羅茨風機變頻控制參數(shù)設(shè)置：參數(shù)設(shè)置不當引發(fā)的羅茨風機變頻系統(tǒng)異常處理.pdf

　　參數(shù)設(shè)置不當引發(fā)的羅茨風機變頻系統(tǒng)異常處理

　　王明軍

　　摘要針對羅茨風機變頻調(diào)速系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，進行分析，調(diào)整相應(yīng)參數(shù)，給出羅茨風機使用建議。

　　關(guān)鍵錦工羅茨風機變頻器參數(shù)設(shè)置

　　中圖分類號TH444文獻標識碼B

　　1．出現(xiàn)的問題 量表或直接讀取變頻器控制盤上電流顯示值)。3臺風機電機電

　　淮安同方水務(wù)有限公司四季青污水處理廠改(擴)建工程中 流與頻率對應(yīng)關(guān)系類似，從常規(guī)角度認為。電機運行頻率下降，羅

　　生物曝氣系統(tǒng)選用3臺3HE一200型羅茨風機(山東章丘鼓風機

　　茨風機軸功率也就下降。電機電流應(yīng)該下降。

　　廠生產(chǎn)，風量60m3／min，軸功率108．2kW)，配備YUP315M．．．．4型變2．問題分析及處理措施

　　頻電機(榮城市榮佳電機有限公司生產(chǎn)，額定功率132kW，額定 羅茨風機變頻系統(tǒng)接線見圖l，根據(jù)羅茨風機特性，羅茨風機

　　電流240．4A，工作范圍5～50Hz)，l臺羅茨鼓風機由1臺ABB

　　風量Q、軸功率P、轉(zhuǎn)速，l存在如下關(guān)系：()加手磯加乜，州B磯加：。可

　　ACS510--01—246A型變頻器(額定功率132kW，額定電流245A)

　　以看出，Q、P均與n成正比，即12．越高，Q、P越大，反之亦然。

　　驅(qū)動調(diào)速。設(shè)備調(diào)試過程中，按ABB變頻器說明書要求，選定標

　　UlAU1B U1C

　　準應(yīng)用宏，并向9905、9906、9907參數(shù)分別輸入電機額定電壓、功 U1A、U1B、ulC——工頻相電壓有效值

　　liBl IICI

　　率以及頻率。啟動風機后，電機工頻時工作正常，從變頻器上助手 11A、11B、11C——變頻器輸入端工頻線電

　　ACS510 流有效值

　　控制盤可以看出，電機電流在正常范圍內(nèi)。但當頻率向下調(diào)節(jié)時，

　　U2A、U2B、U2C——變頻器輸出端相電壓

　　電機電流反而上升，頻率在40Hz時，電機電流近似額定電流，頻

　　基波有效值

　　率再下降一點，電機電流則超過額定 表1

　　12A、12B、12C——變頻器輸出端線電流基

　　電流，運行一段時間后，變頻器即過 頻率，Hz 電流／A 波有效值

　　載保護停機。較陜將變頻器由50Hz 50 207

　　每隔5Hz降頻調(diào)節(jié)，同時記錄助手 圖1

　　45 219

　　控制盤顯示的頻率、電流(表1，由于

　　40 240

　　非工頻及高次諧波原因，普通數(shù)顯鉗 三相對稱電路消耗電功率為氏、／丁IUeostp，對于變頻器輸

　　35 269．5

　　形電流表測得的電流值誤差可能會 出端，則為磚、／丁12U：eos妒，其中厶是電機線電流基波有效值，

　　30 301．8

　　很大，為此應(yīng)采用帶FFTr功能的電 即變頻器輸出電流基波有效值，以是電機線電壓基波有效值，即

　　最初懷疑是空調(diào)機組電源電壓異常，u線低，引起過流熱繼 KR動作，斷開Pc控制板的電源后KR立刻恢復(fù)動作，MI、M2

　　電器保護，用萬用表AC500V電壓擋測量u線為370V，確實低立

羅茨風機變頻控制參數(shù)設(shè)置：變頻羅茨鼓風機調(diào)節(jié)范圍_羅茨風機

　　原標題：羅茨風機的變頻節(jié)能改造

　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨風機、羅茨鼓風機、回轉(zhuǎn)式鼓風機等水產(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)品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅(qū)羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機，贏得了市場好評和認可。產(chǎn)品和服務(wù)遠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責生產(chǎn)車間機臺除塵和煙絲風送，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壓輸送至壓塵機處理。其中集塵器的負壓由兩臺22KW的羅茨風機提供，一臺用于制絲線集塵，一臺用于卷包線集塵。原風機額定功率的設(shè)計選型是根據(jù)工藝的最大流量來選擇的，按當時的設(shè)計思路，風機的選型一般在滿足工藝負荷工作條件下還要增加一定的裕量。但實際運行中，工藝的運行參數(shù)隨各種因素而發(fā)生變化，往往實際運行負荷要比設(shè)計的最大流量小得多，造成能源浪費的情況。二、問題的提出根據(jù)本系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，羅茨風機實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%被浪費掉。因此，對羅茨鼓風機進行節(jié)能改造有著顯著的經(jīng)濟和環(huán)境效應(yīng)。三、節(jié)能改造方法的確定羅茨風機屬容積回轉(zhuǎn)式風機，其工作特點是當轉(zhuǎn)速一定而壓力在允許范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)時，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機的吸氣量，所以風機始終在滿負荷下運行，無法節(jié)能。而改變轉(zhuǎn)速，使風機吸氣量發(fā)生變化，其功率消耗也隨之改變。所以，對羅茨鼓風機進行變速調(diào)節(jié)就可達到節(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)風機風量，即能減少風機電耗的浪費。一）羅茨鼓風機變轉(zhuǎn)速工作特性1、流量特性羅茨鼓風機的理論流量與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的關(guān)系式為羅茨鼓風機的實際流量為由式（1）和式（2）可知，對每一臺具體的羅茨鼓風機，其葉輪外徑、長度和面積利用系數(shù)都是一個定值，當可忽略容積效率的變化時，羅茨鼓風機的流量正比于轉(zhuǎn)速。2、功率特性羅茨鼓風機的軸功率為由式（1）和式（3）可知，當羅茨鼓風機轉(zhuǎn)速n變化時，其軸功率與轉(zhuǎn)速成正比。3、 轉(zhuǎn)矩特性羅茨鼓風機的轉(zhuǎn)矩為由于羅茨鼓風機的軸功率與轉(zhuǎn)速成正比，因此由式（1）可知，當轉(zhuǎn)速變化時，轉(zhuǎn)矩不變，即羅茨鼓風機屬于恒轉(zhuǎn)矩運行。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的輸出軸功率。羅茨風機的驅(qū)動采用交流三相異步電動機，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的轉(zhuǎn)速，當頻率在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時，電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現(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)對羅茨鼓風機進行技術(shù)改造，不但可達到節(jié)能目的，同時也可提高裝置的自動控制水平。四、羅茨風機的變頻改造一）、硬件設(shè)計1、變頻器的選用根據(jù)電機容量，選用丹佛斯FC300變頻器。丹佛斯FC300系列變頻器的優(yōu)點：（1） 調(diào)速范圍廣，機械特性硬，精度高，運行可靠；（2） 磁通―電流控制（FCC）功能改善動態(tài)響應(yīng)特性，并且優(yōu)化電動機的控制；（3） 控制不同的負載，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），避免運行中不應(yīng)有的跳閘；（6）可實現(xiàn)電動機的過壓、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“遠程/本地”開關(guān)的切換實現(xiàn)“遠程控制”與“本地控制”。“遠程控制”是在主控室內(nèi)上位機與變頻器進行數(shù)據(jù)通信，操作人員可通過觸摸屏的畫面對風機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)進行實時監(jiān)控。同時操作人員根據(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，在風機房內(nèi)還裝有一個本地控制的機旁操作箱，在風機出現(xiàn)故障時可在電機旁進行操作。為了保證生產(chǎn)的連續(xù)運行，在變頻器出現(xiàn)故障后，可將故障變頻器通過旁路柜隔離，風機電動機可切換為工頻運行或啟、停控制。二）、PLC與變頻器通訊的實現(xiàn)原除塵系統(tǒng)的配置為：1套PLC主站（S7-300，315-2DP），1個MP 270觸摸屏，現(xiàn)將兩臺羅茨風機的Danfoss FC300變頻器通過現(xiàn)有的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)進行PLC和變頻器的通訊，變頻器通過PROFIBUS-DP來實現(xiàn)電機的啟/停和調(diào)速控制，并把變頻器的實際運行狀態(tài)通過PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)輸送并顯示在觸摸屏MP 270，從而達到對羅茨風機的運行控制目的。五、系統(tǒng)調(diào)試及運行效果一）系統(tǒng)改造后的調(diào)試完成羅茨風機變頻器改進安裝后，并投入系統(tǒng)運行前的調(diào)試，目的主要是檢查所選擇的變頻器性能、改進方案的功能是否達到設(shè)計要求以及滿足實際生產(chǎn)需要。經(jīng)調(diào)試，變頻器性能運行非常穩(wěn)定，達到設(shè)計要求。二）運行效果變頻器經(jīng)過一個月試運行及投入正常使用后，從實際運行來看，變頻運行狀態(tài)比較穩(wěn)定，滿足設(shè)計要求，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啟動時對電機的沖擊損害，轉(zhuǎn)速的降低，對風機的葉輪、軸承等壽命得以延長，設(shè)備運行狀況良好。1、節(jié)能效益制絲集塵風機的運行實際工頻大約為42HZ，工作電流為32A；卷包集塵風機運行實際工頻大約為40HZ，工作電流為34A。根據(jù)測定數(shù)據(jù)可計算有功功率，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)，工作時間16小時，一個月生產(chǎn)天數(shù)20天，一個月可節(jié)約電能4296.47 kW。2、設(shè)備影響（1） 避免了電動機啟動時對電機的沖擊損害及對電網(wǎng)的沖擊；（2） 提高了羅茨風機的自動控制能力；（3） 減少了羅茨風機及其消聲器等的機械振動、噪聲和沖擊；（4） 由于轉(zhuǎn)速的降低，羅茨風機的葉輪、軸承等壽命得以延長。六、結(jié)束語變頻器控制技術(shù)用于羅茨風機控制達到顯著的節(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、維修費用，經(jīng)濟效益十分明顯。

　　問題：風機能用變頻器調(diào)速嗎

　　回答：風機在使用過程中，很多工況需要對風機的風量進行控制，不同的時間段可能采用風量也不同，所以，就出現(xiàn)了變頻型風機。

　　羅茨風機可以采用變頻電機來調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的便是調(diào)節(jié)風機風量了，羅茨風機可以通過變頻控制柜，對變頻電機進行調(diào)節(jié)，達到風機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

　　采購風機時，如果我們對此有要求，需要調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，可以提前和廠家說明，搭配上變頻電機和變頻控制柜。

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　　：三葉羅茨鼓風機產(chǎn)品列表

　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展，要求調(diào)節(jié)羅茨鼓風機風量的用戶日趨增多。在幾種調(diào)節(jié)方法中，變頻調(diào)速由于效率高，調(diào)速性能好，調(diào)速改造方便等優(yōu)點，而得到普遍的采用。在使用中發(fā)現(xiàn)，有些用戶對羅茨鼓風機的自身使用特點不十分清楚，造成風機不能正常使用，因此有必要對羅茨鼓風機應(yīng)用變頻調(diào)速的特點加以論述。

　　變頻調(diào)速可用一般的異步電動機加變頻器實現(xiàn)，也可用變頻電機加變頻器實現(xiàn)。一般異步電動機加變頻器向下調(diào)轉(zhuǎn)速時，長期使用一般控制在20Hz以上。因為一般電動機的散熱主要依靠電動機后面的風扇進行，當轉(zhuǎn)速高時，其散熱情況好。但當電動機轉(zhuǎn)速很低時(如電頻20Hz以下)，風扇的性能降低，散熱情況變得惡劣，影響電動機的使用。羅茨風機

　　變頻電動機加變頻器調(diào)節(jié)時，由于變頻電動機設(shè)計時考慮了散熱的問題，故可在5Hz以上長期使用。

　　當采用變頻調(diào)速，若供電頻率為50Hz，頻率不大于供電頻率50Hz時，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；當頻率大于供電頻率50Hz時，為恒功率調(diào)速。如目前國內(nèi)普遍采用的YVP系列變頻調(diào)速三相異步電動機，恒轉(zhuǎn)矩頻率范圍為5～50Hz，恒功率頻率范圍為50～100Hz。

　　羅茨鼓風機的驅(qū)動一般采用異步電動機，故可采用變頻調(diào)速來達到調(diào)節(jié)風量的要求。羅茨鼓風機在采用變頻調(diào)速時，除了應(yīng)滿足變頻調(diào)速的自身要求外，還需符合羅茨鼓風機的自身運行特點。當頻率下調(diào)、轉(zhuǎn)速下降時，將導(dǎo)致風機效率下降，使風機溫度升高，因此下調(diào)頻率有個最低極限值，使風機不致產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。

　　當頻率上調(diào)、轉(zhuǎn)速升高時，應(yīng)注意滿足風機轉(zhuǎn)矩上的要求。注意了以上特點，采取必要的措施，即可保證風機正常連續(xù)運行。

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　　：羅茨鼓風機

　　原標題：羅茨鼓風機變頻控制方法指南！

　　羅茨鼓風機的變頻調(diào)速方法，為了適應(yīng)不同條件下的曝氣，變頻電機的使用也節(jié)省了工作中的耗電成本！ 是個更好的設(shè)計。 由于同步速度與電源頻率成比例，因此只要電源頻率可以連續(xù)變化，就可以實現(xiàn)無級調(diào)速。 變頻調(diào)速不會人為地增加滑差。 該方法被稱為現(xiàn)代交流調(diào)速的基礎(chǔ)和輔助，是三葉羅茨鼓風機的理想和有前途的速度控制方法。

　　羅茨風機逆變器可分為兩類：AC→DC→AC逆變器和AC→AC逆變器。 前者也稱為帶有直流回路的間接逆變器，后者也稱為直接逆變器。 簡單地說，通過改變羅茨鼓風機的異步電動機的定子端的輸入功率的頻率來改變電動機的速度的方式變?yōu)榭勺冾l率調(diào)節(jié)。 羅茨鼓風機中經(jīng)常使用的變頻調(diào)速裝置主要包括可變直接轉(zhuǎn)換型的三種電壓型，電流型和脈寬調(diào)制型。

　　羅茨鼓風機變頻調(diào)速的優(yōu)點是效率高，調(diào)頻無附加滑差，速度范圍寬，一般可達20：1，硬特點，調(diào)速精度高，易于實現(xiàn)無級調(diào)速。 由于大多數(shù)逆變器可以實現(xiàn)能量反饋，因此啟動相當于分級啟動，因此啟動和制動的能耗很小。 當舊設(shè)備重建時，由于可以使用原始的籠式電動機，因此減少初始投資是特別有利的。 根據(jù)不同的負載要求，三葉羅茨鼓風機變頻調(diào)速可以給出不同的協(xié)調(diào)控制模式。 它特別適用于調(diào)節(jié)深度運行或頻繁啟動，如開關(guān)控制的羅茨鼓風機。 此時，選擇殼體比電動機功率快，并且執(zhí)行節(jié)能操作。

　　對于變頻電機的工作原理，用戶可以通過變頻柜簡單介紹電機的Hz，電機的速度會降低。 變頻電動機的優(yōu)點在于，在電動機的轉(zhuǎn)速降低之后，電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不會改變。 它的功率沒有變化。 變頻的功率已經(jīng)下降，這在節(jié)省點方面發(fā)揮了作用。 一般來說，大功率用戶將使用更多的頻率轉(zhuǎn)換，而使用低功率的電機用戶將使用較少的頻率轉(zhuǎn)換。

　　直連羅茨鼓風機 下載羅茨鼓風機 羅茨鼓風機抱死 專業(yè)羅茨鼓風機維修

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羅茨風機變頻控制參數(shù)設(shè)置：羅茨鼓風機變頻控制方法指南！

　　原標題：羅茨鼓風機變頻控制方法指南！

　　羅茨鼓風機的變頻調(diào)速方法，為了適應(yīng)不同條件下的曝氣，變頻電機的使用也節(jié)省了工作中的耗電成本！ 是個更好的設(shè)計。 由于同步速度與電源頻率成比例，因此只要電源頻率可以連續(xù)變化，就可以實現(xiàn)無級調(diào)速。 變頻調(diào)速不會人為地增加滑差。 該方法被稱為現(xiàn)代交流調(diào)速的基礎(chǔ)和輔助，是三葉羅茨鼓風機的理想和有前途的速度控制方法。

　　羅茨風機逆變器可分為兩類：AC→DC→AC逆變器和AC→AC逆變器。 前者也稱為帶有直流回路的間接逆變器，后者也稱為直接逆變器。 簡單地說，通過改變羅茨鼓風機的異步電動機的定子端的輸入功率的頻率來改變電動機的速度的方式變?yōu)榭勺冾l率調(diào)節(jié)。 羅茨鼓風機中經(jīng)常使用的變頻調(diào)速裝置主要包括可變直接轉(zhuǎn)換型的三種電壓型，電流型和脈寬調(diào)制型。

　　羅茨鼓風機變頻調(diào)速的優(yōu)點是效率高，調(diào)頻無附加滑差，速度范圍寬，一般可達20：1，硬特點，調(diào)速精度高，易于實現(xiàn)無級調(diào)速。 由于大多數(shù)逆變器可以實現(xiàn)能量反饋，因此啟動相當于分級啟動，因此啟動和制動的能耗很小。 當舊設(shè)備重建時，由于可以使用原始的籠式電動機，因此減少初始投資是特別有利的。 根據(jù)不同的負載要求，三葉羅茨鼓風機變頻調(diào)速可以給出不同的協(xié)調(diào)控制模式。 它特別適用于調(diào)節(jié)深度運行或頻繁啟動，如開關(guān)控制的羅茨鼓風機。 此時，選擇殼體比電動機功率快，并且執(zhí)行節(jié)能操作。

　　對于變頻電機的工作原理，用戶可以通過變頻柜簡單介紹電機的Hz，電機的速度會降低。 變頻電動機的優(yōu)點在于，在電動機的轉(zhuǎn)速降低之后，電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不會改變。 它的功率沒有變化。 變頻的功率已經(jīng)下降，這在節(jié)省點方面發(fā)揮了作用。 一般來說，大功率用戶將使用更多的頻率轉(zhuǎn)換，而使用低功率的電機用戶將使用較少的頻率轉(zhuǎn)換。

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羅茨風機變頻控制參數(shù)設(shè)置：羅茨鼓風機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計

　　原標題：羅茨鼓風機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計

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

　　羅茨風機變頻調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)從根本上解決了羅茨風機大啟動力矩而配用大功率電機的問題，節(jié)能效果非常顯著。能夠解決羅茨風機低負荷運行，羅茨風機開度當板小而引起的風紀震動問題，使羅茨鼓風機運行更加穩(wěn)定。閉環(huán)控制系統(tǒng)的建立使控制更加穩(wěn)定裝置操作更加平穩(wěn)；另外羅茨風機轉(zhuǎn)速的降低大大提高了羅茨風機軸承的使用壽命。提高了設(shè)備運行時間，延長了設(shè)備的檢修周期。

　　2.變頻調(diào)速裝置在羅茨風機上的應(yīng)用

　　羅茨風機的流量，運行壓力，軸功率這三個基本參數(shù)與轉(zhuǎn)速的運算公式極其復(fù)雜，同時羅茨風機類負荷隨環(huán)境變化參數(shù)也隨之變化。在工程中一般根據(jù)羅茨風機的運行曲線，進行大致的參數(shù)運算，通過改變羅茨風機的管網(wǎng)特性曲線來實現(xiàn)對羅茨風機的風量的調(diào)節(jié)；通過改變羅茨風機葉片的角度來實現(xiàn)對羅茨風機的風量調(diào)節(jié)；通過改變羅茨風機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)羅茨風機的風量調(diào)節(jié)。

　　取代老式的依靠擋板改變流量的方式，達到節(jié)能的效果；精確地調(diào)節(jié)速度和流量，保證工藝質(zhì)量；接受計算機的模擬或數(shù)字信號，進行實時控制；動態(tài)性能好，可實現(xiàn)“軟”啟動。變頻裝置的特性保證了電機啟動和加速時具有消除啟動對電機的沖擊，可以提高電機和機械的使用壽命。

　　3.變頻調(diào)速技術(shù)

　　3.1變頻調(diào)速的基本原理

　　對異步電動機進行調(diào)速控制時，希望電動機的主磁通Фm保持額定值不變。磁通太弱，電動機帶負載能力下降，磁通太強，形成過飽和，將引起勵磁電流波形畸變。由上可見,Фm值由e1和fl共同決定，對e1和fl進行適當控制，就可以使氣隙磁通Фm保持額定值不變。分兩種：基頻以下的恒磁通變頻調(diào)速，即從電機額定頻率f調(diào)速；基頻以上的弱磁通變頻調(diào)速。

　　3.2 u/f控制

　　主電路中逆變器采用BJT，用PWM方式進行控制。逆變器的控制脈沖發(fā)生器同時受控于頻率指令f和電壓指令U，而f和U之間的關(guān)系是由U/f曲線發(fā)生器決定的。這樣經(jīng)PWM控制之后，變頻器的輸出頻率與輸出電壓之間的關(guān)系就，就是U/f曲線發(fā)生器所確定的關(guān)系。轉(zhuǎn)速的改變是靠改變頻率的設(shè)定值來實現(xiàn)的。電動機的實際轉(zhuǎn)速要根據(jù)負載的大小，即轉(zhuǎn)差率的大小來決定。負載變化時，在f不變的條件下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將隨負載轉(zhuǎn)矩變化而變化，故它常用于速度精度要求不十分嚴格或負載變動較的場合。U/f控制是轉(zhuǎn)速開環(huán)控制，無需速度傳感器，控制電路簡單，負載可以是通用標準電動機，所以通用性強，經(jīng)濟性好，是目前通用變頻器產(chǎn)品中使用較多的一種控制方式。

　　3.3 轉(zhuǎn)差頻率控制

　　根據(jù)速度傳感器的檢測，可以求出轉(zhuǎn)差頻率△f，再把它和速度設(shè)定值f相疊加，以該疊加值作為逆變器的頻率設(shè)定值f1*，就實現(xiàn)了轉(zhuǎn)差補償。這種實現(xiàn)轉(zhuǎn)差補償?shù)拈]環(huán)控制方式稱為轉(zhuǎn)差頻率控制方式。與U/f控制方式相比，其調(diào)速精度大為提高。但是使用速度傳感器求取轉(zhuǎn)差頻率，要針對具體電動機的機械特性調(diào)整控制參數(shù)，因而這種控制方式的通用性差。

　　4.系統(tǒng)自動控制的實現(xiàn)

　　4.1控制系統(tǒng)的工作原理

　　本系統(tǒng)是用單片機控制的變頻器實現(xiàn)的羅茨風機調(diào)速系統(tǒng)。其主要硬件是MSC8051單片機，變頻器，壓力變送器，羅茨風機。該系統(tǒng)中單片機起到控制器的作用，變頻器和羅茨風機是執(zhí)行機構(gòu)。通過設(shè)置在羅茨鼓風機負壓側(cè)的壓力變送器得到系統(tǒng)的反饋信號，并且將其轉(zhuǎn)化成了標準的電流或者電壓信號，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號傳送到單片機，然后由單片機實現(xiàn)PI壓力調(diào)節(jié)，顯示功能。最后輸出控制量，作為變頻器的模擬量給定信號，由變頻器輸出SPWM調(diào)制的頻率可調(diào)的電壓來控制羅茨風機電動的轉(zhuǎn)速。從而整個系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)控制。達到準確控制，節(jié)能的目的。

　　4.2 控制器的硬件設(shè)計

　　單片機：選用MCS-8051單片機，由于本系統(tǒng)的設(shè)計目的是羅茨風機的簡單調(diào)速系統(tǒng)，所以系統(tǒng)不要求有復(fù)雜的控制功能。因此本系統(tǒng)選用最小系統(tǒng)，不需要對單片機的進行外部存儲器的擴展。由于8051單片機的輸入輸出口數(shù)目的限制，所以系統(tǒng)擴展了并行通信口8255A作為A/D，D/A的接口芯片。系統(tǒng)還具有簡單的鍵盤輸入和顯示作用，通過8279控制鍵盤和顯示器。

　　變頻器：變頻器選用西門子公司的Ec01-110k13kw 變頻器。

　　變送器：選用BYD-8系列壓力變送器。

　　鍵盤顯示部分是用單片機控制8279鍵盤顯示電路，由小鍵盤和6個8段數(shù)碼LED組成。可以通過鍵盤對系統(tǒng)的PI的參考量進行預(yù)制，這樣使系統(tǒng)增加了很的可移植行和方便了系統(tǒng)的調(diào)試。本系統(tǒng)還可以隨時跟蹤顯示羅茨風機負壓側(cè)的壓力，方便了操作人員對系統(tǒng)監(jiān)控。

　　4.3系統(tǒng)的軟件設(shè)計

　　系統(tǒng)軟件是計算機控制系統(tǒng)的一個關(guān)鍵組成部分，軟件的質(zhì)量直接關(guān)系到整個控制系統(tǒng)的效率和性能。根據(jù)控制系統(tǒng)的目標需求，對控制軟件的功能進行合理的劃分，再采用模塊化的設(shè)計原則，確定各個模塊所要完成的功能，整個控制軟件完成數(shù)據(jù)的輸入，顯示以及PI調(diào)整功能。整個單片機系統(tǒng)不但起到了控制作用而且充當簡單的上下位機作用。

　　PI控制器可以使原系統(tǒng)更加穩(wěn)定準確，環(huán)節(jié)P用來使系統(tǒng)快速的動作，但遺憾的是有余差存在；積分控制可以消除余差，但是容易使系統(tǒng)的控制過程產(chǎn)生震蕩，且時間延遲很長，被控變量波動幅度也很大。應(yīng)用PI控制，可以很好的改善以上單獨使用的不足，使系統(tǒng)控制變的準確。雖然PI控制還存在很多不足，但是在本系統(tǒng)中，由于對壓力的控制要求不是十分的嚴格，所以應(yīng)用PI控制就可以很好的完成控制要求。對于PI控制器的參數(shù)整定有多種方法，如：臨界比例度法，衰減曲線法，PID歸一參數(shù)法等方法。但是在工業(yè)中最長使用的是經(jīng)驗法。這種方法是工人師傅幾十年操作經(jīng)驗的積累，逐步的反復(fù)的試湊，最后得到控制器的適合參數(shù)。在PI控制器的設(shè)計上，本系統(tǒng)采用了積分分離法防止積分的飽和。

　　5.小結(jié)

　　本文系統(tǒng)的介紹了整個系統(tǒng)的設(shè)計過程。首先討論了各種羅茨鼓風機風量調(diào)節(jié)方法以及他們各自的特點，而突出了變頻調(diào)速的優(yōu)點。然后系統(tǒng)的說明了變頻器的原理以及分類，根據(jù)各方面的比較選擇該系統(tǒng)所用到的電壓型變頻器，根據(jù)所用的頻器的基礎(chǔ)上，確定變頻器的相關(guān)參數(shù)。最后根據(jù)在工業(yè)現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)學(xué)上的仿真，完成控制器的軟件設(shè)計。

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