變頻器在風機控制變頻調速系統中的應用

馬林

（河南工業職業技術學院，河南 南陽473009）

1 概述

在工礦企業中，風機設備中廣泛地應用在鍋爐燃燒系統、通風系統和烘干等系統。傳統的風機控制是全速運轉，這不僅造成大量的能源浪費和設備損耗，而且控制精度受到限制，直接影響產品質量和生產效率。采用變頻調速系統，可以根據生產和工藝的要求適時進行速度調節，提高產品質量和生產效率。變頻調速系統可實現電機軟啟動和軟停止，使啟動電流減小，且減少負載機械沖擊。還具有容易操作、便于維護、控制精度高等優點。

2 風機變頻調速控制系統設計

2.1 主電路

三相工頻電源通過斷路器接入，接觸器KM1用于將電源接至變頻器的輸入端R、S、T，接觸器KM2用于將變頻器的輸出端U、V、W接至電動機，KM3用于將工頻電源直接接至電動機。接觸器KM2和KM3絕對不允許同時接通，否則會損壞變頻器，因此，KM2和KM3之間必須有可靠的互鎖。熱繼電器KR用于工頻運行時的過載保護。

2.2 控制電路

設置有“變頻運行”和“工頻運行”的切換，控制電路采用三位開關SA進行選擇。當SA合至“工頻運行”方式時，按下起動按鈕SB2，中間繼電器KA1動作并自鎖，進而使接觸器KM3動作，電動機進入工頻運行狀態。接下停止接鈕SB1，中間繼電器KA1和接觸器KM3均斷電，電動機停止運行。當SA合至“變頻運行”方式時，按下起動按鈕SB2，中間繼電器KA1動作并自鎖，進而使接觸器KM2動作，將電動機接至變頻器的輸出端。KM2動作后使KM1也動作，將工頻電源接至變頻器的輸入端，并允許電動機啟動。同時使連接到接觸器KM3線圈控制電路中的KM2的常閉觸點斷開，確保KM3不能接通。接下按鈕SB4，中間繼電器KA2動作，電動機開始加速，進入“變頻運行”狀態。KA2動作后，停止按鈕SB1失去作用，以防止直接通過切斷變頻器電源使電動機停機。在變頻運行中，如果變頻器因故障而跳閘，則變頻器的“30B-30C”保護觸點斷開，接觸器KM1和KM2線圈均斷電，其主觸點切斷了變頻器與電源之間，以及變頻器與電源之間的連接。同時“30B-30A”觸點閉合，接通報警。此刻時間繼電器得電，其觸點延時一段時間后閉合，使KM3動作，電動機進入工頻運行狀態。操作人員發現報警后，應及時將選擇開關SA旋至“工頻運行”位，報警停止，并使時間繼電器斷電。如圖1所示為風機控制系統結構圖。

圖1 風機控制系統結構圖

2.2 SB60變頻器有關參數的設定

變頻器的運行控制方式選擇，依據風機在低速運行時，阻轉矩很小，不存在低頻時帶不動負載的問題，采用U/f控制方式。變頻器的參數預置上限頻率，下限頻率，加、減速時間，加、減速方式，回避頻率，啟動前的直流制動。變頻器一旦發生故障，也不允許風機停止工作，應將風機由變頻運行切換為工頻運行的控制。主要參數設定如表1所示。

2.3 節能計算

變頻調速具有顯著的節能效果，工業鍋爐使用的30kW鼓風機。一天24小時連續運行，其中每天10小時運行在90%負荷 ，14小時運行在50%負荷；全年運行時間在300天為計算依據。則變頻調速時每年的節電量為：

表1 主要參數設定

擋板開度時的節電量為：

節電量為：

3 結束語

實踐表明：在鍋爐燃燒系統、通風系統和烘干系統中可以廣泛采用變頻調速技術，風機控制變頻調速系統根據生產和工藝的要求適時進行速度調節，提高產品質量和生產效率，變頻器的運行控制方式采用U/f控制方式 。變頻器外部FWD控制模式，選擇X4、X5端子控制端子的通斷實現變頻器的升降速，變頻器一旦發生故障，風機由變頻運行切換為工頻運行的控制，實現風機工頻運行。

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