矢量变频器启动罗茨风机_罗茨鼓风机

矢量变频器启动罗茨风机：一种脱硫用罗茨风机的变频运行装置的制作方法

　　本实用新型涉及脱硫技术领域，具体而言，涉及一种脱硫用罗茨风机的变频运行装置。

　　背景技术：

　　在保证机组正常、稳定的运行同时，需要进一步优化系统结构，减少系统的能耗，在脱硫系统中采用必要的节能降耗措施，以减少脱硫系统的运行费用，将会产生一定程度上的经济效益和环境效应。在整个脱硫系统中，若脱硫剂为石灰石粉，氧化风机的电耗约占脱硫系统的10％；若脱硫剂为石灰石块，氧化风机的电耗约占脱硫系统的6～8％，氧化风机的电耗在脱硫系统的电耗中的比重也相对较大，节能降耗具有重大的意义。

　　电厂机组不能满负荷运行，同时煤质的含硫量达不到原设计值，从而造成脱硫系统中氧化风机在现场实际运行过程中，存在一定的调整空间。

　　脱硫系统中的氧化风机主要分为罗茨风机、多级离心风机和单级高速离心风机三种形式，其中多级离心风机和单级高速离心风机的运行方式和控制方式基本上相同，罗茨风机与离心风机的运行不相同。罗茨鼓风机属于容积式气体压缩机，输送的风量与转数成比例。其工作原理是：由两个叶轮(或三叶)在箱体内互为反方向匀速旋转，使箱体和叶轮所包围着的一定量的气体由吸入的一侧输送到排出的一侧。罗茨鼓风机的主要特点是：1)叶轮和轴为整体结构，且叶轮无磨损，风机性能持久不变，可以长期连续运转；2)具有硬排气特性，压力变化时，流量变化很小，在设计压力范围内，管网阻力变化时其流量变化很小，适用于在流量要求稳定而阻力变化幅度较大的工作场合；3)由于罗茨鼓风机在工作过程中存在冲击脉动，导致罗茨鼓风机噪声较高，会给周围环境带来极大的影响。

　　目前脱硫用罗茨风机为固定状态运行，脱硫运行现场不会随着机组负荷以及现场的实际情况进行相应的调整运行，该运行方式在机组较大负荷运行或脱硫系统入口烟气参数与设计相匹配时运行情况合适，实际运行中易出现较大的能源浪费。从氧化风机所配电机来看，原来氧化风机电机均为异步电动机，虽然其运行稳定，故障率低，但从节能角度来看，异步电动机体现不出节能效果。为了保证脱硫系统安全、经济运行，脱硫用罗茨风机随着机组的运行负荷、烟气参数的变化需要进行调整。

　　技术实现要素：

　　为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种脱硫用罗茨风机的变频运行装置，能根据机组的实际运行情况调整罗茨风机的运行情况，减少设备的浪费，降低现场的运行费用。

　　本实用新型提供了一种脱硫用罗茨风机的变频运行装置，包括：永磁同步电机、连接在所述永磁同步电机上的罗茨风机、以及用于驱动控制所述永磁同步电机的变频器，所述变频器输入端与工频电源相连，所述变频器输出端与所述永磁同步电机输出轴相连；

　　所述变频器位于变频柜内，包括整流器、滤波器、逆变器和控制器，所述整流器输入端与工频电源相连，所述整流器输出端与所述滤波器输入端相连，所述滤波器输出端与所述逆变器输入端相连，所述逆变器输出端与所述永磁同步电机输出轴相连，所述整流器、所述滤波器和所述逆变器均与所述控制器相连；

　　所述罗茨风机上设置有转速传感器，所述转速传感器与所述控制器相连；

　　其中，所述罗茨风机用于将氧化空气输送至脱硫吸收塔内将亚硫酸钙强制氧化，所述永磁同步电机与所述罗茨风机配套使用。

　　作为本实用新型进一步的改进，所述罗茨风机与所述永磁同步电机通过联轴器相连。

　　作为本实用新型进一步的改进，所述罗茨风机与所述永磁同步电机直接相连。

　　作为本实用新型进一步的改进，所述控制器包括：

　　检测电路：检测所述滤波器滤波平滑后的电压、电流信号；

　　运算电路：将所述转速传感器的速度信号同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，确定所述逆变器的输出电压、频率；

　　驱动电路：根据确定的输出电压、频率驱动所述逆变器的开关器件的导通、关断；

　　保护电路：根据所述逆变器的输出电压，当发生过载或过电压时，保护所述逆变器和所述永磁同步电机。

　　本实用新型的有益效果为：

　　1、能够实现0～20％的节能，甚至更多；

　　2、罗茨风机的启动能够逐步运行，避免现场的突然启动和停止，能够更好地保护设备，增加设备及其零部件的使用寿命，减少现场检修维护量和维护费用；

　　3、现场能够根据机组的实际运行情况调整的风机的运行状况，减少设备的浪费，降低现场的运行费用。

　　附图说明

　　图1为本实用新型实施例所述的一种脱硫用罗茨风机的变频运行装置的示意图。

　　图中，

　　1、永磁同步电机；2、变频器；3、罗茨风机。

　　具体实施方式

　　下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

　　如图1所示，本实用新型实施例的一种脱硫用罗茨风机的变频运行装置，包括：永磁同步电机1、连接在永磁同步电机1上的罗茨风机3、以及用于驱动控制永磁同步电机1的变频器2，变频器2输入端与工频电源相连，变频器2输出端与永磁同步电机1输出轴相连；

　　变频器2位于变频柜内，包括整流器、滤波器、逆变器和控制器，整流器输入端与工频电源相连，整流器输出端与滤波器输入端相连，滤波器输出端与逆变器输入端相连，逆变器输出端与永磁同步电机1输出轴相连，整流器、滤波器和逆变器均与控制器相连；

　　罗茨风机3上设置有转速传感器，转速传感器与控制器相连；

　　其中，罗茨风机3用于将氧化空气输送至脱硫吸收塔内将亚硫酸钙强制氧化，永磁同步电机1与罗茨风机3配套使用。

　　整流器将工频交流电转换为直流电，滤波器将转换后的直流电进行滤波平滑，逆变器将滤波平滑后的直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波，控制器将信号传送给整流器、滤波器和逆变器，同时接收来自这些部分的信号，并控制输出方波的频率、幅度与脉宽，使其叠加为近似正弦波的交流电，驱动永磁同步电机1。

　　罗茨风机3与永磁同步电机1通过联轴器相连或直接相连。

　　其中，控制器包括：

　　检测电路：检测滤波器滤波平滑后的电压、电流信号；

　　运算电路：将转速传感器的速度信号同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，确定逆变器的输出电压、频率；

　　驱动电路：根据确定的输出电压、频率驱动逆变器的开关器件的导通、关断；

　　保护电路：根据逆变器的输出电压，当发生过载或过电压时，保护逆变器和永磁同步电机1。

　　本实用新型将配套使用的异步电机替换为永磁同步电机，永磁同步电动机的结构简单，体积小，工作可靠，故障率低，是天然的防爆电机，与三相异步感应电动机的定子部分基本一致，其主要区别是在转子部分，其转子采用实心结构，嵌置铜棒启动笼型，预置磁体材料，由永磁体提供电机能量转换所需损耗大量的磁场，代替传统的转子绕组感应磁能来提供励磁，取消了电励磁集电环电刷以及励磁电源。具有以下特点：

　　(1)具有高效率、高节能经济运行特性范围宽的特点(负载在25～120％时，效率可达95％以上)，比如负载率为50％时，异步电机的效率下降到89％，永磁同步变频依然可以保持95％的高效。

　　(2)具有高启动转矩、高嵌入转矩、高过载能力、高功率密度的特点，使得在永磁同步变频与变频器、或与永磁同步变频软启动器配合使用时，可以根据实际轴功率大大降低设备驱动电机的装机容量，减少了电机的空载损耗。

　　(3)具有高功率因数的特点(功率因数可达98％以上)，使得供电系统中无需再提供无功，取消了无功功率补偿器，减少了设备投资和故障点。同时由于有功、无功电流的大幅下降(比同容量异步电机下降30％)，使得所有供电电缆截面、供电变压器、柜内母牌、开关等容量都会降低，减少设备投资的同时，减少了变压器及输电线路的损耗。

　　(4)具有高可靠性、高互换性的特点，即与同容量的异步电机有相同的机座号和出线方式，使得永磁同步变频替换异步电机是非常简单方便。

　　罗茨风机属于定容式回转鼓风机，相当于恒流源，转子在一定的转速下，当压升在允许的涉及范围内变化适用时，其流量几乎稳定不变，根据罗茨风机的流量的特性计算式：

　　式中，D为转子直径(m)，l为转子长度(m)，n为转子转速(r/min)，λv为容积系数，λv＝0.55～0.9。

　　从上式可以看出，改变与罗茨风机连接的转子的速度即可改变流量。

　　罗茨风机转速改变以后，其轴功率就相应改变，用下式计算：

　　式中，ΔP为罗茨风机进出口压差，ηv、ηm为容积效率、机械传动效率。

　　从上式可以看出，罗茨风机的性能特点是转速和流量之间保持正比的关系，转速与功率也成正比关系，通过改变转速可以实现选择最佳工作点。改变罗茨风机转速可以实现选择最佳工作点的目标，合理控制使用风量即流量大小，根据罗茨风机转速与功率成正比的关系，罗茨风机的转速减小，罗茨风机需要消耗的电功率也下降，从而实现罗茨风机的节能降耗。

　　采用本实用新型的变频运行装置后，脱硫系统及氧化风机节能降耗情况表如下：

　　从结果可以看出，采用这种调速装置，罗茨风机能够实现0～25％的节能，甚至更多，罗茨风机的启动能够逐步运行，避免现场的突然启动和停止，能够更好地保护设备，增加设备及其零部件的使用寿命，减少现场检修维护量和维护费用。

　　本实用新型的变频运行装置的优点：

　　(1)调速效率高，属于高效调速方式。这是由于在频率变化后，永磁同步电机仍在同步转速附近运行，基本保持额定转差，只是在变频装置系统中会产生变流损失，以及由于高次谐波的影响，永磁同步电机的损耗增加，从而效率有所下降。

　　(2)调速范围宽，一般可达20：1，在整个调速范围内具有高的调速效率，变频调速适用于调速范围宽，且经常处于低负荷状态下运行的场合。

　　(3)机械特性较硬，在无自动控制时，转速变化率在5％以下；当采用自动控制时，能做高精度运行，把转速波动率控制在0.5～1％左右。

　　(4)变频运行装置万一发生故障，可以退出运行，改由电网直接供电，罗茨风机仍可继续保持运转。

　　(5)能兼作启动设备，即通过变频器将永磁同步电机启动到某一转速，再断开变频器，永磁同步电机可直接接到工频电源使罗茨风机加速到全速。在变频器向工频电源切换时，一般有400～500％的冲击电流产生，电网电压瞬时下降，电动机受到机械冲击。为了防止这种现象的产生，可在永磁同步电机和工频电源之间并联一个启动电抗器，以便在启动时抑制冲击电流的产生。

　　本实用新型的变频运行装置的变频运行方法，包括以下步骤：

　　步骤1，启动永磁同步电机1、变频器2和罗茨风机3。

　　步骤2，上位机根据脱硫系统所需氧化风的流量，计算出罗茨风机3的理论转速。

　　步骤3，罗茨风机3上的转速传感器获取罗茨风机3的当前转速，上位机结合步骤1中的理论转速，得到罗茨风机3所需要的调整转速；

　　步骤4，变频器2的控制器根据接收到的调整转速的调整信号，将该调整信号转换成控制信号后，控制变频器2的逆变器调节输出的电压、频率，驱动永磁同步电机1按照此电压和频率进行工作，进而改变罗茨风机3的输出转速。

　　进一步的，步骤1中，启动变频器2时，变频器2的整流器将工频交流电转换为直流电，变频器2的滤波器将转换后的直流电进行滤波平滑。步骤4中，根据控制器的控制信号，逆变器将滤波平滑后的直流电转化成电压、频率满足调整转速的交流电，驱动永磁同步电机1。

　　以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

矢量变频器启动罗茨风机：罗茨风机上使用变频器的优势

　　对多数企业而言，电费是未被企业控制的最后一项本钱，人们普遍以为电费开支是难以被控制的，交电费 天经地义，由于用电设备消耗多少电，是同其机电特性所决定的，主观的控制无能为力。很显然，此观念 是错误的。现在运用变频器对机械设备节能控制技能减少电能资源的浪费，节约电费开支.

　　炼钢厂、水泥制造、化纤等行业中都用到罗茨风机。在没有调速控制之前，一般采用降压起动，并且正常 运行后，电动机全速运行，而风量的大小则通过风门来调节。一般情况下，风门的开度为50%～80%，电机 只能是满负荷运行，电动机的工作效率很低，造成很大浪费。 采用变频器对罗茨风机进行控制，属于减 少空气动力的节电方法，它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较，具有明显的节电效果。

　　使用变频器对罗茨风机实行节能改造后的优势：

　　1、进步功率因素，减少无功功率损耗

　　2、具有自动节能 控制功能，能根据负载情况自动调整电压，使电机运行在最高效率状态下

　　3、变频器采用低频输出额定转矩，能对罗茨风机实行强有力的控制

　　4、节约能源，运行本钱降低

　　5 、延长罗茨风机的使用寿命

　　6、软启动、启动时无大电流冲击

　　江鼓品牌是一家有十余年设计、制造经验的罗茨鼓风机专业厂家。公司全部三期建设累计投资一亿五千万余元，四期建设预计投资一亿元人民币，打造成集研发、设计、制造、经营于一体的复合型现代化企业。

矢量变频器启动罗茨风机：罗茨风机变频调速运行方式

　　原标题：罗茨风机变频调速运行方式

　　山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨鼓风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇，近年来，锦工致力于新产品的研发，新产品双油箱罗茨风机、水冷罗茨风机、油驱罗茨风机、低噪音罗茨风机，赢得了市场好评和认可。

　　在绝大多数情况下，罗茨风机都工作在偏离风量最大需求的状态下，即罗茨风机按不变的设计指标投入运行，造成风量过大，从根本上讲，罗茨风机的定速运行与实际风量需求的不断改变的情况不相适应。通过对罗茨风机采取变频调速，当实际需求风量较小时，通过调低转速，罗茨鼓风机的轴功率可大幅度地成3次方规律降低，折入轴功率也减少，从而使运行电耗大幅度地降低。与采用挡板成闸门调节风量的方法相比，变频调速可高效率地实现需用功率与实际供给功率的最佳匹配。

　　1.变频调速运行方式

　　1.1三速选择运行

　　电机可以预先给定的3种速度运行。风扇、鼓罗茨风机在不同的季节、不同的时段由于用风量需要不同而进行风量切换，振动筛筛分不同材质的颗粒时．以预先给的速度运转。应用逆变器的电机三速选择运转回路，使用SA—OT2选用件构成的电路。

　　高、中、低的速度指令由外部输入后，则选定频率给定信号给逆变器输入指令，以结定的速度运转。A型逆变器设有三速选择信号用端子，对于此场合是方便的，所以术需要选用件。频率给定可有3挡速度，高、中、低速，各自使用电位器可以调节。

　　值得注意的是要有联锁回路，防止有2个外部速度给定信号同时输入。选用件与逆变器间的频率给定信号由于电压低．电流弱，原则上不能有接点加入。加入接点时，为防止接触不良应当用2个灵敏继电器接点并联使用，提高工作可靠程度。

　　1.2自动运行

　　在电机在运转过程中自动控制流量、压力、温度的变化，使之为一定值，这种情况叫自动运行。采取自动运行模式，首先检出作为罗茨风机、水泵输出的流量、压力、温度的变化，用PID（比例积分、微分控制）调节器调节速度，使用FR-FA选用件构成电机自动运转回路图。将流量、压力、速度检出器的输出输入给PID调节器，给出速度指令使电机自动运转，以保持检出值为给定值。选用件FR-FA是将PID调节器的电流输出变换为电压输出的一种I／U变换器。对于仅使用自动运转时，可将逆变器本身的频率给定信号切换开关选择在20mA处，不需要前置放大器（仅对A型）。

　　1.3并联运行

　　采用一台逆变器同时驱动多台并联电动机运行，叫并联运行。这种并联运行方式主要用于换气扇等小容量罗茨风机的统一速度控制。而且这种运行方式，不能使用逆变器内的电子热保护，所以每台电机外加热继电器。逆变器在运行中如果将停止的电机直接投入，有时因启动电流保护装置动作，使逆变器停止工作。

　　1.4并联运行

　　采用一台频率给定器向多台逆变器发出速度指令，使电机并联运转，称为并联运行。这种运行方式用途及注意事项：这种运行方式主要用于中容量的泵类、罗茨鼓风机、皮带输送机等控制为防止干扰产生误动作，频率给定器的接线要使用屏蔽线。

　　1.5比例运行

　　通过给定多台电机的运转速度比例来控制调节多台电机速度的运行方式叫比例运行。如3台皮带输送机按某比例供给3种原料，混合比由各比例给定单元给定，然后只转动主速给定器就可以改变全体的速度。田中示出了比例结定，电源接通，启动开关接通后，即使主速给定器的刻度指示为零，M3输送机也工作运转，再转动主速给定器的旋钮，则M2、M1顺次开始旋转。在中途M1、M2的转速也变为相同，然后M3、M1顺次升到额定转速，但M2到最后也达不到额定转速。该运行方式由于频率给定信号电压低、电流弱，需接入触点时要用微电流开关用继电器的2个触点并联；信号线的接线要远离动力线，并采用绞合屏蔽线。

　　2.变频器的选取

　　对于罗茨风机系统的变频调速设计，选取变频器时应首先必须充分认识到使用变频调速的目的是什么；变频调速系统应用在什么场合及负载特性的具体情况，并从容量、输出电压、输出频率、保护构造、U/f（电压／频率）模式、电网一逆变器的切换、瞬停再启动等诸方面进行综合考虑，进而选择满足要求的机种、机型。

　　通常变频器主要技术指标以适用电机功率(kw)、输出容量(kvA)、额定输出电流(A)表示：其中，额定输出电流为变频器可以连续输出的最大交流电流有效值，不管用于何种用途．都不允许电流连续流过值超过此值。输出容量指：三相情况下的额定输出电压与额定输出电流决定的三相视在功率。适用电机功率是以2、4极标准电机为对象，表示在输出额定电流以内可以传动的电机功率，鼠笼式电动机是2极电机即一对极电机，变频调速系统能很经济地与鼠笼式异步电动机构成控制调速配合使用。常常将变频器功率选得比实际配用电机功率更大一些。

　　变频器已经广泛地应用于交流电动机的速度控制，其最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。在罗茨风机、水泵、压缩机等流体机械上应用变频器可以节约大量电能。 除此之外，如果将恒速交流电力拖功系统改造为转速可调的交流调速系统，可以取得明显的节能效果：例如：交流调速应用生产加工制造企业罗茨风机、压缩机、水泵类机械，把原来用挡板、节流阀控制风量、流量方式改为转速控制方式，由于电动机所消耗的功率与转速的立方成正比，因而能获得显著的节能效果。

　　3.自控式变频调速

　　除了利用静止的变频装置给同步电动机提供变频变压电源外，自控式变频调速与他控式变频调速不同之处在于同步电动机的转子上装有一台转了位量检测器，由它发出信号来控制变频装置的输出电压的频率。也就是说，自控式中的变频装置与他控式中的变频装置不向，自控式变频装置中的输出频率不是独立调节的，而是由转子位置检测器控制的。调速时，通过改变同步电动机的输入电压来调节转速。例如当U1减小时，T减小，打破了原有的平衡，n下降，这时转了位置检测器发出信号，调节变频装置的输出频率，使人随之下降，T回升，直到重新出现T＝T2+T0为止，电动机在一个比原来低的频率和转速下重新稳定运行，由于这种电动机的定子频率与转子转速始终保持同步，电动机不会出现失步等问题，这是这种调速方法重要优点之一。

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矢量变频器启动罗茨风机：罗茨风机启动注意事项

　　纽迈特环保讲解罗茨风机启动注意事项：

　　（1）如果需要罗茨风机运行“工频”时，则只需要把电控箱上相应的鼓风机开关打到“工频”档，然后按下“启动”按钮即可，其他风机的开关和变频器的开关打到“停止”，注意在按下“启动” 按钮之前一定要检查一下运行的风机出口阀门是否打开，按下的“启动” 按钮的风机与实际运行的风机是否一致。（ 章丘罗茨风机）

　　（2）如果需要风机运行“变频”时，把变频器的开关打倒“启动”按钮，然后把电控箱上相应的鼓风机开关打到“变频”档后即可，注意其他风机的开关处于“停止”，在把开关打到“变频”档之前一定要检查一下运行的风机出口阀门是否打开，按下的“变频” 按钮的风机与实际运行的风机是否一致。

　　（3）待风机正常运转后（一般需要1分钟时间），然后将排气阀慢慢的关闭，以免由于关闭过快，造成风机瞬时电流过大烧坏电机

　　冬季开机检查：

　　1、罗茨风机基础及皮带罩是否紧固；

　　2、壳体内油位是否在规定的范围内；

　　3、传动皮带松紧程度及磨损情况,必要时进行更换；

　　4、确认风机出口风管手动阀门已完全打开；

　　5、风机出口安全阀功能良好；

　　6、风机入口防护罩无堵塞,风机周围清洁无杂物；

　　7、风机出口软连接及输送管道无损坏,密封良好；

　　8、罗茨鼓风机现场控制开关处于要求的"中控"或"现场"侧。

　　以上就是章丘纽迈特环保为您介绍的罗茨风机启动注意事项

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