變頻器在工業(yè)鍋爐中應(yīng)用

1、變頻器在工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用引言在工業(yè)鍋爐中由于鍋爐系統(tǒng)中包含鼓風機，引風機，給水泵，等大功率電動機。由于鍋爐本身特性和選型的因素，這些風機大部分時間里是不會滿負荷輸出的，原有方式采用閥門和擋板控制流量，能耗浪費非常嚴重。據(jù)統(tǒng)計風機、泵類電動機用電量占全國用電量的31%，占工業(yè)用電的50%。而風機和泵類負載的耗電功率又基本與轉(zhuǎn)速的三次方成正比.因此當用戶需要的流量較小時可以應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)降低風機或泵的轉(zhuǎn)速達到節(jié)能的目的，節(jié)電率可達20%-60%。工業(yè)鍋爐的燃燒自控制由給煤量、送風量和爐膛負壓三個部分組成.在正常情況下當鍋爐主蒸汽壓力偏離給定值時鍋爐微控系統(tǒng)主機按照規(guī)定的控制算法調(diào)節(jié)給煤機轉(zhuǎn)速。改

2、變給煤量時系統(tǒng)主機發(fā)出控制信號給鼓風機變頻器模擬量輸入通道改變電動機轉(zhuǎn)速先按風/煤比的規(guī)律粗調(diào)送風量微控系統(tǒng)主機再按送風量的大小發(fā)出控制信號給引風機變頻器模擬量輸入通道改變電機轉(zhuǎn)速粗調(diào)引風風量然后分別以煙氣中的含氧量為指標細調(diào)鼓風機轉(zhuǎn)速給定爐膛負壓為指標細調(diào)引風機轉(zhuǎn)速以滿足靜態(tài)控制精度的要求。 變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調(diào)的交流電源?，F(xiàn)在使用的變頻器主要采用交直交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機，變頻器的控制包括主回路控制和控制回路

3、控制兩部分.主回路的控制由三極空氣開關(guān)SA、接觸器KM來完成?？刂苹芈返目刂瓶煞譃槿齻€部分，即啟動控制電路負荷反饋控制電路和報警、復(fù)位控制電路;啟動控制電路由萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、磁力線圈及按紐等組成.負荷反饋電路由信號調(diào)理器構(gòu)成。變頻器輸出的反映負荷變化的負荷反饋信號通過信號調(diào)理.輸出為通用儀表和計算機所能接受的電流信號010mA或420mA.報警、復(fù)位控制電路主要完成變頻器出現(xiàn)故障時發(fā)出信號和系統(tǒng)強制停機等功能。此外變頻器還可以通過人工手動控制改變速度設(shè)定的模擬量信號輸入值來改變變頻器輸出交流電壓頻率、進一步改變異步電動機的轉(zhuǎn)速以達到控制生產(chǎn)過程的目的。變頻器也能與DDZ型儀表和DDZ型儀表構(gòu)成閉

4、環(huán)控制系統(tǒng)與微機控制共同完成生產(chǎn)過程最完善的自動化控制經(jīng)濟運行和節(jié)能效果十分顯著。15第一章 鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計1.1鍋爐的基本構(gòu)造 在各種工業(yè)企業(yè)的動力設(shè)備中，鍋爐是重要的組成部分,所以鍋爐的性能至關(guān)重要。要設(shè)計一套完整的、性能良好的工業(yè)燃燒鍋爐，首先就必須了解一般燃燒鍋爐的基本構(gòu)造和燃燒過程。 鍋爐是一種產(chǎn)生蒸汽或熱水的熱交換設(shè)備。它通過燃料的燃燒釋放大量熱能，并通過熱傳遞把能量傳遞給水，把水變成蒸汽或熱水，蒸汽或熱水直接供給工業(yè)和生活中所需要的熱能。所以鍋爐的中心任務(wù)是把燃料中的化學能有效的轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能。下圖為簡單鍋爐的大體組成部分。 鍋爐簡圖鍋爐的主要

5、設(shè)備包括氣鍋、爐子、爐膛、鍋筒、水冷壁、過熱器、省煤器、燃燒設(shè)備、引風設(shè)備、送風設(shè)備、給水設(shè)備、空氣預(yù)熱器、水處理設(shè)備、燃料供給設(shè)備以及除灰除塵設(shè)備等。 1) 氣鍋：由上下鍋筒和三簇沸水管組成。水在管內(nèi)受管外煙氣加熱，因而管簇內(nèi)發(fā)生自然的循環(huán)流動，并逐漸氣化，產(chǎn)生的飽和蒸汽積聚在上鍋筒里面。 2) 爐子：是使燃燒從充分燃燒并釋放出熱量的設(shè)備。 3) 爐膛：保證燃料的充分燃燒，并使水流受熱面積達到規(guī)定的數(shù)值。 4) 鍋筒：使自然循環(huán)鍋爐各受熱面能適應(yīng)負荷變化的設(shè)備。5) 水冷壁：主要是輻射受熱面，保護爐壁的作用。 6) 過熱器：是將氣鍋所產(chǎn)生的飽

6、和蒸汽繼續(xù)加熱為過熱蒸汽的換熱器。過熱器一般都裝在爐膛出口。7) 省煤器：是利用余熱加熱鍋爐給水，以降低排出煙氣溫度的換熱器。采用省煤器后，降低了排煙溫度，提高了鍋爐效率，節(jié)省了燃料。同時，由于提高了進入氣包的給水溫度，減少了因溫差而引起的汽包壁的熱適應(yīng)力，從而延長了汽包的使用壽命。8) 燃燒設(shè)備：將燃料和燃燒所需的空氣送入爐膛并使燃料著火穩(wěn)定，充分燃燒。 引風設(shè)備：包括引風機、煙道和煙囪等幾部分。用它將鍋爐中的煙氣連續(xù)排出。 送風設(shè)備：包括有鼓風機和分道組成。用它來供應(yīng)燃料所需的空氣。 給水設(shè)備：由水泵和給水管組成。 9) 空氣預(yù)熱器：是繼續(xù)利用離開省

7、煤器后的煙氣余熱，加熱燃料燃燒所需要的空氣，是一個換熱器。省煤器出口煙溫度高，裝上空氣預(yù)熱器后，可以進一步降低排煙溫度，也可改善燃料著火和燃燒條件，降低不完全燃燒所造成的損失，提高鍋爐機組的效率。 10) 水處理設(shè)備：其作用是為清除水中的雜質(zhì)和降低給水硬度，以防止在鍋爐受熱面上結(jié)水垢或腐蝕。 11) 燃料供給設(shè)備：由運煤設(shè)備、原煤倉和儲煤斗等設(shè)備組成，保證鍋爐所需燃料供應(yīng)。1.2鍋爐總控制系統(tǒng)原理鍋爐是一種生產(chǎn)蒸汽的換熱設(shè)備。它通過煤、油或燃氣等燃料的燃燒釋放出化學能，并通過傳熱過程將能量傳遞給水，使水轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，蒸汽直接供給工業(yè)生產(chǎn)中所需的熱能，或通過蒸汽動力機轉(zhuǎn)變?yōu)闄C能

8、，或通過汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。所以鍋爐的中心任務(wù)是把燃料中的化學能最有效地轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮堋Ｒ虼?，近代鍋爐亦稱為蒸汽發(fā)生器。鍋爐的工作過程概括起來應(yīng)該包括三個同時進行的過程：燃料的燃燒過程 、水的汽化過程、煙氣向水的傳熱過程。上位計算機變頻器S7-300PLC繼電器鏈條電機引風電機構(gòu)鼓風葉輪減速機鼓風電機給水執(zhí)行機構(gòu)減速機減速機爐排走速汽包水位引風葉輪總控制原理框圖1.3水位控制系統(tǒng)給水泵將經(jīng)過除氧的水經(jīng)過省煤器打入鍋爐汽包，省煤器可以利用鍋爐燃燒排出的煙氣使鍋爐的給水預(yù)先加熱，以節(jié)省一定的能量，水在鍋筒中加熱變成蒸汽輸出，鍋簡中的水位需要保持恒定。在給水泵后加有電動執(zhí)行器，用于控制給水閥門，

9、通過調(diào)節(jié)給水閥門調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)給水量的大小，從而調(diào)節(jié)鍋爐水位，以此來控制鍋爐的水位。在正常運行時，給水調(diào)節(jié)閥由蒸汽流量、汽包水位和給水流量的三沖量控制，汽包水位信號經(jīng)汽包壓力補償后作為主調(diào)的輸入，蒸汽流量信號經(jīng)溫度、壓力修正后與給水流量信號一起作為副調(diào)節(jié)的反饋輸入。啟動時只有汽包水位的單沖量控制。汽包水位過高，會影響汽包內(nèi)汽水分離，飽和水蒸汽帶水過多，使過熱蒸汽溫度降低；水位過低，負荷增大時，水的汽化速度加快，汽包內(nèi)水量迅速減少，如不及時調(diào)整，會使汽包內(nèi)的水全部汽化，危及鍋爐安全。當負荷非常不穩(wěn)定時，給水流量的擾動，使汽包水位有較大延遲，蒸汽流量變化，會出現(xiàn)虛假水位，使得三沖量難以運行，因此先以

10、單沖量投入運行，使工況穩(wěn)定后再投入三沖量，也求單沖量和三沖量兩種控制方式能方便地進行無擾切換。給水控制原理框圖鍋爐汽包水位自動控制的目標就是使給水量跟蹤鍋爐的蒸發(fā)量并維持汽包水位在工藝允許的范圍內(nèi)。汽包水位是鍋爐運行的主要指標，是一個非常重要的被控變量，維持汽包水位在一定的范圍內(nèi)保證鍋爐安全運行的首要條件。這是因為：水位過低，則由于汽包內(nèi)水量較少，而負荷卻很大，水的汽化速度又很快，因而汽包內(nèi)的水量變化速度很快，如果不及時控制，就會使汽包內(nèi)的水全部汽化，導致鍋爐燒壞和爆炸。水位過高會影響汽包的汽水分離，產(chǎn)生蒸汽帶液的現(xiàn)象，會使過熱器管壁結(jié)垢導致破壞，同時過熱蒸汽溫度急劇下降，該蒸汽作為汽輪機的動

11、力，還會損壞汽輪機葉片，影響運行的安全和經(jīng)濟性。汽包水位過高或過低的后果極為嚴重，所以必須嚴格加以控制。本系統(tǒng)控制的汽包水位要求在20 ±10 cm之間。1.4 過熱蒸汽汽溫控制鍋爐正常運行時不僅要求主汽壓力穩(wěn)定，而且要求主汽溫度穩(wěn)定。主汽溫度是反映機組運行情況的一個重要參數(shù)。如果主汽溫度偏高，過熱器及汽機將在更加惡劣的環(huán)境下運行，材料的使用壽命將會縮短。相反，如果主汽溫度偏低，則汽機達不到預(yù)定的運行效率。因此，機組正常運行時要求主汽溫度穩(wěn)定。主汽溫度測量值作為主調(diào)的反饋輸入值，與主汽溫度設(shè)定值進行PID 運算后送入副調(diào)，在副調(diào)中與減溫器出口汽溫進行控制運 算，其結(jié)果經(jīng)限幅后由手操器

12、輸出至執(zhí)行機構(gòu)，調(diào)節(jié)噴水減溫的控制閥。由于主汽流量變化時，噴水量應(yīng)相應(yīng)地發(fā)生變化，故在主汽溫度控制方案中把主汽流量信號以前饋形式引入控制系統(tǒng)中。蒸汽溫度控制系統(tǒng)框圖1.5 燃燒控制系統(tǒng)鍋爐燃燒系統(tǒng)是一個復(fù)雜的多變量耦合系統(tǒng)。輸入量有：給煤量、鼓風量和引風量；輸出量有：蒸汽壓力、煙氣含氧量(燃燒的經(jīng)濟性)、爐膛負壓。燃料是熱量的唯一來源，給煤量的變化直接影響鍋爐提供的蒸汽量，也影響汽包壓力的變化，是燃燒系統(tǒng)的主控量。鼓風量的變化產(chǎn)生不同的風煤比和相應(yīng)的燃燒狀況，表現(xiàn)出不同的爐膛溫度，并決定爐膛損失的大小，直接決定著鍋爐能否經(jīng)濟運行。在送風量改變的同時也改變引風量，使爐膛負壓保持穩(wěn)定，保證鍋爐安全

13、運行。這三個控制子回路組成了一個不可分割的整體，統(tǒng)稱為鍋爐燃燒控制系統(tǒng)，共同保證鍋爐運行的機動性、經(jīng)濟性和安全性。爐膛負壓PID1PID1高負荷運行PLC模塊蒸汽壓力PID2PID1低負荷運行鼓風電機鼓風變頻引風變頻引風電機爐排變頻爐排電機燃燒控制系統(tǒng)框圖變頻器在工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用第二章 三相異步電動機調(diào)速原理2.1三相異步電機調(diào)速原理三相異步電動機主要由定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸組成，當在定子繞組上加上三相交流電壓時，將會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場的速度由加在定子繞組上的三相交流電壓的頻率所決定。位于該磁場中的轉(zhuǎn)子繞組，將切割旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在轉(zhuǎn)子繞組中將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，

14、感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場的磁通互相作用而產(chǎn)生電磁力，即轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)軸將沿著與旋轉(zhuǎn)磁場相同的方向旋轉(zhuǎn)。任意改變?nèi)喽ㄗ永@組的兩個電壓相位，即可使磁場旋轉(zhuǎn)的方向發(fā)生改變，電動機的轉(zhuǎn)向也將隨之變化，即可逆控制。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速，同步轉(zhuǎn)速是根據(jù)電動機的極數(shù)和電源頻率來決定的。由于需要有轉(zhuǎn)矩輸出，電動機的實際轉(zhuǎn)速總是落后于同步轉(zhuǎn)速，它們之間的差值稱為轉(zhuǎn)差率。根據(jù)異步電機轉(zhuǎn)速公式：n=60f(s-1)/pn:-轉(zhuǎn)速 f:-頻率s:-轉(zhuǎn)差率p:-極對數(shù)2.2三相異步電機調(diào)速方式由上式可知交流電機調(diào)速方法主要有三大類：其一是在電機中旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n0恒定時，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率，稱為變轉(zhuǎn)差率調(diào)速；其二是調(diào)節(jié)供

15、電電源頻率f1，稱為變頻調(diào)速;三是改變電機定子繞組的極對數(shù)，稱為變極調(diào)速。(1)變極調(diào)速：變極調(diào)速一般是通過改變定子繞組的接線方式來改變電動機的定子繞組極對數(shù)，從而達到調(diào)速的目的。它既不是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，也不是恒功率調(diào)速方式?？梢酝ㄟ^改變電機的極對數(shù)和電源頻率來達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的交流電機調(diào)速方法主要有三大類：其一是在電機中旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n0恒定時，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率，稱為變轉(zhuǎn)差率調(diào)速；其二是調(diào)節(jié)供電電源頻率f1，稱為變頻調(diào)速；三是改變電機定子繞組的極對數(shù)，稱為變極調(diào)速。優(yōu)點：a) 具有較硬的機械特性，穩(wěn)定性良好。b) 無轉(zhuǎn)差損耗，效率高。c) 接線簡單、控制方便，易維修、價格低。缺點：有級調(diào)速

16、，級差較大，不能獲得平滑調(diào)速，且由于受到電動機結(jié)構(gòu)和制造工藝的限本方法適用于不需要無級調(diào)速的生產(chǎn)機械，如金屬切削機床、升降機、起重設(shè)備、風機、水泵等。通常只能實現(xiàn)3種極對數(shù)的有級調(diào)速，調(diào)速范圍相當有限。(2)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速：變轉(zhuǎn)差率調(diào)速實現(xiàn)方法眾多，例如調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、串極調(diào)速和滑差離合器調(diào)速等方法。交流電動機的輸出功率PZ的表達式為：.其中電磁轉(zhuǎn)矩，電機旋轉(zhuǎn)磁場的速度，s旋轉(zhuǎn)磁場的同步速度，s 轉(zhuǎn)差率。式中sPM稱為交流電動機的轉(zhuǎn)差功率，這一部分功率主要消耗在轉(zhuǎn)子阻抗上。因此，當增大時，電動機的損耗也將會增大。由此可以看出，調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)差率調(diào)速是一種耗能的調(diào)速方法，是低效率的調(diào)速方式。

17、(3)變頻調(diào)速：變頻調(diào)速是通過改變電動機定子電源的頻率，來實現(xiàn)調(diào)速的方法，即調(diào)節(jié)s來調(diào)速。轉(zhuǎn)矩恒定時，基本不變，交流電動機的輸出功率Pz=M=Ms(1-s)與輸入電磁功率成比例變化，損耗基本沒有增加，是一種高效的調(diào)方法。優(yōu)點：(1)變頻調(diào)速設(shè)備（簡稱變頻器）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，容量有限。但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器向著簡單可靠、性能優(yōu)異、價格便宜、操作方便等趨勢發(fā)展。 （2）變頻器具有機械特性較硬，靜差率小，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好，調(diào)速范圍廣（可達10：1），平滑性高等特點；可實現(xiàn)無級調(diào)速,這是與變極調(diào)速的最大區(qū)別. （3）變頻調(diào)速時，轉(zhuǎn)差率s較小，則轉(zhuǎn)差功率損耗較小，效率較高。

18、 （4）可以證明：變頻調(diào)速時，基頻下的調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；基頻調(diào)速以上時，近似為恒功率調(diào)速方式。 (5）變頻調(diào)速器已廣泛用于生產(chǎn)機械等很多領(lǐng)域內(nèi)。 缺點：技術(shù)復(fù)雜，造價高，維護檢修困難。從上述比較可以看出，與變極調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速相比，變頻調(diào)速可在寬廣的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速，并可獲得很好的起動和運行特性，是一種效率比較高的調(diào)速方法。變頻器在工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用2.3變頻器與電機連接.變頻器與電機連接圖在主回路連接中，R、S、T為電源接線端子，U、V、W為電機接線端子。P1 ，P（）外接DC電抗器以提高功率因數(shù)。P(+)、DB外接制動電阻。GK為工頻、變頻切換開關(guān)?？紤]

19、到接觸器KM極易受到雷害或系統(tǒng)短路造成系統(tǒng)“晃電”而跳閘，KM選擇為機械鎖扣接觸器，QS為隔離開關(guān)，QF為空氣開關(guān)。第三章 變頻器定義及應(yīng)用3.1變頻器的定義變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。把工頻交流電（或直流電）變換為電壓和頻率可變的交流電的電氣設(shè)備稱為變頻器。變頻器的主要用途是用于交流電動機的調(diào)速控制.變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實

20、際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。3.2變頻器的分類按變換環(huán)節(jié)分類(1）交-直-交變頻器，則是先把工頻交流通過整流器變成直流，然后再把直流變換成頻率電壓可調(diào)的交流，又稱間接式變頻器，是廣泛應(yīng)用的通用型變頻器.(2）交-交變頻器，即將工頻交流直接變換成頻率電壓可調(diào)的交流，又稱直接式變頻器按直流電源性質(zhì)分類(1）電壓型變頻器電壓型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件采用大電容，負載的無功功率將由它來緩沖，直流電壓比較平穩(wěn)，直流電源內(nèi)阻較小，相當于電壓源，故稱

21、電壓型變頻器，常選用于負載的電壓變化較大的場合。(2)電流型變頻器電流型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作為儲能環(huán)節(jié)，緩沖無功功率，即扼制電流的變化，使電壓接近正弦波，由于該直流內(nèi)阻較大，故稱電流源型變頻器（電流型）。電流型變頻器的特點（優(yōu)點）是能扼制負載電流頻繁而急劇的變化。常選用于負載電流變化較大的場合。按主電路工作方法分類電壓型變頻器、電流型變頻器按照工作原理分類可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等按照開關(guān)方式分類可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器按照用途分類可以分為通用變頻器高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器

22、等。此外，變頻器還可以按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分類，按控制方式分類，按主開關(guān)元器件分類，按輸入電壓高低分類。按工作原理分：、U/f控制變頻器（VVVF控制）、SF控制變頻器（轉(zhuǎn)差頻率控制）、VC控制變頻器（Vectory Control矢量控制)3.3風機變頻調(diào)速節(jié)能效果的計算方法 風機的風門開度（葉片角度）與風量之間的關(guān)系是非線性的，不同類型的風機的風門開度（葉片角度）與風量之間的關(guān)系也是不一樣的心式風機在不同風門開度時的特性曲線之間的間隔是不均勻的，也就是說其線性度很差；而軸流式風機在不同葉片角度時的特性曲線之間的間隔是比較均勻的，也就是說其線性度較好；不同類型的風機在相同的風門開度（葉片角度）

23、（）時的風量（）也是不一樣的。風門開度（°）風門開度（）風量（）風壓（）節(jié)電率（）10° 11.1 25.0 10.0 90 15° 16.7 35.0 15.0 80 20° 22.2 45.0 22.0 70 25° 27.7 55.0 32.0 60 30° 33.3 61.7 42.0 50 35° 38.9 68.3 50.0 40 40° 44.4 76.7 60.0 30 45° 50.0 81.7 68.0 20 50° 55.6 83.3 75.0 16 55° 61

24、.1 85.5 80.0 13 60° 66.7 88.3 84.0 10 65° 72.2 90.8 87.3 7 70° 77.8 93.1 90.4 5 75° 83.3 95.1 93.3 3 80° 88.9 96.7 95.8 2 85° 94.4 98.8 98.0 0 90° 100.0 100.0 100.04離心式風機風門開度與風量、風壓和節(jié)電率的關(guān)系由上表可知離心式風機的風門開度風量曲線的線性度最差：小風門時，隨著風門的開大，風量增大很快；當風門開度大到50以上時，風量增大的速度明顯放慢，當風門開度大到

25、75以上時，風量增大已不太明顯了。根據(jù)生產(chǎn)中統(tǒng)計在全天的生產(chǎn)中處于低負荷的時間大約1216小時占生產(chǎn)的60%左右，在低負荷時風門開度基本在30%左右，節(jié)電率大約50%左右。鼓風、引風電機總功率為150KW，每年節(jié)電量：150*50%*24*360=648000度.每年節(jié)約電費：648000*1.05=680400元。第四章 變頻器的原理和維護4.1變頻器系統(tǒng)構(gòu)成變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。變頻器整體結(jié)構(gòu)主要由主回路、驅(qū)動電路、開關(guān)電源電路、保護檢測電路、通訊接口電路、控制電路等組成。在這些電路中，中央微處理器、數(shù)字處理器、等集成電路涉及到程序問題

26、。這個資料每個廠商都是絕對保密的。各廠家、各品牌其內(nèi)容各不相同。一旦這方面出故障，只有廠方和委托代理方能夠解決。除此之外，變頻器的故障，原則上都能解決。主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路和檢測電路組成。變頻器原理圖4.2變頻器電路結(jié)構(gòu)1、整流電路  整流電路實際上就是一塊整流模塊。它的作用是把三相（或單相）50Hz、380V（220V）的交流電源，通過整流模塊的橋式整流成脈動直流電。2、限流電路 限流電路是限流電阻和繼電器觸點（或可控硅）相并聯(lián)的電路。變頻器開機瞬間會有一個很大的充電電流，為了保護整流模塊，充電電路中串聯(lián)限流電阻以限制充電電流值。隨著充電時間

27、的延長，它的充電電流逐漸減少。減少到一定數(shù)值時，繼電器動作觸點閉和，短接了限流電阻。變頻器正常運行時，主回路的電流流經(jīng)繼電器觸點。3、濾波電路 濾波電路是將整流電路輸出的脈動直流電壓，變成波動很小的直流電壓。通常變頻器為電壓型，由濾波電解電容對整流電路的輸出進行平滑。對于380V電源供電的變頻器，是兩個電解電容串聯(lián)后再并聯(lián)。勻壓電阻是為了使直流電壓平分后加到每個電容上。4、制動電路 制動電路工作時，可以使變頻器在減速過程中，增加電動機的制動轉(zhuǎn)矩。同時吸收制動過程中產(chǎn)生的泵升電壓，使主回路的直流電壓不至于過高。5、逆變電路 逆變電路的基本作用是在驅(qū)動信號的控制下，將直流電源轉(zhuǎn)換成頻率和電壓可以任

28、意調(diào)節(jié)的交流電源。即變頻器的輸出電源。它有六個開關(guān)器件（如GTR、IGBT），組成三相橋式逆變電路。這些開關(guān)器件都是作成模塊形式，通常有同一橋臂，上下兩個開關(guān)器件組成一個模塊，有六個開關(guān)器件組成一個模塊。4.3變頻器元件作用1、電容C1：是吸收電容,整流電路輸出是脈動的直流電壓，必須加以濾波，變壓器是一種常見的電氣設(shè)備， 可用來把某種數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓，也可以改變交流電的數(shù)值及變換阻抗或改變相位。2、熱敏電阻：過熱保護安裝在UVW的其中二相,用于檢測輸出電流值。選用時額定電流約為電機額定電流的2倍左右。3、充電電阻：作用是防止開機上電瞬間電容對地短路，燒壞儲能電容開

29、機前電容二端的電壓為 0V；所以在上電（開機）的瞬間電容對地為短路狀態(tài)。如果不加充電電阻在整流橋與電解電容之間，則相當于380V電源直接對地短路，瞬間整流橋通過無窮大的電流導致整流橋炸掉。一般而言變頻器的功率越大，充電電阻越小。充電電阻的選擇范圍一般為：10-300。4、儲能電容：又叫電解電容，在充電電路中主要作用為儲能和濾波。PN端的電壓電壓工作范圍一般在 430VDC700VDC 之間，而一般的高壓電容都在 400VDC左右，為了滿足耐壓需要就必須是二個400VDC的電容串起來作800VDC。容量選擇60uf/A5、均壓電阻：防止由于儲能電容電壓的不均燒壞儲能電容；因為二個電解電容不可能做

30、成完全一致，這樣每個電容上所承受的電壓就可能不同，承受電壓高的發(fā)熱嚴重（電容里面有等效串聯(lián)電阻）或超過耐壓值而損壞 。6、C2電容;吸收電容,主要作用為吸收IGBT的過流與過壓能量。7、VT1-VT6逆變管（IGBT絕緣柵雙極型功率管）：構(gòu)成逆變電路的主要器件，也是變頻器的核心元件。把直流電逆變頻率，幅值都可調(diào)的交流電。VT1-VT6是續(xù)流二極：作用是把在電動機在制動過程中將再生電流返回直流電提供通道并為逆變管VT1-VT6在交替導通和截止的換相過程中，提供通道。8、控制部分:電源板、驅(qū)動板、控制板（CPU板）電源板：開關(guān)電源電路向操作面板、主控板、驅(qū)動電路、檢測電路及風扇等提供低壓電源， 開

31、關(guān)電源提供的低壓電源有：±5V、±15V 、±24V向CPU其附屬電路、控制電路、顯示面板等提供電源。9、驅(qū)動板：主要是將CPU生成的PWM脈沖經(jīng)驅(qū)動電路產(chǎn)生符合要求的驅(qū)動信號激勵I(lǐng)GBT輸出電壓。10、控制板（CPU板）：也叫CPU板相當人的大腦，處理各種信號以及控制程序等部分4.4變頻器電路故障及維護1、整流電路（整流模塊）的故障：整流模塊中的整流二極管一個或多個損壞而開路，導致主回路PN電壓值下降或無電壓值。整流模塊中的整流二極管一個或多個損壞而短路，導致變頻器輸入電源短路，供電電源跳閘，變頻器無法接上電源。2、限流電路故障：繼電器觸點氧化，接觸不良。導致變頻器工作時，主回路電流，部分或全部流經(jīng)限流電阻，限流電阻被燒毀。繼電器觸點燒毀，不能恢復(fù)常開狀態(tài)。導致