论文导读：在发电厂、制糖厂、中央空调、炼钢厂、水泥制造、化纤等行业中都用到风机。首先要提高变频器自身的抗干扰能力，但由于受装置成本限制，在外部采取噪声抑制措施，消除干扰源显得更合理、更必要。
关键词：变频器，风机，应用
一、概 述
通常工业锅炉上的鼓风、引风机，给水泵都是电机以定速运转，再通过改变风机入口的档板开度来调节风量；通过改变水泵出口管路上的调节阀开度来调节给水量。而风机和水泵的最大特点是负载转矩与转速的平方成正比，而轴功率与转速的立方成正比，因此如将电机的定速运转改为根据需要的流量来调节电机的转速就可节约大量的电能。
在发电厂、制糖厂、中央空调、炼钢厂、水泥制造、化纤等行业中都用到风机。在没有调速控制之前，一般采用降压起动，并且正常运行后，电动机全速运行，而风量的大小则通过风门来调节。一般情况下，风门的开度为50%～80%，电机只能是满负荷运行，电动机的工作效率很低，造成很大浪费。
二、变频器调速的特点及节能分析
怎样能根据工况而直接控制风量的大小而满足工况的要求呢？变频器的出现很好的解决了这个问题。变频器是无级调速的，用变频器改造风机，具有以下特点：
1. 起动停止平衡，无级调速，调速范围大。
2. 工作可靠，能长期稳定运行。
3. 操作简便，维护量小。
4. 输出特性可满足风机性能要求。
5. 节能效果显著。
根据离心泵的特性，风机的流量变化与转速成正比，压力变化与转速成正比，而功率变化与转速变化立方成正比。因此，当风机转速降低时，风量减少。电机功率成立方比下降。
三、改造方案
从以上运行情况分析：要提高电动机的工作效率、节约电能，可在风机电动机上装上调速装置。根据工作的情况调节调速器装置的速度可以满足工作状况的要求。另外，用变频器对风机进行改造不必对原系统进行大改动。因此，变频器在风机改造方面得到广泛的应用，在变频改造的过程中，当我们需要时，让电动机高速运行以达到我们的要求。当不在工作时、低负荷运行时，使电动机低速运转节约电能。同时，可根据我们的需要而调节变频器，以满足我们的工作要求。
其中，鼓风机、引风机、炉排机变频器受燃烧控制系统的控制，给水泵变频器受汽包水位的控制。控制器的输出信号将控制相关的变频器输出频率，以达到稳定工况及提高锅炉热效率和节能之目的。对于给水泵变频器加减速时间的设定，应在保证供水的前提下，尽量设定长一点，这样对工艺管道有利，因为这可以克服水泵加速过快的“水锤效应”和减速过快时的“空化现象”。
通过对变频器在工业锅炉上的应用进行总结，具有以下优点：
1、节电降耗效果显着，操作简便，调节平衡，尤其与微机控制相联更体现了优越性，深受司炉工的欢迎。
2、平滑启动及转机转速下降，机械磨损减小，故障率下降，减少了停机、停炉对生产的影响。
3、档板和调节阀的机械磨损、卡死等故障不复存在了。
四、变频器在使用中遇到问题及防范措施
为防患于未然，事先要对经常发生的故障原因进行认真分析。首先要提高变频器自身的抗干扰能力，但由于受装置成本限制，在外部采取噪声抑制措施，消除干扰源显得更合理、更必要。另外安装环境, 电源异常, 雷击、感应雷电, 电源高次谐波对变频器的正常运行也有很大影响。
1、安装环境
变频器属于电子器件装置，在其规格书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下，若确实无法满足这些要求，必须尽量采用相应抑制措施：
①振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的场合应采用橡胶等避振措施。
②潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、 接触不良、绝缘降低而形成短路。作为防范措施，应对控制板进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构。
③温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素。特别是半导体器件，应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。
除上述三点外，定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于特殊的高寒场合，为防止微处理器因温度过低不能正常工作，应采取设置空间加热器等必要措施。
2、 电源异常
常表现为各种形式，但大致分以下三种，即缺相、低电压、停电，有时也出现它们的混和形式。测速电机的检测来防止在加速中的过电流；对于要求必须量需运行的设备，要对变频器加装自动切换不停电电源装置。
3、 雷击、感应雷电
雷击或感应雷击形成的冲击电压有时也能造成变频器的损坏。为防止因冲击电压造成过电压损坏，通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件，保证输入电压不高于变频器主回路期间所允许的最大电压。当使用真空断路器时，应尽量采用冲击形成追加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器，因在控制时序上保证真空断路器动作前先将变频器断开。
4、电源高次谐波
由于目前的变频器几乎都采用PWM控制方式，这样的脉冲调制形式使得变频器运行时在电源侧产生高次谐波电流，并造成电压波形畸变，对电源系统产生严重影响，通常采用以下处理措施：采用专用变压器对变频器供电，与其它供电系统分离；在变频器输入侧加装滤波电抗器或多种整流桥回路，降低高次谐波分量，对于有进相电容器的场合因高次谐波电流将电容电流增加造成发热严重，必须在电容前串接电抗器，以减小谐波分量，对电抗器的电感应合理分析计算，避免形成LC振荡。
5、振动、噪声
振动通常是由于电机的脉动转矩及机械系统的共振引起的，特别是当脉动转矩与机械共振电恰好一致时更为严重。噪声通常分为变频装置噪声和电动机噪声，对于不同的安装场所应采取不同的处理措施：变频器在调试过程中，在保证控制精度的前提下，应尽量减小脉冲转矩成分；调试确认机械共振点，利用变频器的频率屏蔽功能，使这些共振点排除在运行范围之外；由于变频器噪声主要有冷却风扇机电抗器产生，因选用低噪声器件；在电动机与变频器之间合理设置交流电抗器，减小因PWM调制方式造成的高次谐波。
6、高频开关形成尖峰电压对电机绝缘不利
在变频器的输出电压中，含有高频尖峰浪用电压。这些高次谐波冲击电压将会降低电动机绕组的绝缘强度，尤其以PWM控制型变频器更为明显，应采取以下措施：尽量缩短变频器到电机的配线距离；采用阻断二极管的浪涌电压吸收装置，对变频器输出电压进行处理。
四、改造效果
1、160KW为例
改造前实测平均数据
U=380V I=290A cosΦ=0.79
P=1.732UIcosΦ
=1.732×380×290×0.79
=150.7KW
改造前每年耗电量（全年运行300天计）
150.7KW×24×300=1085040度
2、改造后实测平均数据
U=380V I=200A cosΦ=1
P=1.732×380×200×1=131.6KW
改造后每年耗电量（全年运行300天计）
131.6KW×24×300=947520度
3、每年节省的电量：
1085040-947520=137520度
节电率：137520÷1085040=12.6%
每年节约电费（按0.5元/度计）：
137520×0.5=68760元
五、总结
对风机改造表明：
1. 采用交流变频器对风机进行节能改造具有结构简单、改造方便、节能效果明显、投资回收期短的特点。
2. 使用变频器后，风机可软起软停、减少设备机械冲击、延长设备使用寿命、降低设备的维修费用。
3. 变频调速技术先进、成熟，提高了设备的技术含量。
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