隨著變頻技術的成熟，變頻器在電氣傳動領域中應用越來越廣泛。其控制方式的多樣性、完善的電機保護功能以及其特有的優點是目前在工控領域其它無可比擬的。

一.改造原理

由流體傳輸設備水泵、風機的工作原理可知：水泵、風機的流量（風量）與其轉速成正比；水泵、風機的壓力與其轉速的平方成正比，而水泵、風機的軸功率等于流量與壓力的乘積，故水泵、風機的軸功率與其轉速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比）根據上述原理可知：降低水泵、風機的轉速就，水泵、風機的功率可以下降得更多。例如:將供電頻率由50Hz降為45Hz，則P45/P50=（45/50）3=0.729，即P45=0.729P50（P為電機軸功率）；將供電頻率由50Hz降為40Hz，則P40/P50=（40/50）3=0.512，即P40=0.512P50（P為電機軸功率）。

A 水泵部分：

水泵消耗功率與轉速的三次方成正比。即N=KN3 N：為水泵消耗功率；n：為水泵運行時的轉速；K為比例系數。而水泵設計是按工頻運行時設計的，但供水時除高峰外，大部分時間流量較小，由于采用了變頻技術及微機技術有微機控制，因此可以使水泵運行的轉速隨流量的變化而變化，最終達到節能的目的。實踐證明，使用變頻設備可使水泵運行平均轉速比工頻轉速降低20%，從而大大降低能耗，節能率可達20%-40%。

B 風機部分：

風機屬于典型的平方轉矩負載類型，所以其功率（軸功率），轉矩（壓力），轉速（風量）滿足以下關系（相似定理）：

壓力=P軸=QH
Q’/Q=N’/N 則Q’=QN’/N
P’/P=（N’/N）3 則P’=P（N’/N）3
異步電機的轉速公式 n=60f（1-s）/p

式中：N、Q、H、P——風機的額定轉速，風量，軸功率
N’、Q’、H’、P’——調速后風機的額定轉速，水量，軸功率

在一定范圍，可以保持風壓恒定的前提下，可以通過改變轉速來調節風量，并且不改變風壓。這種特性表明，調節風機轉速，改變出風壓力，改變風量，使壓力穩定在恒壓線上，就可以完成恒壓供風。

綜上所述：利用變頻技術改變電機轉速來調節流量和壓力的變化用來取代閥門控制流量，能取得明顯的節能效果

二.改造方案

水泵在熱電廠中主要是給鍋爐提供循環水，鍋爐燃燒產生的高溫高壓蒸汽進入蒸汽輪機推動渦輪旋轉，帶動發電機發電，發電后的乏汽或從蒸汽輪機中的抽汽進入蒸汽制冷機制冷同時一部分進入熱交換器采暖或提供衛生熱水。在實際工作過程中，隨著負荷的多少，水流量也應該有不同的變化，以滿足生產的要求。

在熱電廠的應用中，對水泵電機而言，由于它是在工頻下全速運行，因此造成了能量的大大浪費。

鍋爐風機在變頻改造之前，是采用傳統的擋板來調節風量，既容易發生故障，也造成了電能的浪費。據此，我公司采用以下系統方案：

變頻器：采用 風機水泵專用變頻器

風機水泵專用變頻器（JK型）=普通變頻器+MCU，是集供水控制和供水管理一體化的系統。內置供水專用PID調節器，只需加一只壓力傳感器，即可方便地組成供水閉環控制系統。傳感器反饋的水壓信號直接送入變頻器自帶的PID調節器輸入口，而壓力設定既可以使用變頻器的鍵盤設定，也可以采用一只電位器以模擬量的形式送入。

三.產品特點：

1．空間電壓矢量控制技術。
2. 轉矩自動提升功能，低頻大轉矩輸出。
3. 載波頻率可調，靜音運行。
4. 控制方式多樣化，通用性強。
5. 內置剎車單元，快速停車。
6. 內置PID調節功能，閉環控制簡單。
7. 內置RS-485接口，可計算機聯網控制，也可以與DCS組成閉環控制系統。
8. 具有時間累計功能，可以顯示單次通電運行時間，累計運行時間。
9. 32位電機控制專用微處理器，頻率解析度高達0.01HZ。

金肯系列變頻器強大的通訊功能，配合工控機和組態軟件等，即可實現與主控室進行聯網控制，便于監控人員自動化管理。如果用戶希望采用DCS或者是FCS，那么則可以由D/FCS負責采集模擬量、開關量等信號，變頻器輸出的模擬量、開關量信號全部進入DCS系統，形成閉環控制，同時實現相關輔機聯鎖功能等。為確保系統可靠性，需要在變頻系統上增加工頻軟啟動旁路裝置。

由此可見，金肯風機水泵專用變頻器具有強大的功能，能滿足生產過程中的各種控制方案。若外接PLC或MCU及PC機（上位機）等，就組成全自動化的監控和控制系統、可以滿足更復雜的工藝要求。

四.系統改造后的性能：

（1）采用變頻器閉環控制，可按需要進行軟件組態并設定溫度進行PID調節，使電機輸出功率隨熱負載的變化而變化，在滿足使用要求的前提下達到最大限度的節能。
（2）由于降速運行和軟啟運，減少了振動、噪音和磨損，延長了設備維修周期和使用壽命，提高了設備的MTBF（平均故障維修時間）值，并減少了對電網沖擊，提高了系統的可靠性。
（3）系統具有各種保護措施，使系統的運轉率和安全可靠性大大提高。
（4）變頻調速閉環控制系統與工頻控制系統互為互鎖，不影響原系統的運行，且在變頻調速閉環控制系統檢修維護或故障時，原工頻控制系統照樣可以正常運行。(end)