1、高效永磁伺服電機
永磁同步伺服電(diàn)機最高轉速可達(dá)10萬轉，具有95%以上的高效率，與其他一般電(diàn)機不同，具有良好的冷卻效果；
2、鋁合金葉輪
採(cǎi)用高強度航空鋁合金材質葉輪，五軸加工中心高速銑削成型，設計精度可達到0.001毫米保證運行高效，採(cǎi)用先進的表面處(chù)理工藝在惡劣環境中保持高效率運行，鋁合金材料非常輕适合高速旋轉中運行。
3、懸浮軸承
100%純(chún)無油懸浮軸承，沒有機械性的摩擦，使用壽命可達(dá)半永久性，無機械性震動，單純(chún)輸送空氣，在高溫下能夠穩定啓動。
4、伺服驅動器
永磁高速電機採(cǎi)用經過驗證的最新型變(biàn)頻系統，
優化電(diàn)機冷卻控制器布線，專用散熱裝置，通過(guò)
伺服控制器産(chǎn)生的熱量不需機體内排出通過電(diàn)機
吸入排出。
5、控制系統
採(cǎi)用PLC控制系統，觸(chù)摸屏上設置或顯示流量、
功率、轉速、出風(fēng)壓力、溫度等信息，可實(shí)現就地
、遠程控制，豐(fēng)富的控制模式（定壓(yā)力、定流量、
定轉速、比例控制、手動(dòng)控制）滿足現場(chǎng)使用要求
摘要 : 通過對羅茨鼓風機變(biàn)轉速工作特性的分析,對系統進行瞭(le)變(biàn)頻調速改造。運行效果表明 , 變(biàn)頻調速改造後的節能效果顯著。
1 引言
羅茨鼓風機是均苯四甲酸二酐生産(chǎn)裝置中的關鍵設備(bèi) , 也是最大的耗電設備(bèi)。我院實訓基地均苯四甲酸二酐裝置中的羅茨鼓風機爲
RF240型,其額定工況參(cān)數爲流量Q=56m3/min,轉速n=800rPmin,功率N=75kW;驅動電機爲Y315S-6型三相異步電動機。均苯四甲酸二酐裝置生産時,需根據生産負荷、季節、反應情況随時調節進入裝置的風量,裝置運行近兩年來,一直工作在欠載狀态,部分風量經旁路放空,造成能源嚴重浪費。根據本裝置的運行數據統計,羅茨鼓風機工作時的流量一般爲額定流量的70%～80%,即所消耗的電能有20%～30%通過放空被浪費掉瞭(le)。同時,在放空過程中噪聲很大,達到110dB
。對(duì)羅茨鼓風機進行節能改造有著(zhe)顯著的經濟和環境效應。
2 羅茨鼓風(fēng)機節能改造方法的確(què)定
羅茨鼓風機屬容積回轉式風機 , 其工作特點是當(dāng)轉速一定而壓力在允許範圍内加以調節時 , 流量的變(biàn)動甚微 ;
轉速和流量之間保持正比的關系。採(cǎi)用旁路調節法不能改變(biàn)羅茨鼓風機的吸氣量 , 所以風機始終在滿負荷下運行 , 無法節能。而改變(biàn)轉速 , 使風機吸氣量發生變(biàn)化
, 其功率消耗也随之改變(biàn)。所以 , 對羅茨鼓風機進行變(biàn)速調節就可達(dá)到節能的目的 , 而調速方法也較多。
經過比較可知,在幾種調節方法中,變(biàn)頻調速技術最爲先進,它隻需通過調節供電電源頻率大小,改變(biàn)電機轉速,即可達到調節羅茨鼓風機流量的目的,而且變(biàn)頻調速效率高,調速性能好,調速改造方便。因此,決定採(cǎi)用變(biàn)頻調速技術對羅茨鼓風機進行技術改造,不但可達到節能目的,同時也可提高裝置的自動控制水平。
3、羅茨鼓風機變(biàn)頻調(diào)速改造
3.1羅茨鼓風(fēng)機變(biàn)轉速工作特性
3.1.1流量特性
3.2 變(biàn)頻調(diào)速的工作原理
變(biàn)頻調速的主要工作原理是将三相交流工頻電(diàn)源經大功率整流元件整流 , 變(biàn)成直流 , 再将直流電(diàn)用正弦波脈寬調制技術 ( SPWM)
逆變(biàn)爲頻率可調、幅度亦随之改變(biàn)的三相交流電(diàn) , 以此爲電(diàn)源供給電(diàn)機使用 ( 圖 1) , 可以根據需要将電(diàn)源頻率調節到一定的值。
式中 n ———電(diàn)機(jī)轉速 ,r/min
f ———電(diàn)源頻(pín)率 ,Hz
P ———電(diàn)機的磁極對(duì)數
s ———電機轉差率 , 額定負載時一般爲 1.5% ～6% 之間 , 對確(què)定的電機可視爲定值由式 (5) 可知 , 轉速 n 正比於(yú)電源頻率
f , 調(diào)節f 就可以達(dá)到調(diào)節 n 的目的。
3.3 羅茨鼓風機變(biàn)頻調(diào)速的控制方案
根據電(diàn)機容量 , 選用 Schneider Altivar38 90kW變(biàn)頻器。 Altivar 系列變(biàn)頻器是一種靜止的變(biàn)頻器
,适用於(yú)高速傳動、風機水泵類負載和各種恒轉矩負載的傳動 , 在惡劣環境中使用也能保持良好性能。其最大的特點是安裝簡便 , 參(cān)數顯示清晰 , 性能優越
( 具有自适應、自調整功能 ) , 堅固耐用 ( 電機傳(chuán)動裝置具有自動保護 ) , 維護簡單(dān)、方便 , 節能效果明顯。
變(biàn)頻器控制接線如圖2,此變(biàn)頻調速系統有兩個主要特點(diǎn)。
(1) 保留原有的降壓啓動裝置 , 以備(bèi)變(biàn)頻器故障時使用。即羅茨鼓風機可在工頻與變(biàn)頻兩種狀态下運行。變(biàn)頻櫃面闆上“工頻
/變(biàn)頻”選擇開關旋至工頻時 , 羅茨鼓風機将工作於(yú)原有的降壓啓動運行回路 ; 當選擇開關旋至變(biàn)頻時 ,
羅茨鼓風機處於(yú)變(biàn)頻運行狀态,風機的調速經變(biàn)頻器進行控制。但應注意,在運行過程中,不得進行工頻/變(biàn)頻切換。
(2) 變(biàn)頻調(diào)速器的控制可以是自動的,也可以是手動的。将總控室面闆上的“手動/自動”選擇開關 (圖2中SA1) 旋至手動時
,電(diàn)機的調(diào)速将由多圈電(diàn)位器來控制 ,
操作人員根據工藝或外界條件的變(biàn)化,通過旋轉電(diàn)位器來調整電(diàn)機轉速；将選擇開關旋至自動時,電(diàn)機的調速将由溫控儀表進行 PID控制,或由 DCS
系統進行控制。溫控儀表進行 PID控制與 DCS 系統控制可通過(guò)“儀表控制/DCS ”選擇開關(guān) (圖2中SA2) 進行轉換。
4、變(biàn)頻調(diào)速的運行效果
4.1 節能
現将變頻調速改造前後的裝置耗能進
採(cǎi)用變頻器對羅茨鼓風機進行控制，屬於(yú)減少空氣動力的節電方法，它和一般常用的調節風門控制風量的方法比較，具有明顯的節電效果。
對多數企業而言，普遍以爲電費開支是難以被控制的，現在運用變(biàn)頻器對機械設備(bèi)節能控制技能減少電能資源的浪費，節約電費開支。
羅茨鼓風機供氣不足的原因：煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業中都用到羅茨鼓風機，在沒有調速控制之前，一般採(cǎi)用降壓起動，並(bìng)且正常運行後，電動機全速運行，而風量的大小則通過風門來調節。
一般情況下，風門的開度爲50%～80%，電(diàn)機隻能是滿負荷運行，電(diàn)動機的工作效率很低，造成很大浪費，使用變(biàn)頻器對羅茨鼓風機實行節能改造後的優勢：
1、進(jìn)步功率因素，減(jiǎn)少無功功率損耗。
2、具有自動節能控制功能，能根據負載情況自動調(diào)整電(diàn)壓，使電(diàn)機運行在zui高效率狀态下，
3、變(biàn)頻器採(cǎi)用低頻輸出額定轉矩，能對羅茨鼓風機實行強有力的控制。
：
一污水處(chù)理廠(chǎng)客戶對羅茨鼓風機進行技術改造後，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，全是幹貨。
首先，客戶改變(biàn)瞭(le)過去以調節出口閥門大小方式來調節風壓或風量的生産方式，勞動強度減輕，調節的及時性好，單機能耗明顯下降。
其次，客戶加裝瞭(le)錦工羅茨風機專用變(biàn)頻器，變(biàn)頻器對風機實行節能改造後具有以下幾點優點：
1、提高功率因素，減(jiǎn)少無功功率損(sǔn)耗 ；
2、採(cǎi)用變(biàn)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态下；
3、變(biàn)頻器具有先進的磁通矢量控制，低頻輸出額定轉矩，能對(duì)羅茨風機實行強有力的控制 ；
4、節(jié)約(yuē)能源，降低運行成本；
5、實現軟啓動、啓動時無大電(diàn)流沖(chōng)擊；
6、延長(zhǎng)螺茨風(fēng)機的使用壽命。
最後，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，採(cǎi)用變(biàn)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(jiǎn)少彎頭，使出水口正對(duì)水池。
2、縮短管路。
3、擴大出水管徑。
4、在進(jìn)水能保持清潔(jié)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(dāng)，使用時應根據水泵的出廠(chǎng)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(dǎo)流殼流道内，都将使出水量減(jiǎn)少。
7、防止水泵進氣。水泵進瞭(le)空氣，出水量會明顯減少，應對(duì)各密封部位檢查維護。
8、採(cǎi)用聯軸器直接傳(chuán)動代替平皮帶，可提高傳(chuán)動效率。
9、有些地方，能不用底閥(fá)的盡(jǐn)量不用底閥(fá)。
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(來自：三葉羅茨風機，二葉羅茨風機，羅茨風機，羅茨鼓風機，變頻器，
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