毕业设计（论文）-变频器在风机中的应用

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1、变频器在风机中的应用摘要在工矿企业中，风机设备应用广泛，诸如锅炉燃烧系统、通风系统、和烘干系统等。传统的风机控制是全速运转，既不论生产工艺的需求大小，风机都是提供固定数值的风量，而生产工艺往往需要对炉膛的压力、风速、风量及温度等指标进行控制和调节，最常用的方法是调节风门或挡板开度的大小来调整受控对象。这样，就是得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了，找成了大量的能源浪费和设备损耗，而且控制精度收到限制，影响产品质量和生产效率。使用变频器驱动的方案取代了风门、挡板控制方案，降低了电动机功耗，达到了高效节能和高效运

2、行的目的，关键字：风机、变频调速、节能引言26目前风机在运行中存在的问题：(1)设计院或用户在选择风机设备时，通常留有10%~15%的设计余量，实际上系统多数工作负荷低于额定负荷运行，设备容量不能充分利用，运行效率低;(2)启动时对电动机的冲击大，降低了电动机使用寿命；(3)挡板功耗大，浪费能源；(4)工作系统很难投入自动运行，降低了系统自动化水平。随着电力电子技术、微电子技术、信息技术和现代控制理论在调速系统中的应用，并且由于近年电力紧张，变频调速技术已经成为现代电力传动的一个发展方向，卓越的调速性能，使得

3、变频器在工业生产中的节能效果越发显著。因此，将风机改为变频器控制，将传统的电机调速技术、现代电力电子技术以及计算机控制技术结合在一起，当系统工艺需要风量发生变化时，自动调速，使电机在经济的转速下运行，从而达到节电的效果。变频调速节能控制装置的特点：（1）调速效率高；（2）调速范围大；（3）调速精度高；（4）启动电流小，而且容易实现闭环控制。由于可以利用原普通交流异步电动机，所以特别适合对原有旧设备的技术改造，它既保持了原电动机结构简单，可靠耐用，维修方便的优点，又能达到节电的显著效果，是风机交流调速节能的理想

4、方法。目录一、变频器技术概述261、变频器技术的发展2、变频器的分类3、变频器的主要组成元件二、风机变频调速驱动原理1、风机的机械特性2、风机的功率特性三、风机调速节能原理1、风机风量和转速及风压与转速的关系2、风机节能的计算3、电机的机械特性四、风机变频调速系统设计1、二次方律负载2、风量调节方法3、风机的容量选择4、变频器的容量选择5、变频器的运行方式选择6、变频器的参数设置7、风机变变频调速系统的电路原理图五、变频改造后的效益计算六、结束语七、参考文献26一、变频器技术的发展1、电力电子器件是变频器发展

5、的基础变频器的主电路不论是交-直-交还是交-交变频的形式。都是采用电力电子器件作为开关器件，因此，电力电子器件是变频器发展的基础。现在，GTR和GTO的问世，脉宽调制（PWM）技术也进入到了应用阶段，成为变频的主要技术。现在绝缘栅双极晶体管IGBT，其优良的性能很快取代了GTR。智能功率模块IPM也被广泛应用，电力电子器件得到了快速的发展。计算机技术和自动控制是变频器发展的支柱，市场需求是变频器发展的动力，随着科技的发展，变频器技术已成为现代工业控制的主要技术。2、变频器的分类变频器的种类很多，下面根据不同分

6、类进行介绍负载2.1根据原理分：交-直-交和交-交两种，U0p组~50HZP组tN组2.2按相数：单相和三相2.3调压方式分：脉幅调制和脉宽调制2.4输出波形：方波和正弦波U0U26Tt1、变频器的主要组成元件3.1功率二极管（D）指能承受高电压、大电流、具有较大耗散功率的二极管。它与普通的二极管结构、工作原理和伏安特性相似，但是它的主要参数和选择原则等不尽相同。（1）伏安特性曲线IDURSMOUD（2）图形符号AK3.2晶闸管（SCR）（1）导通条件：在晶闸管的阳极A和阴极K间加正向电压，门极和阴极间也加正

7、向电压，晶闸管导通。（2）图形符号AGk3.3GTO和GTR3.4绝缘栅双极晶体管（IGBT）（1）IGBT的主要参数：最大集电极–发射极间电压UCEM最大栅极–发射极电压UGEM最大集电极电流ICM开关频率等。26二、变频器调速驱动原理风机的机械特性具有二次方律特征，即转矩和转速的二次方成正比变化。在低速时由于流体的流速低，所以负载的转矩很小，随着电动机转速的增加，流速加快，负载转矩和功率越来越大。负载转矩TL和转速nL之间的关系表示为：TL=T0+KTnL2根据负载的机械功率PL和转矩TL、转速NL之间的

8、关系，有：PL=TLnL/9550则功率PL和转速NL之间的关系为：PL=P0+KPnL3上三式中，PLTL分别为电机轴上的功率和转矩;KT、KP分别为二次方律负载的转矩常数和功率常数。下图为二次方律负载的机械特性和功率特性曲线，可以看出，当被控对象所需风量减小时，采用变频器降低风机的转速NL，会使电机的功耗大大降低。n/(r/min)150010002650009.422.745TL/(N·m)a