變頻器遠程控制在風機中的應用

前 言

　　在礦山、冶金、石油和輕紡工業中，使用著大量的風機，這些機械設備一般都用交流電動機驅動，且功率都比較大，消耗的電能非常可觀。仔細觀察這些設備的運行狀況，可以發現它們大多都不是常年工作在額定功率之上，而是經常只有50—70%，甚至更低的輸出量。傳統的依靠擋板、閥門或空放回流調節方法致使電動機長期處于低效率、低功率因數狀態運行，白白損失掉大量的電能，越是大功率的風機，情況越是嚴重。

　　采用變頻器來控制風機負載其效果就大不一樣了。

一. 變頻器概述

　　變頻調速是目前國際上最先進的調速技術，變頻調速器是一種變頻變壓的調速，也可稱〝交-直-交〞變頻器。由于變頻器的主回路采用了大功率的晶體管模塊，控制回路采用了大規模的集成電路，再加上多種保護功能和自診斷顯示功能。因此，具有很高的可靠性，而且維修方便。另外變頻器內置有豐富的軟件功能，外設有多個控制端子和外部計算機通訊接口，很容易實現自動控制和過程控制。此外，由于變頻器采用了先進的變頻變壓的控制方法，因此可以很好的實現軟啟動、軟停止和無極變速。變頻器對電機速度的控制準確， 啟動力矩大、電流小，而且功率因數很高，在很好滿足工廠現場要求的同時，改善了供電電網，大大緩解了工廠電源容量緊張，而且節約了大量的電能。

　　使用變頻器，不但節能效果顯著，而且在安裝使用維護人工等均有明顯的優勢。變頻器體積小，塑料或金屬外殼封裝，安裝簡便，改造工作量小，工程周期短，無須太大的安裝費用。其次，采用變頻器可根據負載量適時調節，以滿足工藝要求的風量或水量。再者，變頻器投入使用后電機的啟動電流成倍減小，既保護了電網又降低了電源設備量的要求，節省了電源的投資。而且變頻器投用后，變頻器可以在任何壓力下隨意啟動，啟動電流大大降低，降低噪音，減少震動，保證設備的長期穩定運行，從而減少設備維護，延長設備使用壽命。故障率降低，幾乎無須維修，節約了大量的人力、物力，大大降低了系統的維修費用，同時生產工效的提高，也將會帶來可觀的效益。

　　雖然目前變頻器較其它類調速設備的一次性投資大，但變頻器是交流電機最理想的調速方式，并且在目前已經成為交流電機調速的主導潮流，再加上工廠自動化水平的不斷發展，變頻調速的優越性會得到更充分的體現。由采用變頻器的風機類設備的運行參數及節電數據統計可以看出，僅節約電費一項，預計在兩年之內可收回全部投資，以后的運行情況，就是每年節電的費用了。

二、風機遠程控制的應用

　　某鉛冶煉車間通風風機采用Y5-47鍋爐引風機，Y280M-4-90KW三相異步鼠籠式電動機，ABB的ACS800-01-0100-3變頻器，整個車間采用英國歐陸公司的NETWORK6000 DCS集散控制系統。

　　風機電機控制方式為手動/自動兩種操作方式，手動方式時，可以在設備現場控制箱上啟、停風機，使用電位器調節風機轉速，自動方式時，在控制室DCS控制系統計算機上啟、停風機，調節風機轉速。控制原理圖一所示。

圖 一

　　變頻器投運前技術參數的設置，常規參數有額定電流，電壓，轉速、頻率，加速時間、減速時間等，遠程模擬量（4～20mA）調節頻率功能的實現關鍵點在于99.02參數要設置成HAND/AUTO（手動/自動）宏，具有兩個控制地EXT1（手動）和EXT2（自動），通過一個數字輸入DI3進行切換，同一時刻只有一個有效。13.06參數設置成4 mA，為DCS給定最小值。

　　變頻器控制原理的考慮上關鍵點在于端子DI3的處理，DI3的狀態決定手動/自動兩個控制地的有效與否，DI1是手動控制啟動端子， DI6是自動控制啟動端子。

　　從圖中可以看出，現場手動控制時，轉換開關SA的1、2觸點接通，按下啟動按鈕，中間繼電器KA和接觸器KM依次得電，變頻器的DI1和DI6端子接通，變頻器啟動工作，如果生產工藝需要改變風量的大小，可旋轉電位器，改變電機轉速，達到要求既可。在DCS上遠程控制時，轉換開關旋轉到自動位置（SA開關接點閉合情況見圖二），變頻器的DI1、 DI3和DI6端子接通，變頻器啟動工作，如果生產工藝需要改變風量的大小，可在計算機設備控制畫面上調出頻率設置一項，直接輸入HZ數，就可以改變電機轉速。

圖 二

三、結束語

　　該風機使用至今，運行良好，在節電的基礎上，遠程控制更是減少了現場人員，自動化程度提高了。為了更好的服務生產，在此基礎上可以在風管上安裝流量檢測裝置，風量信號遠傳到DCS上，與變頻器構成PID調節，實現閉環控制，自動跟蹤風量，滿足生產需要。

　　變頻器的功能很豐富，在實際使用中只是用了一部分，只要充分掌握其工作原理及功能，結合生產工作經驗，靈活地運用各種功能，在生產中會有不少的應用空間。