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屋頂排熱風(fēng)機(jī)污水處理用風(fēng)機(jī)及成套設(shè)備簡介VFD300F43A變頻器與電

適用范圍
　　污水處理廠曝氣鼓風(fēng)機(jī)
　　主要技術(shù)內(nèi)容
　　一、基本原理
　　高效節(jié)能曝氣鼓風(fēng)機(jī)是污水處理廠必不可少的關(guān)健設(shè)備，使用鼓風(fēng)機(jī)向曝氣池中連續(xù)鼓入新鮮空氣，用以加速轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程，提高污水處理凈化質(zhì)量。
　　二、技術(shù)關(guān)健
　　高效三元離心鼓風(fēng)機(jī)葉輪基本級的試驗(yàn)研究、葉輪的氣動設(shè)計及制造工藝，風(fēng)量可調(diào)機(jī)構(gòu)及自控裝置的研制，自控工程要求自動保障污水中溶氧量在2-6㎎/L范圍內(nèi)。
　　典型規(guī)模
　　C150-1.7污水處理風(fēng)機(jī)、C125-1.7污水處理風(fēng)機(jī)。
　　主要技術(shù)指標(biāo)
　　以B型和C型污水處理風(fēng)機(jī)為例，主要技術(shù)指標(biāo)如下：
　　進(jìn)氣流量m3/min30～800
　　進(jìn)氣壓力Mpa0.098
　　排氣壓力Mpa0.147～0.167
　　轉(zhuǎn)速r/min2950～15000
　　多變效率%83
　　以污水池溶氧量為轉(zhuǎn)移的自動控制工程，自動保障污水中溶氧量在2-6㎎/L范圍內(nèi)。
　　投資效益分析
　　一、投資情況
　　1、總投資：
　　以10萬噸/日污水處理廠為例，曝氣鼓風(fēng)機(jī)投資需120萬元。
　　2、主體設(shè)備壽命：
　　一般按標(biāo)準(zhǔn)為20年
　　3、投資回收年限：
　　2--3年
　　二、經(jīng)濟(jì)效益分析
　　風(fēng)機(jī)在調(diào)節(jié)工況范圍內(nèi)平均效率可提高8%，若以一臺500KW驅(qū)動電機(jī)計算，一年節(jié)電約32萬Kw.h，每Kw.h電費(fèi)按0.5元計，年節(jié)約電費(fèi)16萬元。
　　三、環(huán)境效益分析
　　無機(jī)物、有機(jī)物和微生物應(yīng)用前為100㎎/Nm3，應(yīng)用后削減為10㎎/Nm3，削減率90%。
　　推廣情況及用戶意見
　　一、推廣情況
　　C系列和B系列曝氣鼓風(fēng)機(jī)在國內(nèi)的用戶近400家，每年削減的污染物(污水)有近萬噸。
　　二、用戶意見(浙江省寧波市污水處理廠)
　　“對你們廠家生產(chǎn)的鼓風(fēng)機(jī)的質(zhì)量是可以依賴的，尤其是售后服務(wù)工作做的較好…”。

摘要：本文介紹了變頻器的工作原理、節(jié)能分析。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，通過對熱引風(fēng)機(jī)技改，得出變頻器的高效節(jié)能，優(yōu)化操作等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：電磁滑差 變頻器 節(jié)能分析 風(fēng)機(jī)
Abstract: This paper introduces the structure of frequency converter ,and the work principle, the energy conservation principle. Combining with the practical application, it comes to the conclusion that frequency converter is be characterized by highly efficient energy-saving, optimizing the operation.
Key words: frequency converter selection motor fan energy conservation
前言：隨著科技的不斷發(fā)展，單片機(jī)、電磁滑差調(diào)速電機(jī)等逐漸被變頻器所取代，變頻器應(yīng)用越來越廣，也越來越多的被人們接觸，它的應(yīng)用及維護(hù)也將被所重視，這就要求大家多學(xué)習(xí)變頻器知識，注意應(yīng)用和維護(hù)，希望能和大家在此共同探討。

一、工藝需求及分析：
1.1工藝生產(chǎn)時，在不同配方、不同環(huán)境下對電機(jī)轉(zhuǎn)速要求不同，有時要求高速運(yùn)轉(zhuǎn)，有時需要低速運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)頻繁，而電磁離合器本身滑差大，最高輸出轉(zhuǎn)速僅為電動機(jī)的80%-90%，低速時效率低下，電能損耗大，并且調(diào)速范圍小。
1.2電磁調(diào)速電機(jī)對周圍環(huán)境要求高，必須為粉塵較小且干燥的環(huán)境，否則很容易因粉塵進(jìn)入，把磁極和電樞部分粘死，無法調(diào)速甚至燒壞測速電機(jī)。如下圖




1.3我廠經(jīng)常出現(xiàn)類似的情況，多次都是因?yàn)榇艠O和電樞部分粘死，無法調(diào)速，不得不停車處理，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。
1.4針對以上現(xiàn)象，我們對此做了技改，決定選用變頻器。

二、變頻器的選型：
根據(jù)變頻器選用的原則，變頻器的功率應(yīng)略大于等于電機(jī)輸出功率的原則，再結(jié)合我廠的實(shí)際情況，生產(chǎn)環(huán)境粉塵大，腐蝕性強(qiáng)，風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)、電機(jī)啟動停車頻繁等特點(diǎn)，結(jié)合我們電機(jī)型號Y200L-4,功率30KW和風(fēng)機(jī)型號及風(fēng)量的要求，進(jìn)行選配。按照變頻器選用說明要求，同時我們又對各個廠家變頻器做一對比，在售后上和價位上，以及性能上，我們選擇了臺達(dá)變頻器VFD300F43A型號。

三、 電磁調(diào)速電機(jī)和變頻器調(diào)速的在工作原理上的不同及區(qū)別
3.1 VFD300F43A變頻器結(jié)構(gòu)及工作原理：
VFD300F43A變頻器為交-直-交形式，它是先把工頻交流電通過整流變成直流，然后再把直流電變換成頻率電壓均可控的交流電。變頻器內(nèi)部的核心原件，是大功率可控開關(guān)管，他與可控硅不同之處是以0壓導(dǎo)通，而可控硅則不能。自動控制方面：①觸摸屏、PLC可編程序控制器和控制軟件。②智能自檢測：有壓力變送器、風(fēng)流量變送器、PID、PID隔離模板、隔離變壓器、直流供電電源及信號電纜；③可視化操作界面：實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，故障信息自動記錄方便檢修。變頻調(diào)速的原理是根據(jù)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速:N=60F( 1- S) /P 式中F 為電源頻率, P 為極對數(shù), S 為電機(jī)的轉(zhuǎn)差率。由上式可知，之所以能夠用變頻器方式調(diào)速，因?yàn)楫惒诫妱訖C(jī)的同步轉(zhuǎn)速改變定子的供電頻率，即可改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變工段f時，定子的感應(yīng)電動勢近似等于定子上的端電壓，只要轉(zhuǎn)差率不太大，可以近似的認(rèn)為轉(zhuǎn)速n與f成正比，改變電源頻率就可實(shí)現(xiàn)交流電動機(jī)連續(xù)平滑調(diào)速。
3.2電磁調(diào)速電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理
電磁調(diào)速電機(jī)主要由三相異步電機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和測速發(fā)電機(jī)三部分組成。電磁調(diào)速原理：電磁調(diào)速電動機(jī)由不調(diào)速的鼠龍型異步電動機(jī)和靠勵磁電流調(diào)速的電磁滑差離合器組成，電磁滑差離合器由直流電源勵磁改變磁場的強(qiáng)度，即可改變電磁滑差離合器磁極的轉(zhuǎn)速，因而與磁極相連風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也得到調(diào)節(jié)。但是它的最高輸出轉(zhuǎn)速僅為電動機(jī)的80%-90%，低速時效率低下，熱能損耗高，并且調(diào)速范圍不大。

四、安裝調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及處理方法
a)在原設(shè)備不變的情況下，電樞和磁極連接處需要焊接在一起，形成一個整體，如下圖。



b)電動機(jī)排熱工程改造：在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)由于電動機(jī)不是專用變頻電機(jī)，故在低速下運(yùn)行時，易引起電動機(jī)發(fā)熱。為了保證電動機(jī)在低速下穩(wěn)定運(yùn)行，特對電機(jī)進(jìn)行排熱工程進(jìn)行改造。增加電動機(jī)的排熱風(fēng)扇有源控制，風(fēng)扇的運(yùn)行取決于斷路器閉合后輔助節(jié)點(diǎn)，即電動機(jī)無論是在高速還是在低速下運(yùn)行時，排熱風(fēng)扇都能保證電動機(jī)排熱。
c)不正確的操作引起”過電流”報警：在開停電動機(jī)時，有時變頻器報“過電流”故障，但又立即消失，檢測工程輸入電流正常。后咨詢廠家工程師，風(fēng)機(jī)開起來需要一個時間段，變頻器有一個加速過程，才能完全啟動。故我們對工藝人員開車時做了詳細(xì)說明，以后再沒有出現(xiàn)此類問題。

五、變頻器和電磁調(diào)速比較節(jié)能效果分析：
熱引風(fēng)機(jī)工作頻率在40HZ左右，轉(zhuǎn)速在980轉(zhuǎn)/分，理論上采用變頻調(diào)速的方法取代電磁調(diào)速平均節(jié)能30%左右。因?yàn)殡姶耪{(diào)速有調(diào)速范圍，像此熱引風(fēng)機(jī)最大調(diào)速只能調(diào)到1200r/min，其他能量就損失在勵磁上面，而變頻調(diào)速是直接調(diào)節(jié)，沒有能量損失。
1.電磁調(diào)速主電機(jī)軸輸出功率
P0=T0*N0
式中P0表示主電機(jī)軸輸出功率；T0表示負(fù)載轉(zhuǎn)矩；N0表示主電機(jī)轉(zhuǎn)速。
2.電磁調(diào)速轉(zhuǎn)子輸出功率
P1=T0*N1
式中P1表示電磁調(diào)速轉(zhuǎn)子輸出功率； N1電磁調(diào)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
3.損耗功率ΔP
ΔP=P0-P1=T0*(N0-N1)=(1440-980)T0
于電磁轉(zhuǎn)差離合器的輸出轉(zhuǎn)速的降低，其轉(zhuǎn)差損耗增大。由此可見，具有恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性的生產(chǎn)機(jī)械，采用電磁轉(zhuǎn)差離合器進(jìn)行調(diào)速，其調(diào)節(jié)速轉(zhuǎn)越低，運(yùn)行效率就越低，轉(zhuǎn)差損耗就越大。
理論上節(jié)能：
(P0-P1)/P0=（1440-980）T0/1440T0=31.9%
顯然，對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，采用變頻調(diào)速，其轉(zhuǎn)速越低，節(jié)電效果越顯著。由于變頻調(diào)速為無轉(zhuǎn)差調(diào)速，所以與電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速相比，其運(yùn)行效率高。采用變頻器有高效節(jié)能的特點(diǎn)，值得推廣。

六、變頻器的安全注意事項(xiàng)及維護(hù)保養(yǎng)：
隨著變頻器的大量應(yīng)用，變頻器的維護(hù)保養(yǎng)尤顯重要。使用變頻器，不但要了解變頻器的結(jié)構(gòu)、原理和性能，而且還要注意日常維護(hù)和定期檢查，及時查明情況，及時查明原因，及早清除故障，減少事故的發(fā)生，以延長使用壽命。我們通常作如下檢查：
1.變頻器環(huán)境溫度是否正常，要求在—10——+40攝氏度范圍內(nèi)，以25攝氏度左右為好。
2.變頻器在顯示面板上顯示的輸出電壓、電流頻率等各種數(shù)據(jù)是否正常。
3.顯示面板上顯示的字符是否清楚，是否缺少字符。
4.用測溫儀器檢測變頻器是否過熱，是否有異味。
5.變頻器風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，有無異常，排熱風(fēng)道是否暢通。
6.變頻器運(yùn)行中是否有故障顯示。
7.檢查變頻器交流輸入電壓是否超過最大值，極限是418V(380V*1.1)，如果主電路外加輸入電壓超過極限，即使變頻器沒有運(yùn)行，也會對變頻器線路造成損壞。
8.若必須對變頻器進(jìn)行絕緣測試，注意必須將所有的輸入、輸出端子（R、S、T、U、V、W、P、P-、PB）全部可靠短接，嚴(yán)禁對單個單個端子做絕緣測試，測試請用500V兆歐表。
9.控制回路注意不可用兆歐表測量。
10.對電機(jī)進(jìn)行絕緣測試，注意必須將電機(jī)與變頻器之間的連接線拆除。
11.對變頻器還要定期檢查，檢查時必須切斷電源，變頻器停電后待操作面板電源指示燈熄滅后，等待4分鐘（變頻器容量越大，等待時間越長，最長為15分鐘），使得主電路直流濾波電容器充分放電，用萬用表確認(rèn)電容器放電完后，再進(jìn)行操作。
12.將變頻器控制模板、主板拆下，用毛刷、吸塵器清掃變頻器線路板及內(nèi)部IGBT模塊、輸入輸出電抗器等部位。線路板臟的地方，應(yīng)用棉布沾上酒精或中性化學(xué)劑擦除。
13.檢查變頻器內(nèi)部導(dǎo)線絕緣是否有腐蝕過熱的痕跡及變色損壞等，如發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時進(jìn)行處理或更換。
14.變頻器由于震動、溫度變化等影響，螺絲等緊固部件往往松動，應(yīng)將所有螺絲全部緊固一遍。
15.檢查輸入輸出電抗器、變壓器等是否過熱、變色燒焦或有異味。
16.檢查中間直流回路濾波電解電容器小凸肩（安全閥）是否漲出，外表面是否有裂紋、漏液、膨脹等。一般情況下，濾波電容器使用周期大約為5年，檢查周期最長為一年，接近壽命時，檢查

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