罗茨风机变频控制参数设置_罗茨风机

罗茨风机变频控制参数设置：参数设置不当引发的罗茨风机变频系统异常处理.pdf

　　参数设置不当引发的罗茨风机变频系统异常处理

　　王明军

　　摘要针对罗茨风机变频调速系统运行中出现的异常现象，进行分析，调整相应参数，给出罗茨风机使用建议。

　　关键锦工罗茨风机变频器参数设置

　　中图分类号TH444文献标识码B

　　1．出现的问题 量表或直接读取变频器控制盘上电流显示值)。3台风机电机电

　　淮安同方水务有限公司四季青污水处理厂改(扩)建工程中 流与频率对应关系类似，从常规角度认为。电机运行频率下降，罗

　　生物曝气系统选用3台3HE一200型罗茨风机(山东章丘鼓风机

　　茨风机轴功率也就下降。电机电流应该下降。

　　厂生产，风量60m3／min，轴功率108．2kW)，配备YUP315M．．．．4型变2．问题分析及处理措施

　　频电机(荣城市荣佳电机有限公司生产，额定功率132kW，额定 罗茨风机变频系统接线见图l，根据罗茨风机特性，罗茨风机

　　电流240．4A，工作范围5～50Hz)，l台罗茨鼓风机由1台ABB

　　风量Q、轴功率P、转速，l存在如下关系：()加手矶加乜，州B矶加：。可

　　ACS510--01—246A型变频器(额定功率132kW，额定电流245A)

　　以看出，Q、P均与n成正比，即12．越高，Q、P越大，反之亦然。

　　驱动调速。设备调试过程中，按ABB变频器说明书要求，选定标

　　UlAU1B U1C

　　准应用宏，并向9905、9906、9907参数分别输入电机额定电压、功 U1A、U1B、ulC——工频相电压有效值

　　liBl IICI

　　率以及频率。启动风机后，电机工频时工作正常，从变频器上助手 11A、11B、11C——变频器输入端工频线电

　　ACS510 流有效值

　　控制盘可以看出，电机电流在正常范围内。但当频率向下调节时，

　　U2A、U2B、U2C——变频器输出端相电压

　　电机电流反而上升，频率在40Hz时，电机电流近似额定电流，频

　　基波有效值

　　率再下降一点，电机电流则超过额定 表1

　　12A、12B、12C——变频器输出端线电流基

　　电流，运行一段时间后，变频器即过 频率，Hz 电流／A 波有效值

　　载保护停机。较陕将变频器由50Hz 50 207

　　每隔5Hz降频调节，同时记录助手 图1

　　45 219

　　控制盘显示的频率、电流(表1，由于

　　40 240

　　非工频及高次谐波原因，普通数显钳 三相对称电路消耗电功率为氏、／丁IUeostp，对于变频器输

　　35 269．5

　　形电流表测得的电流值误差可能会 出端，则为砖、／丁12U：eos妒，其中厶是电机线电流基波有效值，

　　30 301．8

　　很大，为此应采用带FFTr功能的电 即变频器输出电流基波有效值，以是电机线电压基波有效值，即

　　最初怀疑是空调机组电源电压异常，u线低，引起过流热继 KR动作，断开Pc控制板的电源后KR立刻恢复动作，MI、M2

　　电器保护，用万用表AC500V电压挡测量u线为370V，确实低立

罗茨风机变频控制参数设置：变频罗茨鼓风机调节范围_罗茨风机

　　原标题：罗茨风机的变频节能改造

　　山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨风机、罗茨鼓风机、回转式鼓风机等水产养殖曝气设备公司，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，新产品双油箱罗茨鼓风机、水冷罗茨鼓风机、油驱罗茨鼓风机、低噪音罗茨鼓风机，赢得了市场好评和认可。产品和服务远销全国各地及东南亚，深受客户好评。

　　某卷烟厂除尘房主要负责生产车间机台除尘和烟丝风送，由除尘系统和集尘系统组成，系统采用布袋式除尘器，采用集中集尘并由负压输送至压尘机处理。其中集尘器的负压由两台22KW的罗茨风机提供，一台用于制丝线集尘，一台用于卷包线集尘。原风机额定功率的设计选型是根据工艺的最大流量来选择的，按当时的设计思路，风机的选型一般在满足工艺负荷工作条件下还要增加一定的裕量。但实际运行中，工艺的运行参数随各种因素而发生变化，往往实际运行负荷要比设计的最大流量小得多，造成能源浪费的情况。二、问题的提出根据本系统的运行数据统计，罗茨风机实际使用的功率也仅为额定功率的70%–75%左右。，即所消耗的电能有20%～25%被浪费掉。因此，对罗茨鼓风机进行节能改造有着显著的经济和环境效应。三、节能改造方法的确定罗茨风机属容积回转式风机，其工作特点是当转速一定而压力在允许范围内加以调节时，流量的变动甚微，转速和流量之间保持正比的关系。采用旁路调节法不能改变罗茨鼓风机的吸气量，所以风机始终在满负荷下运行，无法节能。而改变转速，使风机吸气量发生变化，其功率消耗也随之改变。所以，对罗茨鼓风机进行变速调节就可达到节能的目的，而调速方法也较多。若改为变频调速方式调节风机风量，即能减少风机电耗的浪费。一）罗茨鼓风机变转速工作特性1、流量特性罗茨鼓风机的理论流量与转子转速的关系式为罗茨鼓风机的实际流量为由式（1）和式（2）可知，对每一台具体的罗茨鼓风机，其叶轮外径、长度和面积利用系数都是一个定值，当可忽略容积效率的变化时，罗茨鼓风机的流量正比于转速。2、功率特性罗茨鼓风机的轴功率为由式（1）和式（3）可知，当罗茨鼓风机转速n变化时，其轴功率与转速成正比。3、 转矩特性罗茨鼓风机的转矩为由于罗茨鼓风机的轴功率与转速成正比，因此由式（1）可知，当转速变化时，转矩不变，即罗茨鼓风机属于恒转矩运行。二）变频调速的工作原理变频器调速的原理是将交流顺变成直流，平滑滤波后再经过逆变回路，将直流变成不同频率的交流电，使电机获得无级调速所需的电压和频率，从而直接改变和控制电机的输出轴功率。罗茨风机的驱动采用交流三相异步电动机，其转速与电源频率的关系为[3]由式（1）可知，转速与频率成正比，只要改变频率即可改变电动机的转速，当频率在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。因此，决定采用变频调速技术对罗茨鼓风机进行技术改造，不但可达到节能目的，同时也可提高装置的自动控制水平。四、罗茨风机的变频改造一）、硬件设计1、变频器的选用根据电机容量，选用丹佛斯FC300变频器。丹佛斯FC300系列变频器的优点：（1） 调速范围广，机械特性硬，精度高，运行可靠；（2） 磁通―电流控制（FCC）功能改善动态响应特性，并且优化电动机的控制；（3） 控制不同的负载，具有相应的V/F特性；（4） 变频器的PID调节器具有较高的品质（参数自整定）可用于简单的过程控制；（5） 快速电流限制功能（FCL），避免运行中不应有的跳闸；（6）可实现电动机的过压、欠压、过热等功能。2、变频器控制与调节变频器可通过在控制柜门“远程/本地”开关的切换实现“远程控制”与“本地控制”。“远程控制”是在主控室内上位机与变频器进行数据通信，操作人员可通过触摸屏的画面对风机和变频器的工作电流、频率、转速以及启动、停止、故障等状态进行实时监控。同时操作人员根据工艺或外界条件的变化，通过改变变频器的频率来调节转速。另外，在风机房内还装有一个本地控制的机旁操作箱，在风机出现故障时可在电机旁进行操作。为了保证生产的连续运行，在变频器出现故障后，可将故障变频器通过旁路柜隔离，风机电动机可切换为工频运行或启、停控制。二）、PLC与变频器通讯的实现原除尘系统的配置为：1套PLC主站（S7-300，315-2DP），1个MP 270触摸屏，现将两台罗茨风机的Danfoss FC300变频器通过现有的PROFIBUS-DP网络进行PLC和变频器的通讯，变频器通过PROFIBUS-DP来实现电机的启/停和调速控制，并把变频器的实际运行状态通过PROFIBUS网络输送并显示在触摸屏MP 270，从而达到对罗茨风机的运行控制目的。五、系统调试及运行效果一）系统改造后的调试完成罗茨风机变频器改进安装后，并投入系统运行前的调试，目的主要是检查所选择的变频器性能、改进方案的功能是否达到设计要求以及满足实际生产需要。经调试，变频器性能运行非常稳定，达到设计要求。二）运行效果变频器经过一个月试运行及投入正常使用后，从实际运行来看，变频运行状态比较稳定，满足设计要求，系统稳定可靠。设备方面由于变频具有软启动功能避免了电机启动时对电机的冲击损害，转速的降低，对风机的叶轮、轴承等寿命得以延长，设备运行状况良好。1、节能效益制丝集尘风机的运行实际工频大约为42HZ，工作电流为32A；卷包集尘风机运行实际工频大约为40HZ，工作电流为34A。根据测定数据可计算有功功率，其公式：P=1.732×U×I×cosα改造前：P1=1.732IV cosα=1.732×380×45×0.85=25.17kW制丝集尘改造后：P2=1.732×380×32×0.85=17.90KW卷包集尘改造后：P3=1.732×380×34×0.85=19.02KW每小时节电P节约=2× P1- P2- P3=13.43kW车间每天两班生产，工作时间16小时，一个月生产天数20天，一个月可节约电能4296.47 kW。2、设备影响（1） 避免了电动机启动时对电机的冲击损害及对电网的冲击；（2） 提高了罗茨风机的自动控制能力；（3） 减少了罗茨风机及其消声器等的机械振动、噪声和冲击；（4） 由于转速的降低，罗茨风机的叶轮、轴承等寿命得以延长。六、结束语变频器控制技术用于罗茨风机控制达到显著的节电效果，提高了设备效率，又满足了生产工艺要求，并且因此而大大减少了设备维护、维修费用，经济效益十分明显。

　　问题：风机能用变频器调速吗

　　回答：风机在使用过程中，很多工况需要对风机的风量进行控制，不同的时间段可能采用风量也不同，所以，就出现了变频型风机。

　　罗茨风机可以采用变频电机来调节风机的转速，调节转速的目的便是调节风机风量了，罗茨风机可以通过变频控制柜，对变频电机进行调节，达到风机转速的调节。

　　采购风机时，如果我们对此有要求，需要调节风机的转速，可以提前和厂家说明，搭配上变频电机和变频控制柜。

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　　：三叶罗茨鼓风机产品列表

　　随着经济的发展，要求调节罗茨鼓风机风量的用户日趋增多。在几种调节方法中，变频调速由于效率高，调速性能好，调速改造方便等优点，而得到普遍的采用。在使用中发现，有些用户对罗茨鼓风机的自身使用特点不十分清楚，造成风机不能正常使用，因此有必要对罗茨鼓风机应用变频调速的特点加以论述。

　　变频调速可用一般的异步电动机加变频器实现，也可用变频电机加变频器实现。一般异步电动机加变频器向下调转速时，长期使用一般控制在20Hz以上。因为一般电动机的散热主要依靠电动机后面的风扇进行，当转速高时，其散热情况好。但当电动机转速很低时(如电频20Hz以下)，风扇的性能降低，散热情况变得恶劣，影响电动机的使用。罗茨风机

　　变频电动机加变频器调节时，由于变频电动机设计时考虑了散热的问题，故可在5Hz以上长期使用。

　　当采用变频调速，若供电频率为50Hz，频率不大于供电频率50Hz时，为恒转矩调速；当频率大于供电频率50Hz时，为恒功率调速。如目前国内普遍采用的YVP系列变频调速三相异步电动机，恒转矩频率范围为5～50Hz，恒功率频率范围为50～100Hz。

　　罗茨鼓风机的驱动一般采用异步电动机，故可采用变频调速来达到调节风量的要求。罗茨鼓风机在采用变频调速时，除了应满足变频调速的自身要求外，还需符合罗茨鼓风机的自身运行特点。当频率下调、转速下降时，将导致风机效率下降，使风机温度升高，因此下调频率有个最低极限值，使风机不致产生过热现象。

　　当频率上调、转速升高时，应注意满足风机转矩上的要求。注意了以上特点，采取必要的措施，即可保证风机正常连续运行。

　　锦工风机具备多台大型卧式加工中心，并有多工位加工中心，如果您需要采购定制罗茨风机，可以联系我们的全国免费客服热线

　　：罗茨鼓风机

　　原标题：罗茨鼓风机变频控制方法指南！

　　罗茨鼓风机的变频调速方法，为了适应不同条件下的曝气，变频电机的使用也节省了工作中的耗电成本！ 是个更好的设计。 由于同步速度与电源频率成比例，因此只要电源频率可以连续变化，就可以实现无级调速。 变频调速不会人为地增加滑差。 该方法被称为现代交流调速的基础和辅助，是三叶罗茨鼓风机的理想和有前途的速度控制方法。

　　罗茨风机逆变器可分为两类：AC→DC→AC逆变器和AC→AC逆变器。 前者也称为带有直流回路的间接逆变器，后者也称为直接逆变器。 简单地说，通过改变罗茨鼓风机的异步电动机的定子端的输入功率的频率来改变电动机的速度的方式变为可变频率调节。 罗茨鼓风机中经常使用的变频调速装置主要包括可变直接转换型的三种电压型，电流型和脉宽调制型。

　　罗茨鼓风机变频调速的优点是效率高，调频无附加滑差，速度范围宽，一般可达20：1，硬特点，调速精度高，易于实现无级调速。 由于大多数逆变器可以实现能量反馈，因此启动相当于分级启动，因此启动和制动的能耗很小。 当旧设备重建时，由于可以使用原始的笼式电动机，因此减少初始投资是特别有利的。 根据不同的负载要求，三叶罗茨鼓风机变频调速可以给出不同的协调控制模式。 它特别适用于调节深度运行或频繁启动，如开关控制的罗茨鼓风机。 此时，选择壳体比电动机功率快，并且执行节能操作。

　　对于变频电机的工作原理，用户可以通过变频柜简单介绍电机的Hz，电机的速度会降低。 变频电动机的优点在于，在电动机的转速降低之后，电动机产生的转矩不会改变。 它的功率没有变化。 变频的功率已经下降，这在节省点方面发挥了作用。 一般来说，大功率用户将使用更多的频率转换，而使用低功率的电机用户将使用较少的频率转换。

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罗茨风机变频控制参数设置：罗茨鼓风机变频控制方法指南！

　　原标题：罗茨鼓风机变频控制方法指南！

　　罗茨鼓风机的变频调速方法，为了适应不同条件下的曝气，变频电机的使用也节省了工作中的耗电成本！ 是个更好的设计。 由于同步速度与电源频率成比例，因此只要电源频率可以连续变化，就可以实现无级调速。 变频调速不会人为地增加滑差。 该方法被称为现代交流调速的基础和辅助，是三叶罗茨鼓风机的理想和有前途的速度控制方法。

　　罗茨风机逆变器可分为两类：AC→DC→AC逆变器和AC→AC逆变器。 前者也称为带有直流回路的间接逆变器，后者也称为直接逆变器。 简单地说，通过改变罗茨鼓风机的异步电动机的定子端的输入功率的频率来改变电动机的速度的方式变为可变频率调节。 罗茨鼓风机中经常使用的变频调速装置主要包括可变直接转换型的三种电压型，电流型和脉宽调制型。

　　罗茨鼓风机变频调速的优点是效率高，调频无附加滑差，速度范围宽，一般可达20：1，硬特点，调速精度高，易于实现无级调速。 由于大多数逆变器可以实现能量反馈，因此启动相当于分级启动，因此启动和制动的能耗很小。 当旧设备重建时，由于可以使用原始的笼式电动机，因此减少初始投资是特别有利的。 根据不同的负载要求，三叶罗茨鼓风机变频调速可以给出不同的协调控制模式。 它特别适用于调节深度运行或频繁启动，如开关控制的罗茨鼓风机。 此时，选择壳体比电动机功率快，并且执行节能操作。

　　对于变频电机的工作原理，用户可以通过变频柜简单介绍电机的Hz，电机的速度会降低。 变频电动机的优点在于，在电动机的转速降低之后，电动机产生的转矩不会改变。 它的功率没有变化。 变频的功率已经下降，这在节省点方面发挥了作用。 一般来说，大功率用户将使用更多的频率转换，而使用低功率的电机用户将使用较少的频率转换。

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罗茨风机变频控制参数设置：罗茨鼓风机变频调速系统的设计

　　原标题：罗茨鼓风机变频调速系统的设计

　　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。

　　罗茨风机变频调速系统的实现从根本上解决了罗茨风机大启动力矩而配用大功率电机的问题，节能效果非常显著。能够解决罗茨风机低负荷运行，罗茨风机开度当板小而引起的风纪震动问题，使罗茨鼓风机运行更加稳定。闭环控制系统的建立使控制更加稳定装置操作更加平稳；另外罗茨风机转速的降低大大提高了罗茨风机轴承的使用寿命。提高了设备运行时间，延长了设备的检修周期。

　　2.变频调速装置在罗茨风机上的应用

　　罗茨风机的流量，运行压力，轴功率这三个基本参数与转速的运算公式极其复杂，同时罗茨风机类负荷随环境变化参数也随之变化。在工程中一般根据罗茨风机的运行曲线，进行大致的参数运算，通过改变罗茨风机的管网特性曲线来实现对罗茨风机的风量的调节；通过改变罗茨风机叶片的角度来实现对罗茨风机的风量调节；通过改变罗茨风机的转速来实现罗茨风机的风量调节。

　　取代老式的依靠挡板改变流量的方式，达到节能的效果；精确地调节速度和流量，保证工艺质量；接受计算机的模拟或数字信号，进行实时控制；动态性能好，可实现“软”启动。变频装置的特性保证了电机启动和加速时具有消除启动对电机的冲击，可以提高电机和机械的使用寿命。

　　3.变频调速技术

　　3.1变频调速的基本原理

　　对异步电动机进行调速控制时，希望电动机的主磁通Фm保持额定值不变。磁通太弱，电动机带负载能力下降，磁通太强，形成过饱和，将引起励磁电流波形畸变。由上可见,Фm值由e1和fl共同决定，对e1和fl进行适当控制，就可以使气隙磁通Фm保持额定值不变。分两种：基频以下的恒磁通变频调速，即从电机额定频率f调速；基频以上的弱磁通变频调速。

　　3.2 u/f控制

　　主电路中逆变器采用BJT，用PWM方式进行控制。逆变器的控制脉冲发生器同时受控于频率指令f和电压指令U，而f和U之间的关系是由U/f曲线发生器决定的。这样经PWM控制之后，变频器的输出频率与输出电压之间的关系就，就是U/f曲线发生器所确定的关系。转速的改变是靠改变频率的设定值来实现的。电动机的实际转速要根据负载的大小，即转差率的大小来决定。负载变化时，在f不变的条件下，转子转速将随负载转矩变化而变化，故它常用于速度精度要求不十分严格或负载变动较的场合。U/f控制是转速开环控制，无需速度传感器，控制电路简单，负载可以是通用标准电动机，所以通用性强，经济性好，是目前通用变频器产品中使用较多的一种控制方式。

　　3.3 转差频率控制

　　根据速度传感器的检测，可以求出转差频率△f，再把它和速度设定值f相叠加，以该叠加值作为逆变器的频率设定值f1*，就实现了转差补偿。这种实现转差补偿的闭环控制方式称为转差频率控制方式。与U/f控制方式相比，其调速精度大为提高。但是使用速度传感器求取转差频率，要针对具体电动机的机械特性调整控制参数，因而这种控制方式的通用性差。

　　4.系统自动控制的实现

　　4.1控制系统的工作原理

　　本系统是用单片机控制的变频器实现的罗茨风机调速系统。其主要硬件是MSC8051单片机，变频器，压力变送器，罗茨风机。该系统中单片机起到控制器的作用，变频器和罗茨风机是执行机构。通过设置在罗茨鼓风机负压侧的压力变送器得到系统的反馈信号，并且将其转化成了标准的电流或者电压信号，再经过A/D转换变成数字信号传送到单片机，然后由单片机实现PI压力调节，显示功能。最后输出控制量，作为变频器的模拟量给定信号，由变频器输出SPWM调制的频率可调的电压来控制罗茨风机电动的转速。从而整个系统实现闭环控制。达到准确控制，节能的目的。

　　4.2 控制器的硬件设计

　　单片机：选用MCS-8051单片机，由于本系统的设计目的是罗茨风机的简单调速系统，所以系统不要求有复杂的控制功能。因此本系统选用最小系统，不需要对单片机的进行外部存储器的扩展。由于8051单片机的输入输出口数目的限制，所以系统扩展了并行通信口8255A作为A/D，D/A的接口芯片。系统还具有简单的键盘输入和显示作用，通过8279控制键盘和显示器。

　　变频器：变频器选用西门子公司的Ec01-110k13kw 变频器。

　　变送器：选用BYD-8系列压力变送器。

　　键盘显示部分是用单片机控制8279键盘显示电路，由小键盘和6个8段数码LED组成。可以通过键盘对系统的PI的参考量进行预制，这样使系统增加了很的可移植行和方便了系统的调试。本系统还可以随时跟踪显示罗茨风机负压侧的压力，方便了操作人员对系统监控。

　　4.3系统的软件设计

　　系统软件是计算机控制系统的一个关键组成部分，软件的质量直接关系到整个控制系统的效率和性能。根据控制系统的目标需求，对控制软件的功能进行合理的划分，再采用模块化的设计原则，确定各个模块所要完成的功能，整个控制软件完成数据的输入，显示以及PI调整功能。整个单片机系统不但起到了控制作用而且充当简单的上下位机作用。

　　PI控制器可以使原系统更加稳定准确，环节P用来使系统快速的动作，但遗憾的是有余差存在；积分控制可以消除余差，但是容易使系统的控制过程产生震荡，且时间延迟很长，被控变量波动幅度也很大。应用PI控制，可以很好的改善以上单独使用的不足，使系统控制变的准确。虽然PI控制还存在很多不足，但是在本系统中，由于对压力的控制要求不是十分的严格，所以应用PI控制就可以很好的完成控制要求。对于PI控制器的参数整定有多种方法，如：临界比例度法，衰减曲线法，PID归一参数法等方法。但是在工业中最长使用的是经验法。这种方法是工人师傅几十年操作经验的积累，逐步的反复的试凑，最后得到控制器的适合参数。在PI控制器的设计上，本系统采用了积分分离法防止积分的饱和。

　　5.小结

　　本文系统的介绍了整个系统的设计过程。首先讨论了各种罗茨鼓风机风量调节方法以及他们各自的特点，而突出了变频调速的优点。然后系统的说明了变频器的原理以及分类，根据各方面的比较选择该系统所用到的电压型变频器，根据所用的频器的基础上，确定变频器的相关参数。最后根据在工业现场采集到的数据进行数学上的仿真，完成控制器的软件设计。

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