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問題：羅茨風(fēng)機為什么要變頻控制？
小東答：羅茨鼓風(fēng)機有變頻和非變頻的區(qū)別，并非所有的工況都要求是變頻控制，需要根據(jù)自己工況的需求來定，有的工況因為現(xiàn)場工況的原因，需要使用變頻控制，所以，需要加裝變頻控制柜，而有些公告情況下，不用采用變頻控制，所以，不變頻即可。
使用變頻沒有硬性要求，大多數(shù)情況下根據(jù)自己的情況來定，這里錦工風(fēng)機還要告訴大家?guī)c注意事項：
1、變頻控制需要更多的維護工作。
2、變頻改造和科學(xué)，切忌不科學(xué)的改造羅茨鼓風(fēng)機。
3、使用的費變頻電機，我們要做變頻改造，盡量選擇重新采購變頻電機。
4、非變頻電機強行做變頻控制，后期出現(xiàn)問題，需要自己承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。
錦工風(fēng)機專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機，并且擁有變頻羅茨風(fēng)機和非變頻羅茨風(fēng)機，如果您有此方面的需求，可以聯(lián)系我們的官方客服熱線
：三葉羅茨鼓風(fēng)機產(chǎn)品列表
羅茨風(fēng)機變頻控制柜資料下載，該資料為變頻控制柜圖紙，如有需要可以點擊下面的鏈接進行下載：
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備注：該圖片非錦工風(fēng)機原創(chuàng)，來源于網(wǎng)絡(luò)，如有不妥之處請聯(lián)系我們刪除。
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原標(biāo)題：羅茨鼓風(fēng)機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計
山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機等機械設(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)品雙油箱羅茨風(fēng)機、水冷羅茨風(fēng)機、油驅(qū)羅茨風(fēng)機、低噪音羅茨風(fēng)機，贏得了市場好評和認(rèn)可。
羅茨風(fēng)機變頻調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)從根本上解決了羅茨風(fēng)機大啟動力矩而配用大功率電機的問題，節(jié)能效果非常顯著。能夠解決羅茨風(fēng)機低負(fù)荷運行，羅茨風(fēng)機開度當(dāng)板小而引起的風(fēng)紀(jì)震動問題，使羅茨鼓風(fēng)機運行更加穩(wěn)定。閉環(huán)控制系統(tǒng)的建立使控制更加穩(wěn)定裝置操作更加平穩(wěn)；另外羅茨風(fēng)機轉(zhuǎn)速的降低大大提高了羅茨風(fēng)機軸承的使用壽命。提高了設(shè)備運行時間，延長了設(shè)備的檢修周期。
2.變頻調(diào)速裝置在羅茨風(fēng)機上的應(yīng)用
羅茨風(fēng)機的流量，運行壓力，軸功率這三個基本參數(shù)與轉(zhuǎn)速的運算公式極其復(fù)雜，同時羅茨風(fēng)機類負(fù)荷隨環(huán)境變化參數(shù)也隨之變化。在工程中一般根據(jù)羅茨風(fēng)機的運行曲線，進行大致的參數(shù)運算，通過改變羅茨風(fēng)機的管網(wǎng)特性曲線來實現(xiàn)對羅茨風(fēng)機的風(fēng)量的調(diào)節(jié)；通過改變羅茨風(fēng)機葉片的角度來實現(xiàn)對羅茨風(fēng)機的風(fēng)量調(diào)節(jié)；通過改變羅茨風(fēng)機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)羅茨風(fēng)機的風(fēng)量調(diào)節(jié)。
取代老式的依靠擋板改變流量的方式，達到節(jié)能的效果；精確地調(diào)節(jié)速度和流量，保證工藝質(zhì)量；接受計算機的模擬或數(shù)字信號，進行實時控制；動態(tài)性能好，可實現(xiàn)“軟”啟動。變頻裝置的特性保證了電機啟動和加速時具有消除啟動對電機的沖擊，可以提高電機和機械的使用壽命。
3.變頻調(diào)速技術(shù)
3.1變頻調(diào)速的基本原理
對異步電動機進行調(diào)速控制時，希望電動機的主磁通Фm保持額定值不變。磁通太弱，電動機帶負(fù)載能力下降，磁通太強，形成過飽和，將引起勵磁電流波形畸變。由上可見,Фm值由e1和fl共同決定，對e1和fl進行適當(dāng)控制，就可以使氣隙磁通Фm保持額定值不變。分兩種：基頻以下的恒磁通變頻調(diào)速，即從電機額定頻率f調(diào)速；基頻以上的弱磁通變頻調(diào)速。
3.2 u/f控制
主電路中逆變器采用BJT，用PWM方式進行控制。逆變器的控制脈沖發(fā)生器同時受控于頻率指令f和電壓指令U，而f和U之間的關(guān)系是由U/f曲線發(fā)生器決定的。這樣經(jīng)PWM控制之后，變頻器的輸出頻率與輸出電壓之間的關(guān)系就，就是U/f曲線發(fā)生器所確定的關(guān)系。轉(zhuǎn)速的改變是靠改變頻率的設(shè)定值來實現(xiàn)的。電動機的實際轉(zhuǎn)速要根據(jù)負(fù)載的大小，即轉(zhuǎn)差率的大小來決定。負(fù)載變化時，在f不變的條件下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化而變化，故它常用于速度精度要求不十分嚴(yán)格或負(fù)載變動較的場合。U/f控制是轉(zhuǎn)速開環(huán)控制，無需速度傳感器，控制電路簡單，負(fù)載可以是通用標(biāo)準(zhǔn)電動機，所以通用性強，經(jīng)濟性好，是目前通用變頻器產(chǎn)品中使用較多的一種控制方式。
3.3 轉(zhuǎn)差頻率控制
根據(jù)速度傳感器的檢測，可以求出轉(zhuǎn)差頻率△f，再把它和速度設(shè)定值f相疊加，以該疊加值作為逆變器的頻率設(shè)定值f1*，就實現(xiàn)了轉(zhuǎn)差補償。這種實現(xiàn)轉(zhuǎn)差補償?shù)拈]環(huán)控制方式稱為轉(zhuǎn)差頻率控制方式。與U/f控制方式相比，其調(diào)速精度大為提高。但是使用速度傳感器求取轉(zhuǎn)差頻率，要針對具體電動機的機械特性調(diào)整控制參數(shù)，因而這種控制方式的通用性差。
4.系統(tǒng)自動控制的實現(xiàn)
4.1控制系統(tǒng)的工作原理
本系統(tǒng)是用單片機控制的變頻器實現(xiàn)的羅茨風(fēng)機調(diào)速系統(tǒng)。其主要硬件是MSC8051單片機，變頻器，壓力變送器，羅茨風(fēng)機。該系統(tǒng)中單片機起到控制器的作用，變頻器和羅茨風(fēng)機是執(zhí)行機構(gòu)。通過設(shè)置在羅茨鼓風(fēng)機負(fù)壓側(cè)的壓力變送器得到系統(tǒng)的反饋信號，并且將其轉(zhuǎn)化成了標(biāo)準(zhǔn)的電流或者電壓信號，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號傳送到單片機，然后由單片機實現(xiàn)PI壓力調(diào)節(jié)，顯示功能。最后輸出控制量，作為變頻器的模擬量給定信號，由變頻器輸出SPWM調(diào)制的頻率可調(diào)的電壓來控制羅茨風(fēng)機電動的轉(zhuǎn)速。從而整個系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)控制。達到準(zhǔn)確控制，節(jié)能的目的。
4.2 控制器的硬件設(shè)計
單片機：選用MCS-8051單片機，由于本系統(tǒng)的設(shè)計目的是羅茨風(fēng)機的簡單調(diào)速系統(tǒng)，所以系統(tǒng)不要求有復(fù)雜的控制功能。因此本系統(tǒng)選用最小系統(tǒng)，不需要對單片機的進行外部存儲器的擴展。由于8051單片機的輸入輸出口數(shù)目的限制，所以系統(tǒng)擴展了并行通信口8255A作為A/D，D/A的接口芯片。系統(tǒng)還具有簡單的鍵盤輸入和顯示作用，通過8279控制鍵盤和顯示器。
變頻器：變頻器選用西門子公司的Ec01-110k13kw 變頻器。
變送器：選用BYD-8系列壓力變送器。
鍵盤顯示部分是用單片機控制8279鍵盤顯示電路，由小鍵盤和6個8段數(shù)碼LED組成?？梢酝ㄟ^鍵盤對系統(tǒng)的PI的參考量進行預(yù)制，這樣使系統(tǒng)增加了很的可移植行和方便了系統(tǒng)的調(diào)試。本系統(tǒng)還可以隨時跟蹤顯示羅茨風(fēng)機負(fù)壓側(cè)的壓力，方便了操作人員對系統(tǒng)監(jiān)控。
4.3系統(tǒng)的軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件是計算機控制系統(tǒng)的一個關(guān)鍵組成部分，軟件的質(zhì)量直接關(guān)系到整個控制系統(tǒng)的效率和性能。根據(jù)控制系統(tǒng)的目標(biāo)需求，對控制軟件的功能進行合理的劃分，再采用模塊化的設(shè)計原則，確定各個模塊所要完成的功能，整個控制軟件完成數(shù)據(jù)的輸入，顯示以及PI調(diào)整功能。整個單片機系統(tǒng)不但起到了控制作用而且充當(dāng)簡單的上下位機作用。
PI控制器可以使原系統(tǒng)更加穩(wěn)定準(zhǔn)確，環(huán)節(jié)P用來使系統(tǒng)快速的動作，但遺憾的是有余差存在；積分控制可以消除余差，但是容易使系統(tǒng)的控制過程產(chǎn)生震蕩，且時間延遲很長，被控變量波動幅度也很大。應(yīng)用PI控制，可以很好的改善以上單獨使用的不足，使系統(tǒng)控制變的準(zhǔn)確。雖然PI控制還存在很多不足，但是在本系統(tǒng)中，由于對壓力的控制要求不是十分的嚴(yán)格，所以應(yīng)用PI控制就可以很好的完成控制要求。對于PI控制器的參數(shù)整定有多種方法，如：臨界比例度法，衰減曲線法，PID歸一參數(shù)法等方法。但是在工業(yè)中最長使用的是經(jīng)驗法。這種方法是工人師傅幾十年操作經(jīng)驗的積累，逐步的反復(fù)的試湊，最后得到控制器的適合參數(shù)。在PI控制器的設(shè)計上，本系統(tǒng)采用了積分分離法防止積分的飽和。
5.小結(jié)
本文系統(tǒng)的介紹了整個系統(tǒng)的設(shè)計過程。首先討論了各種羅茨鼓風(fēng)機風(fēng)量調(diào)節(jié)方法以及他們各自的特點，而突出了變頻調(diào)速的優(yōu)點。然后系統(tǒng)的說明了變頻器的原理以及分類，根據(jù)各方面的比較選擇該系統(tǒng)所用到的電壓型變頻器，根據(jù)所用的頻器的基礎(chǔ)上，確定變頻器的相關(guān)參數(shù)。最后根據(jù)在工業(yè)現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)學(xué)上的仿真，完成控制器的軟件設(shè)計。
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原標(biāo)題：羅茨鼓風(fēng)機自動控制系統(tǒng)
山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨風(fēng)機、羅茨鼓風(fēng)機等機械設(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、水冷羅茨鼓風(fēng)機、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機、低噪音羅茨鼓風(fēng)機，贏得了市場好評和認(rèn)可。此類產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電力、污水處理、環(huán)保、化工、鋼鐵、建材、農(nóng)藥、制藥等行業(yè)。產(chǎn)品和服務(wù)遠(yuǎn)銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。
高爐羅茨鼓風(fēng)機在煉鐵生產(chǎn)中是一重要的子系統(tǒng)，該系統(tǒng)控制的好壞直接影響到送風(fēng)的質(zhì)量，從而關(guān)系到高爐生鐵的產(chǎn)量和能耗。
一、系統(tǒng)介紹及主要設(shè)計參數(shù)
武鋼7#高爐羅茨鼓風(fēng)機設(shè)計使用的是MAN TURBO公司的AV90-15機組。該機組由10KV ABB同步電機通過增速齒輪箱帶動軸流羅茨鼓風(fēng)機。該機組還有如下的輔助系統(tǒng)：潤滑油和控制油單元，動力油單元，頂軸單元，盤車單元，進氣過濾器單元等。
二、自動控制系統(tǒng)構(gòu)成
TURBOLOG DSP BASIC/4為主控制器站，采集處理所有I/O信號。TURBOLOG PROTECT中的COMPACT/M3為冗余喘振監(jiān)測（逆流保護）系統(tǒng)，并帶有VOTER CARD REL2002（緊急停機保護選擇系統(tǒng)）和喘振計數(shù)器，使用TURWIN可進行編程和強制調(diào)試。TURBOLOG DSP PROVISET為支持人機界面的計算機系統(tǒng)，提供實時監(jiān)控、趨勢記錄、通訊功能。風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)使用BENTLY NEVADA 3600 。建有一個操作站和一個工程師站。
三、系統(tǒng)控制功能及原理
整個機組的控制系統(tǒng)有以下幾大部分：連續(xù)控制、邏輯控制及操作監(jiān)視管理等。連續(xù)控制功能有送風(fēng)流量/壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、風(fēng)機防喘振調(diào)節(jié)系統(tǒng)。邏輯控制系統(tǒng)有機組啟動步驟聯(lián)鎖系統(tǒng)、逆流保護系統(tǒng)、重故障緊急停機聯(lián)鎖系統(tǒng)、供輔設(shè)施控制系統(tǒng)、送風(fēng)與撥風(fēng)控制系統(tǒng)等。
?。ㄒ唬┲毓收暇o急停機聯(lián)鎖控制
為保障機組的安全運行，設(shè)有相應(yīng)的停機聯(lián)鎖保護，如果滿足其中一個條件，就要進行聯(lián)鎖保護停機。這些條件為：（1）按下急停按鈕，（2）風(fēng)機軸位移過大（+/-0.6MM），（3）持續(xù)逆流，（4）潤滑油壓力過低（低于0.8bar），（5）主電機跳閘。
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1．控制原理
軸流風(fēng)機運行在不同的風(fēng)壓時，都有嚴(yán)格的吸入風(fēng)量限制范圍，低于該限則發(fā)生喘振。喘振時出風(fēng)壓力和流量急速地升降，會聽到喘氣般的聲音，風(fēng)機的空氣溫度會急速上升，所以應(yīng)絕對避免風(fēng)機在喘振區(qū)工作。通過控制防喘閥，防喘振控制系統(tǒng)使風(fēng)機的操作點始終保持在穩(wěn)定范圍內(nèi)，不受過程流量和壓力的約束。防喘控制是獨立的，但它的功能在某些過程會受到限制。如在機組啟動和停止時防喘閥是處在故障安全位全開位的。
風(fēng)機的特性曲線，即風(fēng)機進風(fēng)壓力與排風(fēng)壓力比POUT/PIN與進風(fēng)體積流量QIN的關(guān)系曲線。1-6號曲線對應(yīng)與不同的靜葉角度，每條曲線都有一個最高點，而連接最高點的虛線即是風(fēng)機的喘振線。喘振線的是通過對風(fēng)機做喘振試驗，實測出風(fēng)機4種進入喘振狀態(tài)下的進風(fēng)壓力PIN、排風(fēng)壓力POUT、進風(fēng)溫度TIN、喉部壓差△PIN等參數(shù)，根據(jù)它們的函數(shù)關(guān)系得到的。為防止風(fēng)機進入喘振工況區(qū)，確保風(fēng)機安全運行，將防喘線平行下移3%、6.4%、9.72%得到三條同樣形狀的曲線作為防喘振調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安全運行線、喘振預(yù)報線、防喘線。
其安全運行線的方程近似為：
POUT/PIN=a+bQ2IN/TIN
QIN進風(fēng)流量，a b風(fēng)機系數(shù)
QIN2=K2△PIN/? ?PINM/zRTIN
K比例系數(shù)，M氣體分子量，z氣體壓縮因子，R氣體常數(shù)
△PIN=r(POUT-aPIN)/bK2，r=M/zR為常數(shù)
只有當(dāng)△PIN=r(POUT-aPIN)/bK2時，風(fēng)機才不會喘振。
2．控制方法
系統(tǒng)的工作原理是：風(fēng)機喉部壓差△PIN、進風(fēng)壓力PIN、排風(fēng)壓力POUT、進風(fēng)溫度TIN的PV值，經(jīng)測量變送后送入折線函數(shù)單元FX，作為防喘調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸入，系統(tǒng)按防喘線的函數(shù)關(guān)系計算后得出給定值SP，與排氣壓力POUT的PV值比較，當(dāng)PV值達到報警值時，系統(tǒng)發(fā)出報警信號；當(dāng)PV值達到或超過放空值時，防喘振調(diào)節(jié)系統(tǒng)起調(diào)節(jié)作用，經(jīng)PID計算后得到相應(yīng)的值，控制放風(fēng)閥的開度，使放風(fēng)閥打開，工況點重新回到放空線以下運行；若放空
閥開啟仍不能使工況點回到放空線以下，工況繼續(xù)惡化，當(dāng)PV值達到緊急放風(fēng)值時，計算機輸出信號使電動放風(fēng)閥快速開啟，實行緊急放風(fēng).系統(tǒng)流程如圖3-3。
由于放風(fēng)量變化范圍大，而且要求動作快，設(shè)置了主、副放風(fēng)閥。副放風(fēng)閥采用快速反應(yīng)的小型閥，以求防風(fēng)的平穩(wěn)，只有在緊急狀態(tài)時才啟動主放風(fēng)閥。這應(yīng)實行分程控制，分程的取值范圍，視工藝要求而定。
3．逆流保護
逆流是羅茨風(fēng)機喘振的前兆，逆流保護可作為防喘控制的一項附屬保護措施。當(dāng)喘振發(fā)生且超過了防喘調(diào)節(jié)器的范圍，逆流保護控制邏輯將調(diào)節(jié)羅茨鼓風(fēng)機防止喘振狀態(tài)的進一步升級。在機組啟動完畢，并且靜葉已經(jīng)打開到一定角度，機組已處于正常工作狀態(tài)時，風(fēng)機喉部壓差如果小于1.5kPa，邏輯系統(tǒng)立即產(chǎn)生喘振報警，若再持續(xù)3s時間后信號仍未消失，系統(tǒng)在逆流報警的同時，進行逆流保護，機組自動進入安全運行狀態(tài)，安全運行結(jié)果是：（1）放風(fēng)閥快速全開，（2）靜葉退回最小角，使風(fēng)量減少，風(fēng)壓降低，（3）逆止閥強行關(guān)閉.若再持續(xù)6s時間內(nèi)逆流信號仍未消失，則邏輯系統(tǒng)在?持續(xù)逆流?緊急報警的同時，聯(lián)鎖緊急停機。
?。ㄈ┧惋L(fēng)流量/壓力控制
風(fēng)機的送風(fēng)流量和壓力由過程負(fù)荷決定。正常情況下，過程量的大小是通過改變由伺服閥控制的靜葉角度來調(diào)節(jié)的。通過選擇目標(biāo)風(fēng)量，系統(tǒng)可不依據(jù)過程負(fù)荷自動調(diào)節(jié)靜葉角度，以達到目標(biāo)風(fēng)量。正常生產(chǎn)時，高爐要求定風(fēng)量控制，以保證爐內(nèi)平衡。當(dāng)熱風(fēng)爐換爐或高爐人工坐料時，需要比平時更多的風(fēng)量。為了補償增加的流量（由于管路負(fù)荷的下降），流量控制自動切換到定風(fēng)壓控制，系統(tǒng)增加靜葉角度來補償壓力損失。過程完畢，系統(tǒng)自動返回到流量控制，靜葉角度也降低到先前的初始流量設(shè)定點。
風(fēng)量調(diào)節(jié)的工作原理是：進風(fēng)管溫度、壓力和進風(fēng)壓差經(jīng)補正計算后得出實際風(fēng)量值PV與目標(biāo)風(fēng)量值SP進行比較，經(jīng)PID計算后得到相應(yīng)的值，輸出給伺服閥，控制靜葉角度的改變。風(fēng)壓調(diào)節(jié)與流量調(diào)節(jié)的工作原理相同，直接采集風(fēng)壓值PV與目標(biāo)風(fēng)壓值SP進行偏差計算，經(jīng)PID運算進行調(diào)節(jié)。為了保證兩控制方式之間的無擾動切換，在系統(tǒng)中設(shè)置輸出跟蹤功能，使處于非工作狀態(tài)的控制器輸出跟蹤工作狀態(tài)的輸出，即在進行風(fēng)量控制時，風(fēng)壓的輸出值跟蹤定風(fēng)量的值，反之亦然。
該計算機控制系統(tǒng)保證了機組的穩(wěn)定高效運轉(zhuǎn)，同時保證了緊急情況下高爐的生產(chǎn)。
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