羅茨風(fēng)機(jī)變頻節(jié)電：只要使用變頻調(diào)速器都能節(jié)電？電工學(xué)習(xí)網(wǎng)帶你分析變頻器節(jié)能的誤區(qū)

　　當(dāng)一些文獻(xiàn)宣稱變頻調(diào)速器是節(jié)電控制產(chǎn)品時(shí)，不免給人感覺只要使用變頻調(diào)速器都能節(jié)電。其實(shí)不然，實(shí)際上，變頻調(diào)速器之所以能夠節(jié)電，是因?yàn)槠淠軐﹄妱訖C(jī)進(jìn)行調(diào)速，其節(jié)能效果僅在特定負(fù)載時(shí)才有明顯效果。如果說變頻調(diào)速器是節(jié)電控制產(chǎn)品的話，那么所有的調(diào)速設(shè)備也都可以說是節(jié)電控制產(chǎn)品。事實(shí)上變頻調(diào)速器只不過比其它調(diào)速設(shè)備效率和功率因數(shù)略高罷了。

　　節(jié)能原理

　　為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動力驅(qū)動時(shí)，都留有一定的富余量。不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行，除達(dá)到動力驅(qū)動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)，在壓力偏高時(shí)，可降低電機(jī)的運(yùn)行速度，使其在恒壓的同時(shí)節(jié)約電能。

　　當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速從N1變到N2時(shí)，其電機(jī)軸功率（P）的變化關(guān)系如下：

　　P2/P1=（N2/N1）^3，由此可見降低電機(jī)轉(zhuǎn)速可得到立方級的節(jié)能效果。

　　節(jié)能效果視負(fù)載特性決定

　　變頻調(diào)速器能否實(shí)現(xiàn)節(jié)電，是由其負(fù)載的調(diào)速特性決定的。宣稱使用交流異步電動機(jī)和變頻調(diào)速器比使用直流電動機(jī)和直流調(diào)速器要節(jié)電是不正確的。

　　對于離心風(fēng)機(jī)、離心水泵這類負(fù)載，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。只要原來采用閥門控制流量，且不是滿負(fù)荷工作，改為調(diào)速運(yùn)行，均能實(shí)現(xiàn)節(jié)電。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降為原來的80%時(shí)，功率只有原來的51.2%。可見，變頻調(diào)速器在這類負(fù)載中的應(yīng)用，節(jié)電效果最為明顯。

　　對于羅茨風(fēng)機(jī)這類負(fù)載，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的大小無關(guān)，即恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。若原來采用放風(fēng)閥放走多余風(fēng)量的方法調(diào)節(jié)風(fēng)量，改為調(diào)速運(yùn)行，也能實(shí)現(xiàn)節(jié)電。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降為原來的80%時(shí)，功率為原來的80%。比在離心風(fēng)機(jī)、離心水泵中的應(yīng)用節(jié)電效果要小得多。

　　對于恒功率負(fù)載，功率與轉(zhuǎn)速的大小無關(guān)。水泥廠恒功率負(fù)載，如配料皮帶秤，在設(shè)定流量一定的條件下，當(dāng)料層厚時(shí)，皮帶速度減慢；當(dāng)料層薄時(shí)，皮帶速度加快。變頻調(diào)速器在這類負(fù)載中的應(yīng)用，不能節(jié)電。

　　與直流調(diào)速系統(tǒng)比較，直流電動機(jī)比交流電動機(jī)效率高、功率因數(shù)高，數(shù)字直流調(diào)速器與變頻調(diào)速器效率不相上下，甚至數(shù)字直流調(diào)速器比變頻調(diào)速器效率略高。

　　因此將變頻器理解成節(jié)能產(chǎn)品，就是進(jìn)入了一個(gè)誤區(qū)中。變頻器最重要的功能是可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級調(diào)速，節(jié)能只是其無級調(diào)速過程中的附屬產(chǎn)品。其節(jié)能的實(shí)質(zhì)是傳動系統(tǒng)有裕量，變頻器能做把這部分裕量節(jié)約下來，當(dāng)傳動系統(tǒng)本身無裕量時(shí)，變頻器就無法有所作為。相反，變頻器會消耗其本身額定功率5%左右的電能。

羅茨風(fēng)機(jī)變頻節(jié)電：羅茨風(fēng)機(jī)為什么要變頻控制？錦工風(fēng)機(jī)

　　問題：羅茨風(fēng)機(jī)為什么要變頻控制？

　　小東答：羅茨鼓風(fēng)機(jī)有變頻和非變頻的區(qū)別，并非所有的工況都要求是變頻控制，需要根據(jù)自己工況的需求來定，有的工況因?yàn)楝F(xiàn)場工況的原因，需要使用變頻控制，所以，需要加裝變頻控制柜，而有些公告情況下，不用采用變頻控制，所以，不變頻即可。

　　使用變頻沒有硬性要求，大多數(shù)情況下根據(jù)自己的情況來定，這里錦工風(fēng)機(jī)還要告訴大家?guī)c(diǎn)注意事項(xiàng)：

　　1、變頻控制需要更多的維護(hù)工作。

　　2、變頻改造和科學(xué)，切忌不科學(xué)的改造羅茨鼓風(fēng)機(jī)。

　　3、使用的費(fèi)變頻電機(jī)，我們要做變頻改造，盡量選擇重新采購變頻電機(jī)。

　　4、非變頻電機(jī)強(qiáng)行做變頻控制，后期出現(xiàn)問題，需要自己承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。

　　錦工風(fēng)機(jī)專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，并且擁有變頻羅茨風(fēng)機(jī)和非變頻羅茨風(fēng)機(jī)，如果您有此方面的需求，可以聯(lián)系我們的官方客服熱線

　　：三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)品列表

羅茨風(fēng)機(jī)變頻節(jié)電：羅茨風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能改造

　　原標(biāo)題：羅茨風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能改造

　　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)、回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)等水產(chǎn)養(yǎng)殖曝氣設(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。產(chǎn)品和服務(wù)遠(yuǎn)銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。

　　某卷煙廠除塵房主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)車間機(jī)臺除塵和煙絲風(fēng)送，由除塵系統(tǒng)和集塵系統(tǒng)組成，系統(tǒng)采用布袋式除塵器，采用集中集塵并由負(fù)壓輸送至壓塵機(jī)處理。其中集塵器的負(fù)壓由兩臺22KW的羅茨風(fēng)機(jī)提供，一臺用于制絲線集塵，一臺用于卷包線集塵。原風(fēng)機(jī)額定功率的設(shè)計(jì)選型是根據(jù)工藝的最大流量來選擇的，按當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)思路，風(fēng)機(jī)的選型一般在滿足工藝負(fù)荷工作條件下還要增加一定的裕量。但實(shí)際運(yùn)行中，工藝的運(yùn)行參數(shù)隨各種因素而發(fā)生變化，往往實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷要比設(shè)計(jì)的最大流量小得多，造成能源浪費(fèi)的情況。二、問題的提出根據(jù)本系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)際使用的功率也僅為額定功率的70%--75%左右。，即所消耗的電能有20%～25%被浪費(fèi)掉。因此，對羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造有著顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效應(yīng)。三、節(jié)能改造方法的確定羅茨風(fēng)機(jī)屬容積回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)，其工作特點(diǎn)是當(dāng)轉(zhuǎn)速一定而壓力在允許范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)時(shí)，流量的變動甚微，轉(zhuǎn)速和流量之間保持正比的關(guān)系。采用旁路調(diào)節(jié)法不能改變羅茨鼓風(fēng)機(jī)的吸氣量，所以風(fēng)機(jī)始終在滿負(fù)荷下運(yùn)行，無法節(jié)能。而改變轉(zhuǎn)速，使風(fēng)機(jī)吸氣量發(fā)生變化，其功率消耗也隨之改變。所以，對羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行變速調(diào)節(jié)就可達(dá)到節(jié)能的目的，而調(diào)速方法也較多。若改為變頻調(diào)速方式調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量，即能減少風(fēng)機(jī)電耗的浪費(fèi)。一）羅茨鼓風(fēng)機(jī)變轉(zhuǎn)速工作特性1、流量特性羅茨鼓風(fēng)機(jī)的理論流量與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的關(guān)系式為羅茨鼓風(fēng)機(jī)的實(shí)際流量為由式（1）和式（2）可知，對每一臺具體的羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其葉輪外徑、長度和面積利用系數(shù)都是一個(gè)定值，當(dāng)可忽略容積效率的變化時(shí)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的流量正比于轉(zhuǎn)速。2、功率特性羅茨鼓風(fēng)機(jī)的軸功率為由式（1）和式（3）可知，當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n變化時(shí)，其軸功率與轉(zhuǎn)速成正比。3、 轉(zhuǎn)矩特性羅茨鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩為由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)的軸功率與轉(zhuǎn)速成正比，因此由式（1）可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)矩不變，即羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬于恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。二）變頻調(diào)速的工作原理變頻器調(diào)速的原理是將交流順變成直流，平滑濾波后再經(jīng)過逆變回路，將直流變成不同頻率的交流電，使電機(jī)獲得無級調(diào)速所需的電壓和頻率，從而直接改變和控制電機(jī)的輸出軸功率。羅茨風(fēng)機(jī)的驅(qū)動采用交流三相異步電動機(jī)，其轉(zhuǎn)速與電源頻率的關(guān)系為[3]由式（1）可知，轉(zhuǎn)速與頻率成正比，只要改變頻率即可改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。因此，決定采用變頻調(diào)速技術(shù)對羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，不但可達(dá)到節(jié)能目的，同時(shí)也可提高裝置的自動控制水平。四、羅茨風(fēng)機(jī)的變頻改造一）、硬件設(shè)計(jì)1、變頻器的選用根據(jù)電機(jī)容量，選用丹佛斯FC300變頻器。丹佛斯FC300系列變頻器的優(yōu)點(diǎn)：（1） 調(diào)速范圍廣，機(jī)械特性硬，精度高，運(yùn)行可靠；（2） 磁通―電流控制（FCC）功能改善動態(tài)響應(yīng)特性，并且優(yōu)化電動機(jī)的控制；（3） 控制不同的負(fù)載，具有相應(yīng)的V/F特性；（4） 變頻器的PID調(diào)節(jié)器具有較高的品質(zhì)（參數(shù)自整定）可用于簡單的過程控制；（5） 快速電流限制功能（FCL），避免運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘；（6）可實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的過壓、欠壓、過熱等功能。2、變頻器控制與調(diào)節(jié)變頻器可通過在控制柜門“遠(yuǎn)程/本地”開關(guān)的切換實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)程控制”與“本地控制”。“遠(yuǎn)程控制”是在主控室內(nèi)上位機(jī)與變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，操作人員可通過觸摸屏的畫面對風(fēng)機(jī)和變頻器的工作電流、頻率、轉(zhuǎn)速以及啟動、停止、故障等狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)操作人員根據(jù)工藝或外界條件的變化，通過改變變頻器的頻率來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。另外，在風(fēng)機(jī)房內(nèi)還裝有一個(gè)本地控制的機(jī)旁操作箱，在風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)可在電機(jī)旁進(jìn)行操作。為了保證生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)行，在變頻器出現(xiàn)故障后，可將故障變頻器通過旁路柜隔離，風(fēng)機(jī)電動機(jī)可切換為工頻運(yùn)行或啟、停控制。二）、PLC與變頻器通訊的實(shí)現(xiàn)原除塵系統(tǒng)的配置為：1套PLC主站（S7-300，315-2DP），1個(gè)MP 270觸摸屏，現(xiàn)將兩臺羅茨風(fēng)機(jī)的Danfoss FC300變頻器通過現(xiàn)有的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行PLC和變頻器的通訊，變頻器通過PROFIBUS-DP來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟/停和調(diào)速控制，并把變頻器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)通過PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)輸送并顯示在觸摸屏MP 270，從而達(dá)到對羅茨風(fēng)機(jī)的運(yùn)行控制目的。五、系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行效果一）系統(tǒng)改造后的調(diào)試完成羅茨風(fēng)機(jī)變頻器改進(jìn)安裝后，并投入系統(tǒng)運(yùn)行前的調(diào)試，目的主要是檢查所選擇的變頻器性能、改進(jìn)方案的功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求以及滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。經(jīng)調(diào)試，變頻器性能運(yùn)行非常穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。二）運(yùn)行效果變頻器經(jīng)過一個(gè)月試運(yùn)行及投入正常使用后，從實(shí)際運(yùn)行來看，變頻運(yùn)行狀態(tài)比較穩(wěn)定，滿足設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。設(shè)備方面由于變頻具有軟啟動功能避免了電機(jī)啟動時(shí)對電機(jī)的沖擊損害，轉(zhuǎn)速的降低，對風(fēng)機(jī)的葉輪、軸承等壽命得以延長，設(shè)備運(yùn)行狀況良好。1、節(jié)能效益制絲集塵風(fēng)機(jī)的運(yùn)行實(shí)際工頻大約為42HZ，工作電流為32A；卷包集塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行實(shí)際工頻大約為40HZ，工作電流為34A。根據(jù)測定數(shù)據(jù)可計(jì)算有功功率，其公式：P=1.732×U×I×cosα改造前：P1=1.732IV cosα=1.732×380×45×0.85=25.17kW制絲集塵改造后：P2=1.732×380×32×0.85=17.90KW卷包集塵改造后：P3=1.732×380×34×0.85=19.02KW每小時(shí)節(jié)電P節(jié)約=2× P1- P2- P3=13.43kW車間每天兩班生產(chǎn)，工作時(shí)間16小時(shí)，一個(gè)月生產(chǎn)天數(shù)20天，一個(gè)月可節(jié)約電能4296.47 kW。2、設(shè)備影響（1） 避免了電動機(jī)啟動時(shí)對電機(jī)的沖擊損害及對電網(wǎng)的沖擊；（2） 提高了羅茨風(fēng)機(jī)的自動控制能力；（3） 減少了羅茨風(fēng)機(jī)及其消聲器等的機(jī)械振動、噪聲和沖擊；（4） 由于轉(zhuǎn)速的降低，羅茨風(fēng)機(jī)的葉輪、軸承等壽命得以延長。六、結(jié)束語變頻器控制技術(shù)用于羅茨風(fēng)機(jī)控制達(dá)到顯著的節(jié)電效果，提高了設(shè)備效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求，并且因此而大大減少了設(shè)備維護(hù)、維修費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

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羅茨風(fēng)機(jī)變頻節(jié)電：羅茨風(fēng)機(jī)采用變頻節(jié)能的研究

　　原標(biāo)題：羅茨風(fēng)機(jī)采用變頻節(jié)能的研究

　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)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)品雙油箱羅茨風(fēng)機(jī)、水冷羅茨風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨風(fēng)機(jī)，贏得了市場好評和認(rèn)可。

　　羅茨風(fēng)機(jī)設(shè)備通常在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品加工、污水處理等制造業(yè)中主要配合鍋爐燃燒系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等大型機(jī)器共同應(yīng)用。根據(jù)不同的生產(chǎn)需要，結(jié)合傳統(tǒng)的風(fēng)門、擋板、閥門的控制方案，對爐膛內(nèi)壓、風(fēng)速、風(fēng)量等指標(biāo)進(jìn)行控制及調(diào)節(jié)，以適應(yīng)工藝要求和運(yùn)行工況。在整個(gè)過程中，羅茨鼓風(fēng)機(jī)都必須不間斷的全速運(yùn)轉(zhuǎn)，這將導(dǎo)致大量的能源浪費(fèi)以及設(shè)備損耗。如何精確的控制能量在整個(gè)過程中的分配和流失情況則顯得至關(guān)重要。

　　變頻器驅(qū)動技術(shù)的實(shí)現(xiàn)為我們帶來了福音，它具有很高的節(jié)能空間。 目前，許多國家均已將變頻調(diào)速裝置用于指定流量壓力控制，傳統(tǒng)方式受到挑戰(zhàn)，進(jìn)而有取而代之的趨勢。中國國家能源法第29條第二款也明確規(guī)定羅茨風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載應(yīng)該采用電力電子調(diào)速。《中華人民共和國節(jié)約能源法》第39條就把羅茨風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行列為國家通用技術(shù)加以實(shí)施和推廣，是我國節(jié)能的一項(xiàng)重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，受到國家政府的普遍重視。如在現(xiàn)代高參數(shù)、大容量電站中，泵與羅茨風(fēng)機(jī)常采用變速調(diào)節(jié)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，羅茨風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛，其電能消耗不容忽視，是一筆不小的生產(chǎn)費(fèi)用開支，有數(shù)據(jù)顯示，設(shè)備各種損耗占到生產(chǎn)成本的 7%～25%。隨著經(jīng)濟(jì)大環(huán)境的改變，市場競爭的不斷加劇，節(jié)能降耗早已成為企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施之一。因此，推廣交流變頻調(diào)速裝置迫在眉睫，被公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。

　　1、存在的問題和原因

　　在企業(yè)生產(chǎn)中，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的應(yīng)用很普遍。傳統(tǒng)的節(jié)流方式主要采用導(dǎo)流器(風(fēng)門)進(jìn)行，導(dǎo)致羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率不高，造成巨大的能源浪費(fèi)，并且羅茨風(fēng)機(jī)維護(hù)、維修的費(fèi)用也提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本。企業(yè)使用的羅茨風(fēng)機(jī)一般為容積式風(fēng)機(jī)。風(fēng)量的控制主要依靠羅茨風(fēng)機(jī)入口的電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)，不但造成大量的能源浪費(fèi)，而且羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)振動大、噪音高，設(shè)備爐膛內(nèi)負(fù)壓不穩(wěn)定，容易發(fā)熱等。因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)過程中用汽量較小，鍋爐鼓風(fēng)、引風(fēng)控制一般采用接觸器控制，而相應(yīng)的頻繁啟停，導(dǎo)致相應(yīng)能源浪費(fèi)和運(yùn)行不穩(wěn)定等突出問題。

　　當(dāng)羅茨風(fēng)機(jī)采用風(fēng)門 (入口導(dǎo)流器)調(diào)節(jié)時(shí)，隨著導(dǎo)流器角度的增大(即風(fēng)門開度減小)，流量減小的同時(shí)羅茨風(fēng)機(jī)的效率降低，尤其在導(dǎo)流器角度較大(風(fēng)門開度較小)時(shí)羅茨風(fēng)機(jī)效率大大下降。可見，調(diào)速羅茨風(fēng)機(jī)效率高是羅茨風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能的最主要原因。因此，羅茨風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造是勢在必行的。羅茨風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的必要性主要表現(xiàn)在傳統(tǒng)系統(tǒng)采用工頻運(yùn)行，利用主管路的閥門開度進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，盡管該法能夠使電動機(jī)達(dá)到驅(qū)動要求，但剩余的力矩又增加了設(shè)備有功功率的損耗，在造成電能的浪費(fèi)的同時(shí)，對生產(chǎn)調(diào)節(jié)具有很大的滯后作用，使整個(gè)工藝的運(yùn)行處在不穩(wěn)定狀態(tài)。

　　2、羅茨風(fēng)機(jī)采用變頻節(jié)能的原理

　　目前，由于羅茨風(fēng)機(jī)設(shè)備大多數(shù)采用異步電動機(jī)直接驅(qū)動的方式，存在諸多缺陷，如啟動電流過大、電氣保護(hù)特性差、機(jī)械沖擊等。當(dāng)電機(jī)負(fù)載過大時(shí)，不僅設(shè)備使用壽命受到影響，而且還造成機(jī)械故障，時(shí)常出現(xiàn)泵損壞或者電機(jī)發(fā)燙燒毀的現(xiàn)象。

　　近幾年來，針對節(jié)能的迫切需要和以及企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，一種新型的設(shè)備開始流行，這就是變頻調(diào)速器（簡稱變頻器）。變速調(diào)節(jié)是在管路性能曲線不變時(shí)，用變速來改變羅茨風(fēng)機(jī)的性能曲線，從而改變他們的工作點(diǎn)。其特點(diǎn)是易操作、控制精度高、免維護(hù)、高性能。隨著變頻器驅(qū)動的運(yùn)用，傳統(tǒng)的風(fēng)門、擋板、閥門的控制方案逐漸被其取代。

　　變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是在其他條件不變時(shí)，改變異步電動機(jī)定，子端輸入電源頻率進(jìn)而改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60（f1- s）／p，（式中 n、f、s、p 分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對數(shù)）；通過改變電動機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。頻調(diào)速效率高，調(diào)速范圍廣，特別適合長時(shí)間在低速下運(yùn)行的工況。

　　3、采用變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能分析

　　根據(jù)流體動力學(xué)的知識可知，對于羅茨風(fēng)機(jī)存在如下關(guān)系：

　　Q∝n ①；p∝T∝n2②；P∝T?n∝n3③

　　式中：Q，p――分別為風(fēng)量，風(fēng)壓；n，T――分別為轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩；P――軸功率。

　　從式①中可看出，羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的2次方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比。當(dāng)需要的風(fēng)量降低時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變量在理論上其能耗將以其3次方的速率下降。與此同時(shí)，在羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低的過程中，軸功率應(yīng)以轉(zhuǎn)速的3次方的速率降低，相應(yīng)的驅(qū)動羅茨風(fēng)機(jī)的電動機(jī)所需的電功率也將降低，可見調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速是羅茨風(fēng)機(jī)節(jié)能的重要途徑。

　　普通羅茨風(fēng)機(jī)的功率因數(shù)范圍在 0.6- 0.7，使用了變頻調(diào)速裝置以后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，進(jìn)而降低了無功損耗，而相反的增加了電網(wǎng)的有功功率。使用變頻節(jié)能裝置后，通過變頻器上的軟啟動功能可以使啟動電流從零開始，并把電流限制在額定電流以內(nèi)，這樣緩解了其對電網(wǎng)的沖擊以及對供電容量的要求，從而延長了設(shè)備及閥門的使用壽命。劉長軍等人通過實(shí)踐證明，變頻器運(yùn)用于羅茨風(fēng)機(jī)類設(shè)備驅(qū)動控制場合取得了顯著的節(jié)電效果，是一種理想的、高效的調(diào)速控制方式。不僅提高了設(shè)備的使用效率，又跟得上企業(yè)生產(chǎn)工藝要求。與此同時(shí)，又大大減少了設(shè)備維護(hù)及維修的費(fèi)用，降低了停產(chǎn)周期，十分明顯的提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

　　4、改造措施和效果

　　隨著企業(yè)用電負(fù)荷的大范圍增加，引羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)量需要隨著用電負(fù)荷的變化而變化，然而由于經(jīng)常在工頻狀態(tài)下的低效率運(yùn)行，致使大量的能量在風(fēng)道擋板上浪費(fèi)流失了。因此，采用高壓變頻技術(shù)對羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造就顯得格外的迫切。張維，楊春等人在研究了鍋爐鼓引羅茨風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能改造后提出：羅茨風(fēng)機(jī)、引羅茨風(fēng)機(jī)變頻改造后，運(yùn)行效果良好，主要表現(xiàn)在①噪音與振動減小；②運(yùn)行安全穩(wěn)定性更高；③節(jié)約能源，降低成本，包括節(jié)能節(jié)電。王永輝等人在研究了變頻技術(shù)在污水處理廠羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用的過程中提出有關(guān)羅茨風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)的改造方案。其中包括①在羅茨風(fēng)機(jī)上裝設(shè)閉環(huán)控制方式的變頻系統(tǒng)；②在原工頻系統(tǒng)保留的基礎(chǔ)上結(jié)合變頻器相互作用；③采用本地、遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的監(jiān)控措施；④設(shè)置遠(yuǎn)程控制和故障報(bào)警系統(tǒng)，保證生產(chǎn)工藝的方便性、安全性。胡炫，朱虎，楊志等人在研究了高壓變頻器在發(fā)電廠引羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用與節(jié)能分析中指出：羅茨風(fēng)機(jī)在變工況運(yùn)行中，調(diào)節(jié)深度愈大，節(jié)能效果愈顯著，變頻調(diào)速曲線最接近理想曲線，其運(yùn)行能耗最低，節(jié)能效果最佳。他們提出在大功率設(shè)備上應(yīng)用ASD6000S系列高壓大功率變頻器進(jìn)行羅茨風(fēng)機(jī)技術(shù)改造，取得了明顯的節(jié)能效果。ASD6000S系列高壓大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)是由多個(gè)功率模塊串聯(lián)起來，通過疊加了多個(gè)低壓功率模塊的輸出而匯總得到高壓輸出，具有諧波小、可靠性高等技術(shù)特點(diǎn)。

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