變頻器在風(fēng)機(jī)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用

馬林

（河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 南陽(yáng)473009）

1 概述

在工礦企業(yè)中，風(fēng)機(jī)設(shè)備中廣泛地應(yīng)用在鍋爐燃燒系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和烘干等系統(tǒng)。傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)控制是全速運(yùn)轉(zhuǎn)，這不僅造成大量的能源浪費(fèi)和設(shè)備損耗，而且控制精度受到限制，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。采用變頻調(diào)速系統(tǒng)，可以根據(jù)生產(chǎn)和工藝的要求適時(shí)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。變頻調(diào)速系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)和軟停止，使啟動(dòng)電流減小，且減少負(fù)載機(jī)械沖擊。還具有容易操作、便于維護(hù)、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。

2 風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 主電路

三相工頻電源通過(guò)斷路器接入，接觸器KM1用于將電源接至變頻器的輸入端R、S、T，接觸器KM2用于將變頻器的輸出端U、V、W接至電動(dòng)機(jī)，KM3用于將工頻電源直接接至電動(dòng)機(jī)。接觸器KM2和KM3絕對(duì)不允許同時(shí)接通，否則會(huì)損壞變頻器，因此，KM2和KM3之間必須有可靠的互鎖。熱繼電器KR用于工頻運(yùn)行時(shí)的過(guò)載保護(hù)。

2.2 控制電路

設(shè)置有“變頻運(yùn)行”和“工頻運(yùn)行”的切換，控制電路采用三位開(kāi)關(guān)SA進(jìn)行選擇。當(dāng)SA合至“工頻運(yùn)行”方式時(shí)，按下起動(dòng)按鈕SB2，中間繼電器KA1動(dòng)作并自鎖，進(jìn)而使接觸器KM3動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入工頻運(yùn)行狀態(tài)。接下停止接鈕SB1，中間繼電器KA1和接觸器KM3均斷電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)SA合至“變頻運(yùn)行”方式時(shí)，按下起動(dòng)按鈕SB2，中間繼電器KA1動(dòng)作并自鎖，進(jìn)而使接觸器KM2動(dòng)作，將電動(dòng)機(jī)接至變頻器的輸出端。KM2動(dòng)作后使KM1也動(dòng)作，將工頻電源接至變頻器的輸入端，并允許電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。同時(shí)使連接到接觸器KM3線圈控制電路中的KM2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，確保KM3不能接通。接下按鈕SB4，中間繼電器KA2動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始加速，進(jìn)入“變頻運(yùn)行”狀態(tài)。KA2動(dòng)作后，停止按鈕SB1失去作用，以防止直接通過(guò)切斷變頻器電源使電動(dòng)機(jī)停機(jī)。在變頻運(yùn)行中，如果變頻器因故障而跳閘，則變頻器的“30B-30C”保護(hù)觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器KM1和KM2線圈均斷電，其主觸點(diǎn)切斷了變頻器與電源之間，以及變頻器與電源之間的連接。同時(shí)“30B-30A”觸點(diǎn)閉合，接通報(bào)警。此刻時(shí)間繼電器得電，其觸點(diǎn)延時(shí)一段時(shí)間后閉合，使KM3動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入工頻運(yùn)行狀態(tài)。操作人員發(fā)現(xiàn)報(bào)警后，應(yīng)及時(shí)將選擇開(kāi)關(guān)SA旋至“工頻運(yùn)行”位，報(bào)警停止，并使時(shí)間繼電器斷電。如圖1所示為風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖1 風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 SB60變頻器有關(guān)參數(shù)的設(shè)定

變頻器的運(yùn)行控制方式選擇，依據(jù)風(fēng)機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)，阻轉(zhuǎn)矩很小，不存在低頻時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載的問(wèn)題，采用U/f控制方式。變頻器的參數(shù)預(yù)置上限頻率，下限頻率，加、減速時(shí)間，加、減速方式，回避頻率，啟動(dòng)前的直流制動(dòng)。變頻器一旦發(fā)生故障，也不允許風(fēng)機(jī)停止工作，應(yīng)將風(fēng)機(jī)由變頻運(yùn)行切換為工頻運(yùn)行的控制。主要參數(shù)設(shè)定如表1所示。

2.3 節(jié)能計(jì)算

變頻調(diào)速具有顯著的節(jié)能效果，工業(yè)鍋爐使用的30kW鼓風(fēng)機(jī)。一天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，其中每天10小時(shí)運(yùn)行在90%負(fù)荷 ，14小時(shí)運(yùn)行在50%負(fù)荷；全年運(yùn)行時(shí)間在300天為計(jì)算依據(jù)。則變頻調(diào)速時(shí)每年的節(jié)電量為：

表1 主要參數(shù)設(shè)定

擋板開(kāi)度時(shí)的節(jié)電量為：

節(jié)電量為：

3 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐表明：在鍋爐燃燒系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和烘干系統(tǒng)中可以廣泛采用變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機(jī)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)和工藝的要求適時(shí)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，變頻器的運(yùn)行控制方式采用U/f控制方式 。變頻器外部FWD控制模式，選擇X4、X5端子控制端子的通斷實(shí)現(xiàn)變頻器的升降速，變頻器一旦發(fā)生故障，風(fēng)機(jī)由變頻運(yùn)行切換為工頻運(yùn)行的控制，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行。

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