羅茨風(fēng)機(jī)功率與頻率的關(guān)系：羅茨風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能改造

　　原標(biāo)題：羅茨風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能改造

　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)等水產(chǎn)養(yǎng)殖曝氣設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機(jī)、水冷羅茨鼓風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨鼓風(fēng)機(jī)，贏得了市場好評(píng)和認(rèn)可。產(chǎn)品和服務(wù)遠(yuǎn)銷全國各地及東南亞，深受客戶好評(píng)。

　　某卷煙廠除塵房主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)車間機(jī)臺(tái)除塵和煙絲風(fēng)送，由除塵系統(tǒng)和集塵系統(tǒng)組成，系統(tǒng)采用布袋式除塵器，采用集中集塵并由負(fù)壓輸送至壓塵機(jī)處理。其中集塵器的負(fù)壓由兩臺(tái)22KW的羅茨風(fēng)機(jī)提供，一臺(tái)用于制絲線集塵，一臺(tái)用于卷包線集塵。原風(fēng)機(jī)額定功率的設(shè)計(jì)選型是根據(jù)工藝的最大流量來選擇的，按當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)思路，風(fēng)機(jī)的選型一般在滿足工藝負(fù)荷工作條件下還要增加一定的裕量。但實(shí)際運(yùn)行中，工藝的運(yùn)行參數(shù)隨各種因素而發(fā)生變化，往往實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷要比設(shè)計(jì)的最大流量小得多，造成能源浪費(fèi)的情況。二、問題的提出根據(jù)本系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)際使用的功率也僅為額定功率的70%--75%左右。，即所消耗的電能有20%～25%被浪費(fèi)掉。因此，對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造有著顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效應(yīng)。三、節(jié)能改造方法的確定羅茨風(fēng)機(jī)屬容積回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)，其工作特點(diǎn)是當(dāng)轉(zhuǎn)速一定而壓力在允許范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)時(shí)，流量的變動(dòng)甚微，轉(zhuǎn)速和流量之間保持正比的關(guān)系。采用旁路調(diào)節(jié)法不能改變羅茨鼓風(fēng)機(jī)的吸氣量，所以風(fēng)機(jī)始終在滿負(fù)荷下運(yùn)行，無法節(jié)能。而改變轉(zhuǎn)速，使風(fēng)機(jī)吸氣量發(fā)生變化，其功率消耗也隨之改變。所以，對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行變速調(diào)節(jié)就可達(dá)到節(jié)能的目的，而調(diào)速方法也較多。若改為變頻調(diào)速方式調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量，即能減少風(fēng)機(jī)電耗的浪費(fèi)。一）羅茨鼓風(fēng)機(jī)變轉(zhuǎn)速工作特性1、流量特性羅茨鼓風(fēng)機(jī)的理論流量與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的關(guān)系式為羅茨鼓風(fēng)機(jī)的實(shí)際流量為由式（1）和式（2）可知，對(duì)每一臺(tái)具體的羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其葉輪外徑、長度和面積利用系數(shù)都是一個(gè)定值，當(dāng)可忽略容積效率的變化時(shí)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的流量正比于轉(zhuǎn)速。2、功率特性羅茨鼓風(fēng)機(jī)的軸功率為由式（1）和式（3）可知，當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n變化時(shí)，其軸功率與轉(zhuǎn)速成正比。3、 轉(zhuǎn)矩特性羅茨鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩為由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)的軸功率與轉(zhuǎn)速成正比，因此由式（1）可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)矩不變，即羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬于恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。二）變頻調(diào)速的工作原理變頻器調(diào)速的原理是將交流順變成直流，平滑濾波后再經(jīng)過逆變回路，將直流變成不同頻率的交流電，使電機(jī)獲得無級(jí)調(diào)速所需的電壓和頻率，從而直接改變和控制電機(jī)的輸出軸功率。羅茨風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)采用交流三相異步電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速與電源頻率的關(guān)系為[3]由式（1）可知，轉(zhuǎn)速與頻率成正比，只要改變頻率即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。因此，決定采用變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，不但可達(dá)到節(jié)能目的，同時(shí)也可提高裝置的自動(dòng)控制水平。四、羅茨風(fēng)機(jī)的變頻改造一）、硬件設(shè)計(jì)1、變頻器的選用根據(jù)電機(jī)容量，選用丹佛斯FC300變頻器。丹佛斯FC300系列變頻器的優(yōu)點(diǎn)：（1） 調(diào)速范圍廣，機(jī)械特性硬，精度高，運(yùn)行可靠；（2） 磁通―電流控制（FCC）功能改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，并且優(yōu)化電動(dòng)機(jī)的控制；（3） 控制不同的負(fù)載，具有相應(yīng)的V/F特性；（4） 變頻器的PID調(diào)節(jié)器具有較高的品質(zhì)（參數(shù)自整定）可用于簡單的過程控制；（5） 快速電流限制功能（FCL），避免運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘；（6）可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過壓、欠壓、過熱等功能。2、變頻器控制與調(diào)節(jié)變頻器可通過在控制柜門“遠(yuǎn)程/本地”開關(guān)的切換實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)程控制”與“本地控制”?！斑h(yuǎn)程控制”是在主控室內(nèi)上位機(jī)與變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，操作人員可通過觸摸屏的畫面對(duì)風(fēng)機(jī)和變頻器的工作電流、頻率、轉(zhuǎn)速以及啟動(dòng)、停止、故障等狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)操作人員根據(jù)工藝或外界條件的變化，通過改變變頻器的頻率來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。另外，在風(fēng)機(jī)房內(nèi)還裝有一個(gè)本地控制的機(jī)旁操作箱，在風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)可在電機(jī)旁進(jìn)行操作。為了保證生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)行，在變頻器出現(xiàn)故障后，可將故障變頻器通過旁路柜隔離，風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)可切換為工頻運(yùn)行或啟、?？刂?。二）、PLC與變頻器通訊的實(shí)現(xiàn)原除塵系統(tǒng)的配置為：1套PLC主站（S7-300，315-2DP），1個(gè)MP 270觸摸屏，現(xiàn)將兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)的Danfoss FC300變頻器通過現(xiàn)有的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行PLC和變頻器的通訊，變頻器通過PROFIBUS-DP來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟/停和調(diào)速控制，并把變頻器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)通過PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)輸送并顯示在觸摸屏MP 270，從而達(dá)到對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)的運(yùn)行控制目的。五、系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行效果一）系統(tǒng)改造后的調(diào)試完成羅茨風(fēng)機(jī)變頻器改進(jìn)安裝后，并投入系統(tǒng)運(yùn)行前的調(diào)試，目的主要是檢查所選擇的變頻器性能、改進(jìn)方案的功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求以及滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。經(jīng)調(diào)試，變頻器性能運(yùn)行非常穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。二）運(yùn)行效果變頻器經(jīng)過一個(gè)月試運(yùn)行及投入正常使用后，從實(shí)際運(yùn)行來看，變頻運(yùn)行狀態(tài)比較穩(wěn)定，滿足設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。設(shè)備方面由于變頻具有軟啟動(dòng)功能避免了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電機(jī)的沖擊損害，轉(zhuǎn)速的降低，對(duì)風(fēng)機(jī)的葉輪、軸承等壽命得以延長，設(shè)備運(yùn)行狀況良好。1、節(jié)能效益制絲集塵風(fēng)機(jī)的運(yùn)行實(shí)際工頻大約為42HZ，工作電流為32A；卷包集塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行實(shí)際工頻大約為40HZ，工作電流為34A。根據(jù)測定數(shù)據(jù)可計(jì)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制絲集塵改造后：P2=1.732×380×32×0.85=17.90KW卷包集塵改造后：P3=1.732×380×34×0.85=19.02KW每小時(shí)節(jié)電P節(jié)約=2× P1- P2- P3=13.43kW車間每天兩班生產(chǎn)，工作時(shí)間16小時(shí)，一個(gè)月生產(chǎn)天數(shù)20天，一個(gè)月可節(jié)約電能4296.47 kW。2、設(shè)備影響（1） 避免了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電機(jī)的沖擊損害及對(duì)電網(wǎng)的沖擊；（2） 提高了羅茨風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制能力；（3） 減少了羅茨風(fēng)機(jī)及其消聲器等的機(jī)械振動(dòng)、噪聲和沖擊；（4） 由于轉(zhuǎn)速的降低，羅茨風(fēng)機(jī)的葉輪、軸承等壽命得以延長。六、結(jié)束語變頻器控制技術(shù)用于羅茨風(fēng)機(jī)控制達(dá)到顯著的節(jié)電效果，提高了設(shè)備效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求，并且因此而大大減少了設(shè)備維護(hù)、維修費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

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羅茨風(fēng)機(jī)功率與頻率的關(guān)系：羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻器選用和配置說明

　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，要求調(diào)節(jié)羅茨鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的用戶日趨增多。在幾種調(diào)節(jié)方法中，變頻調(diào)速由于效率高，調(diào)速性能好，調(diào)速改造方便等優(yōu)點(diǎn)，而得到普遍的采用。在使用中發(fā)現(xiàn)，有些用戶對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的自身使用特點(diǎn)不十分清楚，造成風(fēng)機(jī)不能正常使用，因此有必要對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速的特點(diǎn)加以論述。

　　變頻調(diào)速可用一般的異步電動(dòng)機(jī)加變頻器實(shí)現(xiàn)，也可用變頻電機(jī)加變頻器實(shí)現(xiàn)。一般異步電動(dòng)機(jī)加變頻器向下調(diào)轉(zhuǎn)速時(shí)，長期使用一般控制在20Hz以上。因?yàn)橐话汶妱?dòng)機(jī)的散熱主要依靠電動(dòng)機(jī)后面的風(fēng)扇進(jìn)行，當(dāng)轉(zhuǎn)速高時(shí)，其散熱情況好。但當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很低時(shí)(如電頻20Hz以下)，風(fēng)扇的性能降低，散熱情況變得惡劣，影響電動(dòng)機(jī)的使用。羅茨風(fēng)機(jī)

　　變頻電動(dòng)機(jī)加變頻器調(diào)節(jié)時(shí)，由于變頻電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)考慮了散熱的問題，故可在5Hz以上長期使用。

　　當(dāng)采用變頻調(diào)速，若供電頻率為50Hz，頻率不大于供電頻率50Hz時(shí)，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；當(dāng)頻率大于供電頻率50Hz時(shí)，為恒功率調(diào)速。如目前國內(nèi)普遍采用的YVP系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)，恒轉(zhuǎn)矩頻率范圍為5～50Hz，恒功率頻率范圍為50～100Hz。

　　羅茨鼓風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)一般采用異步電動(dòng)機(jī)，故可采用變頻調(diào)速來達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的要求。羅茨鼓風(fēng)機(jī)在采用變頻調(diào)速時(shí)，除了應(yīng)滿足變頻調(diào)速的自身要求外，還需符合羅茨鼓風(fēng)機(jī)的自身運(yùn)行特點(diǎn)。當(dāng)頻率下調(diào)、轉(zhuǎn)速下降時(shí)，將導(dǎo)致風(fēng)機(jī)效率下降，使風(fēng)機(jī)溫度升高，因此下調(diào)頻率有個(gè)最低極限值，使風(fēng)機(jī)不致產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。

　　當(dāng)頻率上調(diào)、轉(zhuǎn)速升高時(shí)，應(yīng)注意滿足風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)矩上的要求。注意了以上特點(diǎn)，采取必要的措施，即可保證風(fēng)機(jī)正常連續(xù)運(yùn)行。

　　錦工風(fēng)機(jī)具備多臺(tái)大型臥式加工中心，并有多工位加工中心，如果您需要采購定制羅茨風(fēng)機(jī)，可以聯(lián)系我們的全國免費(fèi)客服熱線

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羅茨風(fēng)機(jī)功率與頻率的關(guān)系：羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻控制方法指南！

　　原標(biāo)題：羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻控制方法指南！

　　羅茨鼓風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速方法，為了適應(yīng)不同條件下的曝氣，變頻電機(jī)的使用也節(jié)省了工作中的耗電成本！ 是個(gè)更好的設(shè)計(jì)。 由于同步速度與電源頻率成比例，因此只要電源頻率可以連續(xù)變化，就可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。 變頻調(diào)速不會(huì)人為地增加滑差。 該方法被稱為現(xiàn)代交流調(diào)速的基礎(chǔ)和輔助，是三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)的理想和有前途的速度控制方法。

　　羅茨風(fēng)機(jī)逆變器可分為兩類：AC→DC→AC逆變器和AC→AC逆變器。 前者也稱為帶有直流回路的間接逆變器，后者也稱為直接逆變器。 簡單地說，通過改變羅茨鼓風(fēng)機(jī)的異步電動(dòng)機(jī)的定子端的輸入功率的頻率來改變電動(dòng)機(jī)的速度的方式變?yōu)榭勺冾l率調(diào)節(jié)。 羅茨鼓風(fēng)機(jī)中經(jīng)常使用的變頻調(diào)速裝置主要包括可變直接轉(zhuǎn)換型的三種電壓型，電流型和脈寬調(diào)制型。

　　羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是效率高，調(diào)頻無附加滑差，速度范圍寬，一般可達(dá)20：1，硬特點(diǎn)，調(diào)速精度高，易于實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。 由于大多數(shù)逆變器可以實(shí)現(xiàn)能量反饋，因此啟動(dòng)相當(dāng)于分級(jí)啟動(dòng)，因此啟動(dòng)和制動(dòng)的能耗很小。 當(dāng)舊設(shè)備重建時(shí)，由于可以使用原始的籠式電動(dòng)機(jī)，因此減少初始投資是特別有利的。 根據(jù)不同的負(fù)載要求，三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速可以給出不同的協(xié)調(diào)控制模式。 它特別適用于調(diào)節(jié)深度運(yùn)行或頻繁啟動(dòng)，如開關(guān)控制的羅茨鼓風(fēng)機(jī)。 此時(shí)，選擇殼體比電動(dòng)機(jī)功率快，并且執(zhí)行節(jié)能操作。

　　對(duì)于變頻電機(jī)的工作原理，用戶可以通過變頻柜簡單介紹電機(jī)的Hz，電機(jī)的速度會(huì)降低。 變頻電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于，在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低之后，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不會(huì)改變。 它的功率沒有變化。 變頻的功率已經(jīng)下降，這在節(jié)省點(diǎn)方面發(fā)揮了作用。 一般來說，大功率用戶將使用更多的頻率轉(zhuǎn)換，而使用低功率的電機(jī)用戶將使用較少的頻率轉(zhuǎn)換。

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羅茨風(fēng)機(jī)功率與頻率的關(guān)系：風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)噪聲頻率計(jì)算公式_

　　錦工鼓風(fēng)機(jī)廠錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)噪聲具有確定的頻率，其基頻可由下式計(jì)算：

　　f1=Z·n/30（Hz）

　　式中 n---------—轉(zhuǎn)速，r/min;

　　Z—葉輪頭數(shù)，兩葉型Z=2，三葉型Z=3。

　　此外，還有頻率f1=i·f1的諧波存在（i=2,3,4,···）。從旋轉(zhuǎn)噪聲的輕度看，基頻聲最強(qiáng)，其次是二次諧波、三次諧波，總的趨勢(shì)時(shí)逐漸減弱。一般情況下，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為490～3000r/min,Z=2時(shí)基頻f1=33～200Hz,Z=3時(shí)基頻f1=49～300Hz，因此，其旋轉(zhuǎn)噪聲通常具有低頻特性。

　　渦流噪聲。又稱紊流噪聲，時(shí)氣體渦流運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的一種非穩(wěn)定流動(dòng)噪聲。在錦工羅茨風(fēng)機(jī)葉輪及錦工羅茨風(fēng)機(jī)機(jī)殼流道表面，特別是那些使氣流突然減速或速度方向發(fā)生突變的地方，氣體附面層發(fā)展到一定程度就會(huì)發(fā)生脫離，形成漩渦。同時(shí)，內(nèi)泄漏氣體的流動(dòng)方向與主氣流方向相反，也會(huì)在泄漏間隙兩端產(chǎn)生漩渦。并且，氣體具有粘滯性，漩渦產(chǎn)生后還會(huì)流動(dòng)過程中進(jìn)一步分裂，形成一系列更小的渦流。由于渦流變化頻度很高，具有隨機(jī)性，因此渦流噪聲一般具有中、高頻性質(zhì)，表現(xiàn)出連續(xù)寬頻特性。

　　共鳴聲。由于葉輪旋轉(zhuǎn)和氣體渦流運(yùn)動(dòng)等因素的影響，氣體壓力在很寬的頻率范圍內(nèi)脈動(dòng)。這種脈動(dòng)與進(jìn)（排）氣腔發(fā)生聲學(xué)上的共振，產(chǎn)生共鳴聲。若忽略內(nèi)部間隙的存在，進(jìn)氣腔的氣體共振可用亥姆霍茲共振模型描述。亥姆霍茲共振頻率計(jì)算公式為:

　　式中 C-聲速，通常取為340m/s;

　　l-進(jìn)氣管的有效長度，m；

　　S-進(jìn)氣管的有效截面積，m2;

　　V-共振腔（即進(jìn)氣腔）的容積，m3。

　　當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)到不同方位時(shí)，共振腔的容積在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化。因此，共鳴聲也跟著有不同的響應(yīng)頻率。式中只是給出了主共振頻率的響應(yīng)關(guān)系，該頻率通常出現(xiàn)在200～600Hz之間。實(shí)際上，錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)配件廠鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部高次諧波共振的影響也不容忽視，諧振效應(yīng)多數(shù)表現(xiàn)在1000Hz以上。

　　點(diǎn)此進(jìn)入 錦工鼓風(fēng)機(jī)廠是國內(nèi)首家羅茨風(fēng)機(jī)制造企業(yè)，錦工羅茨風(fēng)機(jī)廠主營錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)和錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)配件，咨詢電話0731-,

高壓水冷羅茨鼓風(fēng)機(jī) 羅茨鼓風(fēng)機(jī)規(guī)格 回轉(zhuǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)

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