羅茨風機使用變頻器矢量控制：羅茨風機系統節能改造研究

　　山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨風機、羅茨鼓風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機，贏得了市場好評和認可。此類產品已廣泛應用于電力、污水處理、環保、化工、鋼鐵、建材、農藥、制藥等行業。產品和服務遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。

　　1 羅茨風機自動調節功率問題

　　對于羅茨風機系統來說，由于交流電動機自身沒有功耗調節裝置，不能像鍋爐主機一樣自動調節輸入輸出功率，當系統負荷下降以后，羅茨風機系統仍不得不以最大轉速運行，造成實際耗電大量浪費的現象。如果安裝WG2008系列智能節電一體柜系統，就能根據實際負荷量的大小，動態地自動或手動調節鼓風引風量和消耗功率，把系統不需要的那部分耗電節省下來。（一般節電率可達30%-70%左右）

　　2 電動機輕載運行時的低效率問題

　　由于電動機的負載特性在負載發生變化時是由無數條負載特性U/I曲線組成的。因此，單純改變電動機的電源頻率并不能最大限度達到節能的目的。

　　當電機負荷減小時，電流曲線的最低點會發生平移，此時如果不能及時找到電流曲線的最低工作點并輸出相應的電壓值，仍會有較大一部分電能被白白浪費掉（大致在7%―10%左右）

　　3 節電原理

　　羅茨風機屬平方轉矩負載，根據流體力學的知識可知：

　?、倭_茨風機的流量與水泵的轉速成正比；

　　②羅茨鼓風機的揚程與轉速的平方成正比；

　　③羅茨風機的軸功率與轉速的立方成正比。

　　也就是說當羅茨風機轉速下降20%時，流量也同比例下降了20%，但揚程卻下降了（h-ho）/h×100%=[h（1-0.64）]/h×100%=36%，軸功率下降了48.8%，這時的軸功率即為節電率。當轉速下降時揚程以轉速的平方形式下降，軸功率則以轉速的立方形式下降，而流量只是同比例下降（見表1）。

　　羅茨風機的使用率比較高，造型容量都比較大，但在實際使用過程中時大時小甚至及小，而羅茨風機仍舊按照額定的功率運行，故而造成了浪費。現通過VF2000系列變頻器恒溫自動控制來進行節能改造，在按實際溫度需求量的情況下進行節能，這樣既不影響生產又能達到更好的節能效果。

　　從流體力學的理論角度分析：

　　羅茨風機的流量與轉速成一次方關系：Q11/n1∝Q2/n2

　　羅茨風機的功率與轉速成三次方關系：P1/（n1）3∝P2/（n2）3

　　4 采用變頻節能裝置的優點、特點

　　4.1 矢量控制電機參數自動調節

　　特點：內建動態參數自動調節功能，可自動識別電機參數，確保系統的穩定性和精確性。變頻器運轉在無感矢量控制演算系統，提供額外的轉矩補償電壓，除了補償負載增加造成的轉差，并且增加電機低速運轉轉矩。

　　優點：實現參數可以用自動調諧，低頻轉矩大，轉速精度高。采用先進的可編程式端子，并且配合各種產業機械常用的預設功能，可讓用戶隨心所欲地發揮本產品的許多附加功值。

　　4.2 諧波小

　　WG2008系列變頻器大功率都內置有直流電抗器減小了諧波，也提高了對電源動態干擾的抵抗力。

　　設備在全電壓啟動、運行、停止的過程中，由于無法及時有效地調節設備，會使機械產生嚴重震動并且噪音增加等現象，這些現象都有極大的破壞性，并會增加進線變壓器的負荷狀況。采用WG2008系列變頻智能控制系統后，可以通過延長升、降速時間來延長起動或停機的過程，即使在運行過程中，也要通過對工作頻率點的選擇，跳過容易引起設備共振的工作點，從而使軸承的磨損減輕，設備的工作壽命延長。

　　5 控制原理

　　由于羅茨鼓風機系統中設備的設計和選用是根據系統在外部環境、溫度條件最差，設備的各支路滿負荷運行，再加上一定設計余量來確定的，但實際使用中，絕大多數時間羅茨風機系統是在非滿負荷狀態下運行，這樣系統長時間工作于低效率狀態，有時甚至出現風門關閉而羅茨風機仍不得不全速運行的現象，造成很大的能源浪費，因此，具有極大的節能潛力。

　　根據國際通行的“最低限度滿足使用”的原則，通過直接控制結果變量，對系統進行運行工況實時跟蹤，自動調節羅茨風機的運行狀況，使系統始終保持在高效節能和最佳的運行狀態。

　　6 綜述

　　采用變頻器恒溫自動控制來進行節能改造，設立參數自動調節功能，可自動識別電機參數，確保系統的穩定性和精確性。變頻器運轉在無感矢量控制演算系統，提供額外的轉矩補償電壓，除了增加電機低速運轉轉矩之外，并且可以補償負載增加造成的轉差。

　　同時變頻器大功率都內置有直流電抗器減小了諧波，也提高了對電源動態干擾的抵抗力，從而使軸承的磨損也大大減輕，設備的工作壽命將大大延長。

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　　(來自：羅茨風機，羅茨鼓風機，羅茨真空泵，三葉羅茨鼓風機，回轉式鼓風機，回轉風機

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羅茨風機使用變頻器矢量控制：羅茨鼓風機節能改造經驗

　　原標題：羅茨鼓風機節能改造經驗

　　山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨風機、羅茨鼓風機、回轉式鼓風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機，贏得了市場好評和認可。產品和服務遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。

　　一污水處理廠客戶對羅茨鼓風機進行技術改造后，跟我們交流節能改造技術經驗，下面錦工技術人員簡要總結一下，羅茨鼓風機節能改造的經驗，全是干貨。

　　首先，客戶改變了過去以調節出口閥門大小方式來調節風壓或風量的生產方式，勞動強度減輕，調節的及時性好，單機能耗明顯下降。

　　其次，客戶加裝了錦工羅茨風機專用變頻器，變頻器對風機實行節能改造后具有以下幾點優點：

　　1、提高功率因素，減少無功功率損耗 ；

　　2、采用變頻器控制具有自動節能控制功能，能根據負載情況自動調整電壓和頻率，使電機運行在最高效率狀態下；

　　3、變頻器具有先進的磁通矢量控制，低頻輸出額定轉矩，能對羅茨風機實行強有力的控制 ；

　　4、節約能源，降低運行成本；

　　5、實現軟啟動、啟動時無大電流沖擊；

　　6、延長螺茨風機的使用壽命。

　　最后，客戶總結，在污水處理系統中，各種水泵也需要節能，我們可以根據工藝的需要，采用變頻器控制，來達到節能的目的，同時，在水泵安裝的時候，也要注意以下幾點來達到節能的目的。

　　1、選擇合理的安裝位置，減少彎頭，使出水口正對水池。

　　2、縮短管路。

　　3、擴大出水管徑。

　　4、在進水能保持清潔的情況下，可去掉濾網。

　　5、調整軸向間隙，防止葉輪口環和軸向間隙不恰當，使用時應根據水泵的出廠說明調整。

　　6、及時消除管道堵塞物。異物留在進水管、葉輪或導流殼流道內，都將使出水量減少。

　　7、防止水泵進氣。水泵進了空氣，出水量會明顯減少，應對各密封部位檢查維護。

　　8、采用聯軸器直接傳動代替平皮帶，可提高傳動效率。

　　9、有些地方，能不用底閥的盡量不用底閥。

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羅茨風機使用變頻器矢量控制：風機，泵類，恒功率負載如何選擇變頻器的控制方式

　　風機和系類負載如何選擇變頻器控制方式

　　這類負載在過載能力方面要求較低，由于負載轉矩與速度的平方成反比，所以低速運行時負載較輕(羅茨風機除外)。又因為這類負載對轉速精度沒有什么要求，故選型時通常以價廉為主要原則，選擇普通功能型變頻器，也可直接選擇專門用于風機、水泵的變頻器(如富士的P型)，以更好地實現節能。在變頻器不樞分所適用負載的情況下，可選擇比恒轉矩輸出的變頻器較小一擋規格的通用變頻器。

　　恒功率負載如何選擇變頻器控制方式

　　車床、刨床等恒功率負載，從速度精度和動態要求出發，盡可能選擇特性較好的矢量變頻技術控制方式。這是因為矢量控制除用于一般調速外，更適用于寬范圍的調速系統和伺服系統。在通常情況下，應進行速度或轉矩閉環。

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