉（大致在7%―10%左右）

　　3 節(jié)電原理

　　羅茨風(fēng)機(jī)屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，根據(jù)流體力學(xué)的知識可知：

　　①羅茨風(fēng)機(jī)的流量與水泵的轉(zhuǎn)速成正比；

　　②羅茨鼓風(fēng)機(jī)的揚程與轉(zhuǎn)速的平方成正比；

　　③羅茨風(fēng)機(jī)的軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。

　　也就是說當(dāng)羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降20%時，流量也同比例下降了20%，但揚程卻下降了（h-ho）/h×100%=[h（1-0.64）]/h×100%=36%，軸功率下降了48.8%，這時的軸功率即為節(jié)電率。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降時揚程以轉(zhuǎn)速的平方形式下降，軸功率則以轉(zhuǎn)速的立方形式下降，而流量只是同比例下降（見表1）。

　　羅茨風(fēng)機(jī)的使用率比較高，造型容量都比較大，但在實際使用過程中時大時小甚至及小，而羅茨風(fēng)機(jī)仍舊按照額定的功率運行，故而造成了浪費?，F(xiàn)通過VF2000系列變頻器恒溫自動控制來進(jìn)行節(jié)能改造，在按實際溫度需求量的情況下進(jìn)行節(jié)能，這樣既不影響生產(chǎn)又能達(dá)到更好的節(jié)能效果。

　　從流體力學(xué)的理論角度分析：

　　羅茨風(fēng)機(jī)的流量與轉(zhuǎn)速成一次方關(guān)系：Q11/n1∝Q2/n2

　　羅茨風(fēng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速成三次方關(guān)系：P1/（n1）3∝P2/（n2）3

　　4 采用變頻節(jié)能裝置的優(yōu)點、特點

　　4.1 矢量控制電機(jī)參數(shù)自動調(diào)節(jié)

　　特點：內(nèi)建動態(tài)參數(shù)自動調(diào)節(jié)功能，可自動識別電機(jī)參數(shù)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性。變頻器運轉(zhuǎn)在無感矢量控制演算系統(tǒng)，提供額外的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償電壓，除了補(bǔ)償負(fù)載增加造成的轉(zhuǎn)差，并且增加電機(jī)低速運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。

　　優(yōu)點：實現(xiàn)參數(shù)可以用自動調(diào)諧，低頻轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速精度高。采用先進(jìn)的可編程式端子，并且配合各種產(chǎn)業(yè)機(jī)械常用的預(yù)設(shè)功能，可讓用戶隨心所欲地發(fā)揮本產(chǎn)品的許多附加功值。

　　4.2 諧波小

　　WG2008系列變頻器大功率都內(nèi)置有直流電抗器減小了諧波，也提高了對電源動態(tài)干擾的抵抗力。

　　設(shè)備在全電壓啟動、運行、停止的過程中，由于無法及時有效地調(diào)節(jié)設(shè)備，會使機(jī)械產(chǎn)生嚴(yán)重震動并且噪音增加等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都有極大的破壞性，并會增加進(jìn)線變壓器的負(fù)荷狀況。采用WG2008系列變頻智能控制系統(tǒng)后，可以通過延長升、降速時間來延長起動或停機(jī)的過程，即使在運行過程中，也要通過對工作頻率點的選擇，跳過容易引起設(shè)備共振的工作點，從而使軸承的磨損減輕，設(shè)備的工作壽命延長。

　　5 控制原理

　　由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中設(shè)備的設(shè)計和選用是根據(jù)系統(tǒng)在外部環(huán)境、溫度條件最差，設(shè)備的各支路滿負(fù)荷運行，再加上一定設(shè)計余量來確定的，但實際使用中，絕大多數(shù)時間羅茨風(fēng)機(jī)系統(tǒng)是在非滿負(fù)荷狀態(tài)下運行，這樣系統(tǒng)長時間工作于低效率狀態(tài)，有時甚至出現(xiàn)風(fēng)門關(guān)閉而羅茨風(fēng)機(jī)仍不得不全速運行的現(xiàn)象，造成很大的能源浪費，因此，具有極大的節(jié)能潛力。

　　根據(jù)國際通行的“最低限度滿足使用”的原則，通過直接控制結(jié)果變量，對系統(tǒng)進(jìn)行運行工況實時跟蹤，自動調(diào)節(jié)羅茨風(fēng)機(jī)的運行狀況，使系統(tǒng)始終保持在高效節(jié)能和最佳的運行狀態(tài)。

　　6 綜述

　　采用變頻器恒溫自動控制來進(jìn)行節(jié)能改造，設(shè)立參數(shù)自動調(diào)節(jié)功能，可自動識別電機(jī)參數(shù)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性。變頻器運轉(zhuǎn)在無感矢量控制演算系統(tǒng)，提供額外的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償電壓，除了增加電機(jī)低速運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩之外，并且可以補(bǔ)償負(fù)載增加造成的轉(zhuǎn)差。

　　同時變頻器大功率都內(nèi)置有直流電抗器減小了諧波，也提高了對電源動態(tài)干擾的抵抗力，從而使軸承的磨損也大大減輕，設(shè)備的工作壽命將大大延長。

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羅茨風(fēng)機(jī)使用變頻器矢量控制：羅茨鼓風(fēng)機(jī)節(jié)能改造經(jīng)驗

　　原標(biāo)題：羅茨鼓風(fēng)機(jī)節(jié)能改造經(jīng)驗

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　　一污水處理廠客戶對羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造后，跟我們交流節(jié)能改造技術(shù)經(jīng)驗，下面錦工技術(shù)人員簡要總結(jié)一下，羅茨鼓風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的經(jīng)驗，全是干貨。

　　首先，客戶改變了過去以調(diào)節(jié)出口閥門大小方式來調(diào)節(jié)風(fēng)壓或風(fēng)量的生產(chǎn)方式，勞動強(qiáng)度減輕，調(diào)節(jié)的及時性好，單機(jī)能耗明顯下降。

　　其次，客戶加裝了錦工羅茨風(fēng)機(jī)專用變頻器，變頻器對風(fēng)機(jī)實行節(jié)能改造后具有以下幾點優(yōu)點：

　　1、提高功率因素，減少無功功率損耗 ；

　　2、采用變頻器控制具有自動節(jié)能控制功能，能根據(jù)負(fù)載情況自動調(diào)整電壓和頻率，使電機(jī)運行在最高效率狀態(tài)下；

　　3、變頻器具有先進(jìn)的磁通矢量控制，低頻輸出額定轉(zhuǎn)矩，能對羅茨風(fēng)機(jī)實行強(qiáng)有力的控制 ；

　　4、節(jié)約能源，降低運行成本；

　　5、實現(xiàn)軟啟動、啟動時無大電流沖擊；

　　6、延長螺茨風(fēng)機(jī)的使用壽命。

　　最后，客戶總結(jié)，在污水處理系統(tǒng)中，各種水泵也需要節(jié)能，我們可以根據(jù)工藝的需要，采用變頻器控制，來達(dá)到節(jié)能的目的，同時，在水泵安裝的時候，也要注意以下幾點來達(dá)到節(jié)能的目的。

　　1、選擇合理的安裝位置，減少彎頭，使出水口正對水池。

　　2、縮短管路。

　　3、擴(kuò)大出水管徑。

　　4、在進(jìn)水能保持清潔的情況下，可去掉濾網(wǎng)。

　　5、調(diào)整軸向間隙，防止葉輪口環(huán)和軸向間隙不恰當(dāng)，使用時應(yīng)根據(jù)水泵的出廠說明調(diào)整。

　　6、及時消除管道堵塞物。異物留在進(jìn)水管、葉輪或?qū)Я鳉ち鞯纼?nèi)，都將使出水量減少。

　　7、防止水泵進(jìn)氣。水泵進(jìn)了空氣，出水量會明顯減少，應(yīng)對各密封部位檢查維護(hù)。

　　8、采用聯(lián)軸器直接傳動代替平皮帶，可提高傳動效率。

　　9、有些地方，能不用底閥的盡量不用底閥。

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羅茨風(fēng)機(jī)使用變頻器矢量控制：風(fēng)機(jī)，泵類，恒功率負(fù)載如何選擇變頻器的控制方式

　　風(fēng)機(jī)和系類負(fù)載如何選擇變頻器控制方式

　　這類負(fù)載在過載能力方面要求較低，由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩與速度的平方成反比，所以低速運行時負(fù)載較輕(羅茨風(fēng)機(jī)除外)。又因為這類負(fù)載對轉(zhuǎn)速精度沒有什么要求，故選型時通常以價廉為主要原則，選擇普通功能型變頻器，也可直接選擇專門用于風(fēng)機(jī)、水泵的變頻器(如富士的P型)，以更好地實現(xiàn)節(jié)能。在變頻器不樞分所適用負(fù)載的情況下，可選擇比恒轉(zhuǎn)矩輸出的變頻器較小一擋規(guī)格的通用變頻器。

　　恒功率負(fù)載如何選擇變頻器控制方式

　　車床、刨床等恒功率負(fù)載，從速度精度和動態(tài)要求出發(fā)，盡可能選擇特性較好的矢量變頻技術(shù)控制方式。這是因為矢量控制除用于一般調(diào)速外，更適用于寬范圍的調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)。在通常情況下，應(yīng)進(jìn)行速度或轉(zhuǎn)矩閉環(huán)。

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