李建康

摘要：变频控制技术诞生与发展给传统电机工作模式带来了更多可能，基于变频控制的节能技术已被应用于人们生活方方面面。收尘风机是当前工厂以及车间生产作为常见的设备之一，且需求量巨大，因此对其进行有效的调速控制对于效能的管控等具有重要意义。此次探讨阐述了变频控制技术在收尘风机中的应用原理，并就其使用方法等进行分析探讨。

关键词：变频控制；收尘风机；原理

对于现有收尘系统而言，正常工况下其风量以及负荷等参数指标有效值往往处于恒定状态。而对于一些特殊工艺产品，其作业效率相对较低，实际工作中也需要其时开时停，此时收尘风机的工作模式往往需要随着实际生产工艺的变化而改变。据分析，此类风机其能量有效利用率仅有35%-70%之间，其余的能量往往应用于空转方面，对于电能资源的浪费情况较为严重且应用效率不高。因此有效控制风机的启停转动，规避对电能等资源的浪费情况，满足实际生产应用需要是当下企业生产迫切需求。

1.常见调速方式对比

对于收尘风机而言，在实际工作中其主要通过对风门挡板开启角度以及电机转速的控制进而实现对风量大小的调节。据相关学者对比分析，国外曾经针对液力耦合器调速以及串级调速两种变速形式进行对比分析，实际风机功率消耗情况如下图所示：

由上图不难看出，实际当风机负荷在60%-85%区间内时，基于风门调节对功率的消耗相较于串级调速要高出约1200-2000多个千瓦，而基于液力耦合器调速相较于串级调速要高出约700-850kw左右。实际对于一些时间较长的工厂或者生产车间而言，其往往采用风门挡板调节形式。而由上图可以看出，基于变速装置来取代传统的风门挡板进行风速以及风量的调节无疑是一种较为理想的选择。此外由于串级调速不适用于笼型电机，液力耦合器调速方式其效率相对较低，且对于风机房的空间有一定要求，而交流变频调速方式与其他调速形式相比，其对调速的范围更为宽泛、实现更为稳定、机械特性更好，且对于能源利用率更为高效，是当前风机软启动最为理想的调速控制方式。

2.变频调速应用分析

2.1原理分析

對于电动机而言，其同步转速和电源的频率呈正相关关系，而实际由于多方面的影响，电机转速往往稍低于同步转速，因此提高电源供电频率对于提高转速具有一定效果，而降低频率则可以一定程度上降低电机转速，通过连续的对频率的改变即可有效实现对电机的无级调速控制。

2.2变频调速方法探讨

恒功率、恒转矩以及维持过载能力不变是常见的三种调速形式，对于风机而言其属于恒转矩负载，因此采用恒转矩调速较为合适。就定义而言，恒转矩主要指在实施变频前后电机电磁转矩维持不变，即

要想保持转矩m为常数，势必确保Hm以及 的不变，而当频率发生改变时，电源电压Ui也应当随之发生一定改变，进而维持Hm的恒定不变，最终实现m的不变。

2.3基于变频控制调速分析

依据变频调速相关理论，对于变频调速而言其范围大，稳定性相对较好，变频过程中机械特性硬度维持不变。此外，应当注意当频率高于电机实际额定频率时，适合采用恒功率方式进行调速；而当调速频率低于电机额定频率时，则相对较为适合采用恒转矩进行调速，当对风机一类设备进行变频调速时，往往采用调速频率低于额定频率的恒转矩调速方式。

3.收尘风机调节与操作技术分析

针对操作方面，操作过程尽可能做到简单快捷，现场操作箱设置启停按钮以及急停开关、电流表计，其整个操作过程主要有核心逻辑控制单元以及变频控制单元依据设计要求以及电气设备安全可靠运行由控制程序完成。对于操作人员而言，其只需要现场进行按钮的操作以及开关的控制即可完成工作内容，这样的形式可以有效规避对于操作人员个人技术水平的要求以及由于操作不合理而造成的不必要的后果，同时也大大减少了潜在事故风险。

针对电机控制方面，主要依据以下流程。首先设定风机的加速，设备稳定运行，随后减速控制程序以及相关参数，基于变频控制单元的指数设置单元，设计模拟程序进行开环以及闭环的控制。其次对于电机启动方面，务必确保在设备启动阶段可以以足够大的启动转矩进行设备的启动，随后依据风机转动时所形成的转动惯量情况来设置变频器的初始转动频率，实际该频率设置不宜过小，否则极有可能造成电机的最大电磁转矩下降，继而造成风机难以有效启动。

4.变频调速效益分析

据不完全统计变频调速控制在收尘风机中的应用，可以大大改善原有风机的启动性能，可以有效完成风机的软启动效果，从而避免风机全压启动情况下电机由于长时间受到大电流冲击而造成电机加速老化，延长了整个设备的使用寿命，同时可以有效降低初始力矩对设备造成的冲击，大大降低风机机械故障等情况发生。此外，变频控制技术在节能降耗方面的应用尤为突出，基于变频调速后的电机其能耗情况得到大大改善，甚至比原电机空载情况下所消耗的功率更低，据相关统计变频调速控制设备的投入运行1年即可完成对所有投资的回收。

结束语

变频调速是当前最为有效也是最为理想的风机控制调速形式，同时也是未来多个电机控制领域的发展方向。基于变频调速控制方式可以实现全自动闭环的调控，依据现场生产工艺的改变而及时有效进行风机风量的控制，从而满足不同负荷情况下对于风机控制要求。此外，针对中小型收尘风机而言，变频调速技术的应用可以大大提高收尘设备的收尘效率，有效提高电机的功率因数，就社会效益以及经济效益方面具有明显优势。此外，需要注意变频调速设备相关负责人应当经过完善的培训，且达到一定技术水准方可对设备进行操作以及维修。针对电机以及变频器等设备的日常运维应当在停电后将变频器输出端子短路放电，从而确保相关人员的个人安全。

参考文献

[1]马林. 变频器在风机控制变频调速系统中的应用[J]. 电气传动自动化， 2011， 33（5）：31-32.

[2]杨国. 变频节能技术在风机控制中的应用[J]. 自动化仪表， 2003， 24（1）：58-60.

[3]陈志东， 欧荣华. 高压变频器在转炉收尘风机中的应用[J]. 变频器世界， 2008（12）：71-72.

[4]饶刚， 冷祥洪， 赵朝霞. 中压变频器在收尘风机上的应用浅析[J]. 电气传动， 2006， 36（7）：51-54.