小東答：變(biàn)頻，從字面意思來看，就是頻率的變(biàn)化，羅茨風機的變(biàn)頻指的是：風機在變(biàn)頻電機的驅動下，轉子的頻率發生有規律的變(biàn)化。風機的轉動頻率取決於(yú)電機的轉動頻率。
羅茨風機的變(biàn)頻的主要因素是：變(biàn)頻電(diàn)機、變(biàn)頻控制櫃。
一般的羅茨風機爲非變(biàn)頻電機，也就是說，轉速是一定的，而某些工程項目下，需要對風機的轉速進行更改，以達到控制風量的目的。變(biàn)頻羅茨風機就順其自然的誕生瞭(le)，變(biàn)頻羅茨風機都需要加裝變(biàn)頻控制櫃，通過變(biàn)頻控制櫃來控制風機的轉速。
風(fēng)機的轉速與風(fēng)量息息相關(guān)，同一台風(fēng)機，轉速越高，風(fēng)量越大。
關於(yú)風機的變(biàn)頻改造，錦工風機在之前的文章中曾提到過，有一些注意事項需要大家注意，點擊這裏查看！
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山東錦工有限公司是一家專業生産羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉風機等機械設備公司，位於(yú)有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工緻力於(yú)新産品的研發，新産品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機，赢得瞭(le)市場好評和認可。
在絕大多數情況下，羅茨風機都工作在偏離風量最大需求的狀态下，即羅茨風機按不變(biàn)的設計指标投入運行，造成風量過大，從根本上講，羅茨風機的定速運行與實際風量需求的不斷改變(biàn)的情況不相适應。通過對羅茨風機採(cǎi)取變(biàn)頻調速，當實際需求風量較小時，通過調低轉速，羅茨鼓風機的軸功率可大幅度地成3次方規律降低，折入軸功率也減少，從而使運行電耗大幅度地降低。 與採(cǎi)用擋闆成閘門調節風量的方法相比，變(biàn)頻調速可高效率地實現需用功率與實際供給功率的最佳匹配。
1.變頻調速運行方式
1.1三速選擇運行
電機可以預先給定的3種速度運行。風扇、鼓羅茨風機在不同的季節、不同的時段由於(yú)用風量需要不同而進行風量切換，振動篩篩分不同材質的顆粒時．以預先給的速度運轉。應用逆變(biàn)器的電機三速選擇運轉回路，使用SA—OT2選用件構成的電路。
高、中、低的速度指令由外部輸入後，則選定頻率給定信号給逆變(biàn)器輸入指令，以結定的速度運轉。A型逆變(biàn)器設有三速選擇信号用端子，對於(yú)此場合是方便的，所以術需要選用件。頻率給定可有3擋速度，高、中、低速，各自使用電位器可以調節。
值得注意的是要有聯鎖回路，防止有2個外部速度給定信号同時輸入。選用件與逆變器間的頻率給定信号由於(yú)電壓低．電流弱，原則上不能有接點加入。加入接點時，爲防止接觸不良應當用2個靈敏繼電器接點並(bìng)聯使用，提高工作可靠程度。
1.2自動運行
在電機在運轉過程中自動控制流量、壓力、溫度的變化，使之爲一定值，這種情況叫自動運行。採(cǎi)取自動運行模式，首先檢出作爲羅茨風機、水泵輸出的流量、壓力、溫度的變化，用PID（比例積分、微分控制）調節器調節速度，使用FR-FA選用件構成電機自動運轉回路圖。将流量、壓力、速度檢出器的輸出輸入給PID調節器，給出速度指令使電機自動運轉，以保持檢出值爲給定值。選用件FR-FA是将PID調節器的電流輸出變換爲電壓輸出的一種I／U變換器。對於(yú)僅使用自動運轉時，可将逆變器本身的頻率給定信号切換開關選擇在20mA處，不需要前置放大器（僅對A型）。
1.3並聯運行
採用一台逆變器同時驅動多台並(bìng)聯電動機運行，叫並(bìng)聯運行。這種並(bìng)聯運行方式主要用於(yú)換氣扇等小容量羅茨風機的統一速度控制。而且這種運行方式，不能使用逆變器内的電子熱保護，所以每台電機外加熱繼電器。逆變器在運行中如果将停止的電機直接投入，有時因啓動電流保護裝置動作，使逆變器停止工作。
1.4並聯運行
採用一台頻率給定器向多台逆變器發出速度指令，使電機並(bìng)聯運轉，稱爲並(bìng)聯運行。這種運行方式用途及注意事項：這種運行方式主要用於(yú)中容量的泵類、羅茨鼓風機、皮帶輸送機等控制爲防止幹擾産生誤動作，頻率給定器的接線要使用屏蔽線。
1.5比例運行
通過給定多台電機的運轉速度比例來控制調節多台電機速度的運行方式叫比例運行。如3台皮帶輸送機按某比例供給3種原料，混合比由各比例給定單元給定，然後隻轉動主速給定器就可以改變全體的速度。田中示出瞭(le)比例結定，電源接通，啓動開關接通後，即使主速給定器的刻度指示爲零，M3輸送機也工作運轉，再轉動主速給定器的旋鈕，則M2、M1順次開始旋轉。在中途M1、M2的轉速也變爲相同，然後M3、M1順次升到額定轉速，但M2到最後也達不到額定轉速。該運行方式由於頻率給定信号電壓低、電流弱，需接入觸點時要用微電流開關用繼電器的2個觸點並(bìng)聯；信号線的接線要遠離動力線，並(bìng)採用絞合屏蔽線。
2.變頻器的選取
對於(yú)羅茨風機系統的變頻調速設計，選取變頻器時應首先必須充分認識到使用變頻調速的目的是什麽；變頻調速系統應用在什麽場合及負載特性的具體情況，並(bìng)從容量、輸出電壓、輸出頻率、保護構造、U/f（電壓／頻率）模式、電網一逆變器的切換、瞬停再啓動等諸方面進行綜合考慮，進而選擇滿足要求的機種、機型。
通常變(biàn)頻器主要技術指标以适用電機功率(kw)、輸出容量(kvA)、額定輸出電流(A)表示：其中，額定輸出電流爲變(biàn)頻器可以連續輸出的最大交流電流有效值，不管用於(yú)何種用途．都不允許電流連續流過值超過此值。輸出容量指：三相情況下的額定輸出電壓與額定輸出電流決定的三相視在功率。适用電機功率是以2、4極标準電機爲對象，表示在輸出額定電流以内可以傳動的電機功率，鼠籠式電動機是2極電機即一對極電機，變(biàn)頻調速系統能很經濟地與鼠籠式異步電動機構成控制調速配合使用。常常将變(biàn)頻器功率選得比實際配用電機功率更大一些。
變(biàn)頻器已經廣泛地應用於(yú)交流電動機的速度控制，其最主要的特點是具有高效率的驅動性能及良好的控制特性。在羅茨風機、水泵、壓縮機等流體機械上應用變(biàn)頻器可以節約大量電能。除此之外，如果将恒速交流電力拖功系統改造爲轉速可調的交流調速系統，可以取得明顯的節能效果：例如：交流調速應用生産加工制造企業羅茨風機、壓縮機、水泵類機械，把原來用擋闆、節流閥控制風量、流量方式改爲轉速控制方式，由於(yú)電動機所消耗的功率與轉速的立方成正比，因而能獲得顯著的節能效果。
3.自控式變頻調速
除瞭(le)利用靜止的變頻裝置給同步電動機提供變頻變壓電源外，自控式變頻調速與他控式變頻調速不同之處在於(yú)同步電動機的轉子上裝有一台轉瞭(le)位量檢測器，由它發出信号來控制變頻裝置的輸出電壓的頻率。也就是說，自控式中的變頻裝置與他控式中的變頻裝置不向，自控式變頻裝置中的輸出頻率不是獨立調節的，而是由轉子位置檢測器控制的。調速時，通過改變同步電動機的輸入電壓來調節轉速。例如當U1減小時，T減小，打破瞭(le)原有的平衡，n下降，這時轉瞭(le)位置檢測器發出信号，調節變頻裝置的輸出頻率，使人随之下降，T回升，直到重新出現T＝T2+T0爲止，電動機在一個比原來低的頻率和轉速下重新穩定運行，由於(yú)這種電動機的定子頻率與轉子轉速始終保持同步，電動機不會出現失步等問題，這是這種調速方法重要優點之一。
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山東錦工有限公司是一家專業生産羅茨風機、羅茨鼓風機、回轉式鼓風機等水産養殖曝氣設備公司，位於(yú)有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工緻力於(yú)新産品的研發，新産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，赢得瞭(le)市場好評和認可。産品和服務遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。
某卷煙廠除塵房主要負責生産車間機台除塵和煙絲風送，由除塵系統和集塵系統組成，系統採用布袋式除塵器，採用集中集塵並(bìng)由負壓輸送至壓塵機處理。其中集塵器的負壓由兩台22KW的羅茨風機提供，一台用於制絲線集塵，一台用於卷包線集塵。原風機額定功率的設計選型是根據工藝的最大流量來選擇的，按當時的設計思路，風機的選型一般在滿足工藝負荷工作條件下還要增加一定的裕量。但實際運行中，工藝的運行參數随各種因素而發生變化，往往實際運行負荷要比設計的最大流量小得多，造成能源浪費的情況。二、問題的提出根據本系統的運行數據統計，羅茨風機實際使用的功率也僅爲額定功率的70%--75%左右。，即所消耗的電能有20%～25%被浪費掉。因此，對羅茨鼓風機進行節能改造有著(zhe)顯著的經濟和環境效應。三、節能改造方法的確定羅茨風機屬容積回轉式風機，其工作特點是當轉速一定而壓力在允許範圍内加以調節時，流量的變動甚微，轉速和流量之間保持正比的關系。採用旁路調節法不能改變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。而改變轉速，使風機吸氣量發生變化，其功率消耗也随之改變。所以，對羅茨鼓風機進行變速調節就可達到節能的目的，而調速方法也較多。若改爲變頻調速方式調節風機風量，即能減少風機電耗的浪費。一）羅茨鼓風機變轉速工作特性1、流量特性羅茨鼓風機的理論流量與轉子轉速的關系式爲羅茨鼓風機的實際流量爲由式（1）和式（2）可知，對每一台具體的羅茨鼓風機，其葉輪外徑、長度和面積利用系數都是一個定值，當可忽略容積效率的變化時，羅茨鼓風機的流量正比於轉速。2、功率特性羅茨鼓風機的軸功率爲由式（1）和式（3）可知，當羅茨鼓風機轉速n變化時，其軸功率與轉速成正比。3、 轉矩特性羅茨鼓風機的轉矩爲由於羅茨鼓風機的軸功率與轉速成正比，因此由式（1）可知，當轉速變化時，轉矩不變，即羅茨鼓風機屬於恒轉矩運行。二）變頻調速的工作原理變頻器調速的原理是将交流順變成直流，平滑濾波後再經過逆變回路，将直流變成不同頻率的交流電，使電機獲得無級調速所需的電壓和頻率，從而直接改變和控制電機的輸出軸功率。羅茨風機的驅動採用交流三相異步電動機，其轉速與電源頻率的關系爲[3]由式（1）可知，轉速與頻率成正比，隻要改變頻率即可改變電動機的轉速，當頻率在0～50Hz的範圍内變化時，電動機轉速調節範圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現速度調節的，是一種理想的高效率、高性能的調速手段。因此，決定採用變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。四、羅茨風機的變頻改造一）、硬件設計1、變頻器的選用根據電機容量，選用丹佛斯FC300變頻器。丹佛斯FC300系列變頻器的優點：（1） 調速範圍廣，機械特性硬，精度高，運行可靠；（2） 磁通―電流控制（FCC）功能改善動态響應特性，並(bìng)且優化電動機的控制；（3） 控制不同的負載，具有相應的V/F特性；（4） 變頻器的PID調節器具有較高的品質（參數自整定）可用於簡單的過程控制；（5） 快速電流限制功能（FCL），避免運行中不應有的跳閘；（6）可實現電動機的過壓、欠壓、過熱等功能。2、變頻器控制與調節變頻器可通過在控制櫃門“遠程/本地”開關的切換實現“遠程控制”與“本地控制”。“遠程控制”是在主控室内上位機與變頻器進行數據通信，操作人員可通過觸摸屏的畫面對風機和變頻器的工作電流、頻率、轉速以及啓動、停止、故障等狀态進行實時監控。同時操作人員根據工藝或外界條件的變化，通過改變變頻器的頻率來調節轉速。另外，在風機房内還裝有一個本地控制的機旁操作箱，在風機出現故障時可在電機旁進行操作。爲瞭保證生産的連續運行，在變頻器出現故障後，可将故障變頻器通過旁路櫃隔離，風機電動機可切換爲工頻運行或啓、停控制。二）、PLC與變頻器通訊的實現原除塵系統的配置爲：1套PLC主站（S7-300，315-2DP），1個MP 270觸摸屏，現将兩台羅茨風機的Danfoss FC300變頻器通過現有的PROFIBUS-DP網絡進行PLC和變頻器的通訊，變頻器通過PROFIBUS-DP來實現電機的啓/停和調速控制，並(bìng)把變頻器的實際運行狀态通過PROFIBUS網絡輸送並(bìng)顯示在觸摸屏MP 270，從而達到對羅茨風機的運行控制目的。五、系統調試及運行效果一）系統改造後的調試完成羅茨風機變頻器改進安裝後，並(bìng)投入系統運行前的調試，目的主要是檢查所選擇的變頻器性能、改進方案的功能是否達到設計要求以及滿足實際生産需要。經調試，變頻器性能運行非常穩定，達到設計要求。二）運行效果變頻器經過一個月試運行及投入正常使用後，從實際運行來看，變頻運行狀态比較穩定，滿足設計要求，系統穩定可靠。設備方面由於變頻具有軟啓動功能避免瞭電機啓動時對電機的沖擊損害，轉速的降低，對風機的葉輪、軸承等壽命得以延長，設備運行狀況良好。1、節能效益制絲集塵風機的運行實際工頻大約爲42HZ，工作電流爲32A；卷包集塵風機運行實際工頻大約爲40HZ，工作電流爲34A。根據測定數據可計算有功功率，其公式：P=1.732×U×I×cosα改造前：P1=1.732IV cosα=1.732×380×45×0.85=25.17kW制絲集塵改造後：P2=1.732×380×32×0.85=17.90KW卷包集塵改造後：P3=1.732×380×34×0.85=19.02KW每小時節電P節約=2× P1- P2- P3=13.43kW車間每天兩班生産，工作時間16小時，一個月生産天數20天，一個月可節約電能4296.47 kW。2、設備影響（1） 避免瞭電動機啓動時對電機的沖擊損害及對電網的沖擊；（2） 提高瞭羅茨風機的自動控制能力；（3） 減少瞭羅茨風機及其消聲器等的機械振動、噪聲和沖擊；（4） 由於轉速的降低，羅茨風機的葉輪、軸承等壽命得以延長。六、結束語變頻器控制技術用於羅茨風機控制達到顯著的節電效果，提高瞭設備效率，又滿足瞭生産工藝要求，並(bìng)且因此而大大減少瞭設備維護、維修費用，經濟效益十分明顯。
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