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浅析变频器在风机中的应用 【摘要】主要介绍了变频器的调速原理，针对风机耗能大的问题进行节能改 造，重点分析变频调速在风机中的应用及经济效益。 【关键词】变频器；调速原理；节能；经济效益 0. 引言 通常，锅炉上的鼓风、引风机，都是电机以定速运转，再通过改变风机入口 的档板开度来调节风量；而风机的特点是负载转矩与转速的平方成正比，而轴功 率与转速的立方成正比，属于平方转矩负载。风机等平方转矩负载，其耗电量约 占工业总耗电量的70% ，采用变频调速技术，其耗电量一般平均可减至额定功率 的60%-70%，节能效果显著。 1.变频器调速原理 变频器是随着微电子技术、应用变频技术的发展和融合而产生的，变频器最 重要的作用是在正常工作状态下，改变传动系统的电源频率，对工作电源、电压 进行调节，实现对电动机运行状态的控制。 变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器（MCU/DSP ） 等部分组成。在正常工作情况下，电动机电源输出的交流电通过整流器并经电容 滤波后，形成幅值基本固定的直流电压加在逆变器上，利用逆变器功率元件的通 断控制，使逆变器输出端获得一定形状的矩形脉冲波形。在这里，通过改变矩形 脉冲的宽度控制其电压幅值；通过改变调制周期控制其输出频率，从而在逆变器 上同时进行输出电压和频率的控制，而满足变频调速对协调控制的要求，能够生 成适用于各种电动机电源的交流电。 2.风机改造方案分析 根据电气传动理论，不同类型负载的变频节能效果是不同的，平方转矩负载 的变频节能效果非常明显。 风机这类负载属于二次方律负载，其机械特性如下所示。 异步电机调速有许多方法，如变极调速、变转差率调速和变频调速等。前两 种转差损耗大，效率低，对电机特性来说都有一定的局限性。变频调速是通过改 变定子电源的频率来改变同步频率实现电机调速的。在调速的整个过程中，从高 速到低速可以保持有限的转差率，因而具有高效、调速范围宽（10～100%）和 精度高等性能，节电效果可达到20～30%。 变频调速有两种方法：一是交-直-交变频，适用于高速小容量电机；二是交 -交变频。适用于低速大容量拖动系统。要提高电动机的工作效率、节约电能， 可在对应的风机电机上装上调速装置。根据工作的情况调节调速器可以满足工作 状况的要求，依据风机在低速运行时，阻转矩很小，不存在低频时带不动负载的 问题，采用控制方式即可。 另外，用变频器对风机进行改造不必对原系统进行 大改动。在变频改造的过程中，可根据需要而调节变频器，以满足工作要求。 3.案例分析及其经济效益 因变频器是无级调速的，用变频器调速，具有起动停止平衡，无级调速，调 速范围大；工作可靠，能长期稳定运行；操作简便，维护量小；输出特性可满足 风机性能要求；节能效果显著等特点。 因此，即每年节省的电量59437 度，节电率达30% ，则采用变频调速每年节 约电费有约有41606 元（按0.7 元/度计）。可见，变频调速技术用于风机设备改 造的投资，通常可以在一年左右的生产中全部收回；而且优化了工艺过程，减少 了管道和阀门的压力，提高了设备的寿命，减少了维修。 4.结束语 使用变频器后，不但免去了许多繁琐的人工操作，消除了许多不安全隐患因 素，并使系统始终处于一种节能状态下运行，合理地轮换使用电机延长了设备的 使用寿命，更好的适应了生产需要；同时，风机可软起软停、减少设备机械冲击、 延长设备使用寿命、降低设备的维修费用。而且变频器丰富的内部控制功能可以 很方便地与其他控制系统或设备实现闭环自动控制。采用交流变频器对风机进行 节能改造具有结构简单、改造方便、节能效果明显、投资回收期短，值得推广。