变频器在风机控制变频调速系统中的应用

马林

（河南工业职业技术学院，河南 南阳473009）

1 概述

在工矿企业中，风机设备中广泛地应用在锅炉燃烧系统、通风系统和烘干等系统。传统的风机控制是全速运转，这不仅造成大量的能源浪费和设备损耗，而且控制精度受到限制，直接影响产品质量和生产效率。采用变频调速系统，可以根据生产和工艺的要求适时进行速度调节，提高产品质量和生产效率。变频调速系统可实现电机软启动和软停止，使启动电流减小，且减少负载机械冲击。还具有容易操作、便于维护、控制精度高等优点。

2 风机变频调速控制系统设计

2.1 主电路

三相工频电源通过断路器接入，接触器KM1用于将电源接至变频器的输入端R、S、T，接触器KM2用于将变频器的输出端U、V、W接至电动机，KM3用于将工频电源直接接至电动机。接触器KM2和KM3绝对不允许同时接通，否则会损坏变频器，因此，KM2和KM3之间必须有可靠的互锁。热继电器KR用于工频运行时的过载保护。

2.2 控制电路

设置有“变频运行”和“工频运行”的切换，控制电路采用三位开关SA进行选择。当SA合至“工频运行”方式时，按下起动按钮SB2，中间继电器KA1动作并自锁，进而使接触器KM3动作，电动机进入工频运行状态。接下停止接钮SB1，中间继电器KA1和接触器KM3均断电，电动机停止运行。当SA合至“变频运行”方式时，按下起动按钮SB2，中间继电器KA1动作并自锁，进而使接触器KM2动作，将电动机接至变频器的输出端。KM2动作后使KM1也动作，将工频电源接至变频器的输入端，并允许电动机启动。同时使连接到接触器KM3线圈控制电路中的KM2的常闭触点断开，确保KM3不能接通。接下按钮SB4，中间继电器KA2动作，电动机开始加速，进入“变频运行”状态。KA2动作后，停止按钮SB1失去作用，以防止直接通过切断变频器电源使电动机停机。在变频运行中，如果变频器因故障而跳闸，则变频器的“30B-30C”保护触点断开，接触器KM1和KM2线圈均断电，其主触点切断了变频器与电源之间，以及变频器与电源之间的连接。同时“30B-30A”触点闭合，接通报警。此刻时间继电器得电，其触点延时一段时间后闭合，使KM3动作，电动机进入工频运行状态。操作人员发现报警后，应及时将选择开关SA旋至“工频运行”位，报警停止，并使时间继电器断电。如图1所示为风机控制系统结构图。

图1 风机控制系统结构图

2.2 SB60变频器有关参数的设定

变频器的运行控制方式选择，依据风机在低速运行时，阻转矩很小，不存在低频时带不动负载的问题，采用U/f控制方式。变频器的参数预置上限频率，下限频率，加、减速时间，加、减速方式，回避频率，启动前的直流制动。变频器一旦发生故障，也不允许风机停止工作，应将风机由变频运行切换为工频运行的控制。主要参数设定如表1所示。

2.3 节能计算

变频调速具有显著的节能效果，工业锅炉使用的30kW鼓风机。一天24小时连续运行，其中每天10小时运行在90%负荷 ，14小时运行在50%负荷；全年运行时间在300天为计算依据。则变频调速时每年的节电量为：

表1 主要参数设定

挡板开度时的节电量为：

节电量为：

3 结束语

实践表明：在锅炉燃烧系统、通风系统和烘干系统中可以广泛采用变频调速技术，风机控制变频调速系统根据生产和工艺的要求适时进行速度调节，提高产品质量和生产效率，变频器的运行控制方式采用U/f控制方式 。变频器外部FWD控制模式，选择X4、X5端子控制端子的通断实现变频器的升降速，变频器一旦发生故障，风机由变频运行切换为工频运行的控制，实现风机工频运行。

［1］王廷才.变频原理技术及应用［M］.北京：高等教育出版社，2007：56-168.

［2］石秋洁.变频器应用基础［M］.高等职业技术教育2003：121-132.

［3］森 兰.SB60 变频器使用手册［S］.5.1-5.6、6.13-6.47.

［4］黄 坚.自动控制原理及其应用［M］.高等教育出版社2006.