鼓风机系统中变频调速装置的应用

摘要 在电气拖动设备的运行过程中，会遇到下面的问题，即拖动设备的负荷变化较大，而动力源电机的转速却不变，也就是说输出功率的变化不能随负荷的变化而变化。在生产过程中采用变频调速实现电动机的变速运行，不但可以满足生产的需要，而且还能降低电能消耗，延长设备的使用寿命。现在谈谈鼓风机系统采用变频调，并应用PLC构成风压闭环自动控系统，实现电机负荷的变化变速运行自动调节风量，即满足了生产需要，又达到了节能降耗的目的。

关键词 变频调速 节能 鼓风系统

一、鼓风机改造与节能降耗

通过对鼓风机恒速运动实际情况的记录分析，鼓风机系统运行规律如下：最大负荷时的风量为1600m3/h，电机的电流为38A，运行时间1个月；一般负荷的风量为950m3/h，电机的电流为36A，运行时间9个月；最低负荷时的风量为500？m3/h，电机的电流为18A，运行时间2个月。由此可以看出，对于该鼓风机来说，最大负荷也不到额定负荷的一半，当风量下降时，用调节管道风门的方法来改变风道阻力，使功率下降不多，耗能仍很大，风机在恒速下调节风门时的风压-风量（H-Q）特性，恒速下调节风门时的功率-风量（P-Q）特性，管网风阻（R-Q）特性。假设风机在设计时工作在A点效率最高，输出风量Q1100%。此时，轴功率P1与Q1、H1的乘积面积AH1OQ1成正比（AH1OQ1为耗能），根据生产工艺要求，当风量需从Q1减少到Q2（例如50%风量）时，如采用调节风门的方法调整风量，相当于增加了管网阻力，使管网阻力特性产生变化，系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行，尽管此时风量由Q1减小到Q2，但风压反而由H1增加到H2，轴功率P2与Q2、H2的乘积面积BH2OQ2成正比，功率的减少并不多，可见耗能仍然很大。采用电气传动调速装置来调节风机电动机的转速是实现经济地调节风量、有效节能的最佳方法。我们选用变频调速装置对鼓风机系统进行了改造，将电机恒速运行改为按负荷变化的变速运行，得到风机合适的功率输出，从而达到了节能降耗的目的。

二、鼓风机变频调速节能原理

即改变频率可改变电机的转速。当改变风机的转速，由额定转速n1调整到某一转速n2时，理论上风量、风压及轴功率变化的关系如下：Q2=Q1（n2/n1），H2=H1（n2/n1）2，P2=P1（n2/n1）3。可见，风量与转速的一次方成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。可以看出当风机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，在转速n2下的风压-风量特性如曲线5所示。可见，在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率P3（相当于面积CH3OQ2）明显减小，节省的功率损耗DP=P1-P2与面积BH2H3C成正比，节能效果十分明显。所以，采用改变风机转速的方法对风量和风压进行控制是最合理和经济的。

在鼓风机系统中采用变频调速运行方式，不但可以根据负荷的变化自动调节风机的转速，而且可以降低生产成本，延长设备使用寿命。为节能降耗，减轻劳动强度，改善工作环境提供了新的选择。