ACS600变频器在风机上的应用.pdf

40林业科技情报 2003V01．35No．3 A CS600变 频 器 在 风 机 上 的 应 用 潘广军 哈尔滨天翔自动化工程公司 [摘要]介绍了风机变频节能技术的原理，并通过在锅炉风机的具体应用实例，阐述了先进的变频器 A C S600在风机控制应用中的显著效果以及所带来的巨大的经济效益。 [关键词]风机水泵变频控制系统PLC控制 A ppl icat ion O fI nver t erA C S600I nV ent Pan G uangj un H ar binCi t yTi anxiangAutom ati onC ont rolLt d Abst r actThi s paper i nt roducest he pri nci pl eofreduci ngenergy i nvent ，st at est hem ar kedeff ectand huge econom i c benefi tof appl i cat i onof i nvert erA C S600i nventcont rol t hr oughspecifi cpract i calexam pl e． K eyw or ds ventandw at er pum p；inverter cont rol syst em ；PLccont rol 风机水泵广泛应用于工农业生产中，数量多且耗能巨 大。据统计，风机水泵的电机每年耗电量占全国总用电量的 30％左右，占工业用电量的50％左右。但是，其使用中有许 多不尽人意之处，蕴藏着很大的节能潜力。挖掘此潜力，对 工业企业降低能耗，提高经济效益具有重要意义。 1风机的特性及参数 风机的特性曲线Hf qv ，如图1所示。基本参数如 下。 qv／m J．r m一 图1风机特性曲线H fqv H H sH I ⋯⋯⋯ 1 式中H 一风压，Pa；H 广静风 压，Pa；巩～动风压，Pa；qr风流 量，m 3／m i n； 风机轴输入功率PF为 PF9．8qvH／60叼v1000qvH／ 6120-僵．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 式中僵一风机效率 拖动风机的电机轴输出功率 PM 为 PM Prr／cqvH ／6120帆⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 式中啦一传动机构效率，直接传动为1．0，皮带传动为 0．90．95，齿轮传动为0．90．97。 在风机效率不变的前提下，离心式风机或离心式水泵， 其H ，qv及PF与转速n的关系如下。 qv kn H k0 Pr讲⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 式中k为常数系数 由式 4可见，当转速n下降时，轴功率PF将迅速下降。 假设将流量下降20％，用调速的办法使n下降20％，则风机 轴功率PF将降为原来的51．2％。当n下降时，风机效率哳 也要下降，实际轴功率PF要高于式 4的计算值。即使这 样，节能效果也十分可观。因此，风机水泵采用调速控制流 量，是一种十分有效的节能措施。 2调速节能原理 图2中曲线为恒速n1下H“qv曲线，其与hfqv 交 与A 点，对应风量qvl 。 此时风机轴功率PF与矩形qvlAH l O 的面积成正比。若 欲将风量减半，使用挡板控制时，则新的hOfqv曲线与H f 掣 曲线相交于B点，此时风机轴功率PF正比与 qvl A H l 0的面积。由图可见，两者面积相差不大。如果采用 坷速法将风机转速降为n2，对应的h0fqv与H 0fqv 曲线相交与c点，此时与风机轴功率PF成正比的矩形的面 积qv2C m O明显减少。这说明轴功率下降了很多，节能效果 十分明显。 3A CS600变频调速系统在锅炉鼓 引风机控制中的应用 哈尔滨市道外三公司太古小⋯ 区，共有3台20T／H 热水锅炉，主要。 承担着道外区荟芳里小区一带的 供暖任务，鼓风机功率为55K W ，引 qW m l ． m m 一 风 机 器 率 为132姗 分 别, --套 完S成CH锅Wa炉-DER M I C R OPLC 皇 三 风 机 轴 功 柑}生 的 分别完成锅炉窆左””。”7”’。1 4 热工参数的测量及一些主要回路““ 的控制。 3．1锅炉系统构成及简介锅炉系统主要包括热水系统， 软化水处理系统，循环水系统，燃烧系统，控制系统。 3．2系统功能原来鼓引风量由风机出口挡板控制，人为操 作，鼓引风满负荷运行。操作不便，且风余量大，极大浪费能 源。采用AB B 公司的A CS600变频调速系统后，所需风量由 变频器通过控制鼓引风机转速来调节，从而方便操作，降低 能耗。经分析研究，决定采用手动／自动控制，手动信号由电 位器给定，自动控制信号由调节器给定。变频器本身不做 PI D 控制。只做速度控制，PID控制由调节器来完成。调节 器输出信号4--20M A 作为变频器输入信号，对应地用来控 制转速。锅炉控制系统中有PIE联锁保护系统，用以保证锅 炉安全运行。因此，在A CS600上加一套PLC系统。一旦鼓 引风机停机或变频器出现故障，即报综合故障信号，送入 PLC中鼓引风机停机这两点。接收到此信号，PIE立即联锁， 锅炉系统停炉，保证锅炉安全。另外，为保证锅炉安全运行， 在变频器PLC程序设计中启动时，必须先启动引风机，2M i n 后才能启动鼓风机；停机时，必须先停鼓风机，5M i n后才能停 引风机。 4安装调试 离线调试先试PLC逻辑是否合理。再逐一给定信号， 观察并记录输出是否准确，线形是否良好。记录下频率，电 压，电流，功率输出值。 在线调试先试工频运行是否正确。调试变频运行时， 先试风机转向是否正确，再试逻辑是否合理。然后逐一给定 信号，观察变频器及电机运行情况。 5结束语 A CS600变频系统自投运以来，运行状况良好。既保证了 装置安全平稳运行，又节约能耗约30％。由此可见，在风机 上推广使用变频器具有很大的潜力，可以带来良好的经济效 益和社会效益。来稿日期20021224 责任编辑朱艳华