ABB变频器ACS550的几种使用方法总结

第一篇：ABB变频器ACS550的几种使用方法总结

ABB变频器ACS550的几种使用方法总结

a．外部按钮启停控制，外接电位器调速

变频器出厂默认为标准宏，在接线无误的情况下，只要查看一下参数1001，确认为1；1601确认为0即可（不需要正反转的情况下）。

b．如果牵引机等需要正反转的，在标准宏控制下，只要设定参数1001为9，1003为3即可。

c．行星切割锯（公转电机为恒速），在标准宏控制下，只要设定参数1201为6，1202为一个固定频率，如20HZ，即可。

端子11，12号短接，10号与13号和18号经过中间继电器控制通断。

d．外部按钮启停控制，变频器控制面板调速

在标准宏控制下，设定参数1001为1，1103为0即可。如果是用英文面板操作，需要在REF状态下使用（即调出REF后按下确认键，再用上下箭头调速）。

e．变频器面板启停控制，外接电位器调速

在标准宏控制下，设定参数1001为8，1103为1即可。

f．变频器面板启停控制，变频器控制面板调速

在标准宏控制下，设定参数1001为8，1103为0即可。

第二篇：基于ABB变频器的恒压供水系统的设计

基于ABB变频器的恒压供水系统的设计

齐亚德·阿西·奥贝德，纳斯里苏莱曼和M.N.哈米顿

博特拉大学工程学院，电气与电子工程部

摘要

变频器恒压供水系统是一个比传统供水方式更加高效，节能的解决方案，相对传统方式能够节能50％以上。根据在特定的速度下，出水口和管道内水压与电机转速和运动频率之间的关系这一性能,可以实现变频调速恒压供水。这里介绍了恒压供水系统中使用ABB的ACS510驱动器和控制器。实际运行表明，所设计的系统，可以在误差允许的范围内，实现对设定的压力进行跟踪。假如一年工作8000小时，该系统可比阀门节流方式降低能耗54.4％。

1.引言

无论是在生产上还是生活上，恒压供水系统被广泛使用。相比传统的水塔和高水箱的方式，新的变频恒压供水供电系统具有设备投资少，系统的稳定性强，自动化程度高的优势。该泵是一个典型的平方转矩类负载，这意味着它的扭矩和速度的平方成正比，和流动速度成正比，因此功率损耗是和速度是成正比的。当使用节流阀方式时，无论阀门开度如何，电机始终为额定转速。假设供水系统是理想态，阀门开度为80％，在这一点上，速度为n1，功率为p。在相同的情况下，当涉及到变频的方式，不仅降低电机额定转速的80％，而保持阀全开能满足供水需求。与这一点上的功率损耗P2与P1具有下列关系，p2n20.8n10.512p1n1n1（1）33从公式（1）可以看出，与传统供水方式相比，阀门的开度是80％，变频控制方式损耗功率只有传统方式的0.512倍。通常情况下，电动机的容量因留有一定的余量而比实际需求更大，也就是说电机不能正常工作在额定状态和速度达不到最高，即使是在用水高峰期。变频恒压供水系统节能潜力巨大。本文所设计的供水系统运行了半年多，相比传统的方式，本系统节能54.4％。目前，形成广泛的变频恒压供水系统由PLC，单片机，其他特殊控制器加逆变器这些额外的控制器不仅增加了成本，而且还系统的故障率。在本文中，我们要设计一个恒压供水系统，并根据实际运行结果证明，舍弃专用控制器只使用逆变器还可以实现稳定的恒压供水，达到同样的节能。

2.恒压原理

2.1、供水系统的特点

供水系统的特点如图1所示，保持阀门打开不变，电机速度改变，反映扬程H和流量Q之间的关系。保持电机转速不变，改变阀门的开度，反映扬程H和流量Q之间的关系。在扬程和流量的变化交汇点，系统同时满足两者，水消耗和水供给达到平衡，从而可以稳定运行。交叉点被称为供水系统的工作点，用水量是根据用户的需要随时间变化的。因此供水系统的任务是准确控制水流，使流量与耗水量动态平衡，以确保系统稳定运行。

图1 供水系统工作点特性，H是指供水系统的扬程，Q是系统的流量。2.2、变频供水系统的原理

从上一节中，供水系统稳定运行压力不变可以实现对供水流量的精确控制。当阀门开度不变，改变电机的转速可以改变流量。电机转速n与频率f的关系，其中p是极对数，s为转差率。公式（2）n（2）60f1sp

根据改变电机的电源频率变化的速度，然后改变供水流量，这是变频供水系统的原则。

3.变频恒压供水系统的设计

3.1、耗水量的计算和分析

居住区用水量主要包括生活，消防用水，绿化用水和其他不确定水等几部分组成。生活用水量是最重要的用水需求分析依据，因为生活用水占总用水量的比例最高。根据建筑学标准供水流量的计算方法——公式（3），作为流量最高时的水流量。

KhQd3QhmhT（3）

Qh是在一个小时内，水的最大消耗量，它的单位是立方米/小时。Qd是一天的水流量，假设住宅区有600户居民，平均每户3.5个人，人口总数为2100个人。根据城市住宅标准：在日常生活中每人不应该少于230升的供水量，在这个系统里，我们假设每人300升，照公式（3）所示，Qd是630立方米。Kh是小时变化系数，这意味着一天中最大小时用水量比例高于平均一小时的用水量，在我们的城市的Kh可以选择为2.5。T是在一天中的水的使用时间，选择为20小时。然后可以计算出Qh值是78.75立方米/小时。居住最高的12层，根据每一层3.5米高，则扬程为48米的水泵满足要求。泵和电机的效率和系统的免税额的综合考虑，选择三个45KW泵能满足供水需求。3.2、系统结构

变频调速恒压供水系统的原理如图2所示。系统由控制器，执行器和检测环节组成，形成一个闭环控制系统。变频器作为整个系统的控制核心，根据一个给定的压力和泵速变化频率及泵转速之间的偏差，实现精确的压力控制。变频调速恒压供水系统的主电路如图3所示。图2.变频调速恒压供水系统示意图。它是由逆变器，水泵电机和压力表组成的闭环控制系统。

图3 恒压供水系统ACS510主电路是系统的控制核心，它的输出是直接到三台电机，根据实际压力反馈决定应该是启动电机还是启动变频电机。

根据变频器的输出第一个泵变频启动，当水压不足，变频泵改工频运行，变频启动第二个泵，如果水压压仍不足，第二台泵工频运行，变频启动第三泵。通过调整到泵的数量和调整水泵电动机速度,实现恒压供水。该系统不使用单独的控制器，但通过变频器内置PID调节功能，所以在硬件配置，根据住宅区的实际用水需求，系统由一个逆变器，三个45KW水泵电机，一个远程压力传感器，6个交流接触器，空气断路器和中间继电器和指示灯等辅助设备组成。选择ABB公司的ACS510，ACS510-01-088A-4系列标准变频器，系统I / O接线板如图4所示。

Fig.4变频器I/O接线图。该系统分为手动运行方式和自动运行方式，当系统手动运行，AI1是电机的给定速度，AI2压力传感器反馈的实际压力值，它是变频器输出频率的重要依据。

4.系统运行测试

4.1、出水口压力

系统已投入运行超过半年，现在仍然运行稳定，该恒压供水系统能够满足要求。图5所示为站点观察到一天不同时间出水口压力的记录曲线。从图5可知，根据实际需求，不断改变该系统的设定值，系统反馈值成功地实现了对设定压力的跟踪。为了保护电机，减少瞬间电流冲击，当电机加速和减速。变频器参数的上升和下降时间设置长为60秒。由于水流量变化的时刻和压力值波动两个原因，压力设定值和实际有一些偏差，但偏差在可接受的范围内。

图5.实时压力曲线，X轴表示一天的运行时间，Y轴表示实际的反馈和设定压力

值，他们都满足恒压供水。

4.2、节能效果

系统运行半年多，约50％的时间系统工作在80％的额定转速下，30％的时间在70％额定转速下工作，20％时间在60％额定转速下工作。假设系统全年8000工作小时，用单向阀控制消耗电力359兆瓦时，而使用频率控制系统消耗电力为164兆瓦时，节约能源54.4％。根据发出1兆瓦时电力二氧化碳排放量为0.5吨计算，变频恒压控制系统每年可减少二氧化碳排放量97吨。

5.结论

系统投入使用，已超过六个月，仍能稳定运行。并能满足一个住宅小区的水供。通过使用变频调速控制之前和之后的功耗比较，所设计的系统节能效果明显，是一种有效和可行的恒压供水计划。这种设计节省了目前广泛使用的PLC，以及其他特殊的控制器，但需使用内置PID频率调整功能的变频器，变频器成为控制系统的控制器和驱动器，由于不使用PLC或其他特殊的控制器，使系统成本降低显着，操作更简单，更易于维护和减少系统的故障。

第三篇：ABB变频器短接线和启动线 ( 实践经验总结)

ABB变频器短接线和启动线

型号：100短接线：

8、9。启动线：

7、10。型号：140短接线：

9、10。启动线：

8、11。型号：150短接线：

6、7。启动线：

5、8。

型号：350短接线：

10、11。启动线：

9、12。型号：510 短接线：

11、12。启动线：

10、13。型号：550 短接线：

11、12。启动线：

10、13。型号：800短接线：

8、11。启动线：

1、8。

第四篇：变频器知识总结

变频器知识总结

一、名词解释：

1、VVVF（变压变频）

2、CVCF（恒压恒频）V：Variable 变量

C：Constant 常量 V：Voltage 电压

V：Voltage 电压 V：Variable 变量

C：Constant 常量 F：Frequency 频率

F：Frequency 频率

3、变频器定义：把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的 交流电的装置称作“变频器” 4：inverter 逆变器

5、VFD（Variable-Frequency-Drive）：变频器

V：Variable 变量

F：Frequency 频率

Drive 驱动器

6、IGBT（Insulated Gate Bipolar Trabsistor）：绝缘栅双极型晶体管-由BJT（双极型

I： Insulated 绝缘

三极管）和MOS（绝缘型场效应管）

G： Gate 门

组成的复合全控型电压驱动式功率半

B：Bipolar 双极

导体器件。

T：Trabsistor 三极管

7、MOS（MOSFET）：金属-氧化物半导体场效应晶体管。

Metal（金属）-Oxide（氧化）-Semiconductor（半导体）Field（领域）-Effect（影 响）Transistor（三极管）

8、GTR：电力晶体管（巨型晶体管）-耐高压大电流的双极结型晶体管。

9、GTO:可关断晶闸管

10、Motor：电动机、马达。

11、PWM（Pulse Width Modulation）：脉冲宽度调制

P：Pulse 脉冲

W：Width宽度

M： Modulation调制

12、PAM（Pulse Amplitude Modulation）： 脉冲幅度调制

P：Pulse 脉冲

A：Amplitude振幅 M：Modulation调制

二、变频器常规知识：

1、一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。

2、用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯 的变频器主要用于调节电源供电的频率。

3、电机转速： n = 60f/p(1-s)

n : 电机的转速 f: 电源频率 p: 电机磁极对数 s：电机的转差率

4、电机的转速 = 60(秒)＊频率（Hz)/电机的磁极对数-电机的转差率

5、电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，rpm/min也可表示为rpm

6、电机的旋转速度同频率成比例同步电机的转差矩为0

同步电机的转速 = 60(秒)＊频率（Hz)/电机的磁极对数

7、异步电机的转速比同步电机的转速低

8、变频调速原理：感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地取决于电机的极 对数和频率。但电机的特性决定很难改变极对数，所以调节电源频率来 改变电机转速成了选择。

9、变频器主要由整流（交流变直流）、滤波逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。

10、变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供 其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。

11、如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机出于过电压（过励磁），导致电

机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频 率以上时，电压却不可以继续增加，最高只能是等于电机的额定电压。

12、变频器50Hz以上的应用情况：

大家知道,对一个特定的电机来说,其额定电压和额定电流是不变的。如变频器和电机额定值都是: 15kW/380V/30A,电机可以工作在50Hz以上。当转速为50Hz时,变频器的输出电压为380V,电流为30A.这时如果增大输出频率到60Hz,变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A.很显然输出功率不变.所以我们称之为恒功率调速这时的转矩情况怎样呢? 因为P=wT(w:角速度, T:转矩).因为P不变, w增加了,所以转矩会相应减小。我们还可以再换一个角度来看: 电机的定子电压 U = E + I*R(I为电流, R为电子电阻, E为感应电势)可以看出, U,I不变时, E也不变.而E = k*f*X,(k:常数, f: 频率, X:磁通), 所以当f由50-->60Hz时, X会相应减小

对于电机来说, T=K*I*X,(K:常数, I:电流, X:磁通),因此转矩T会跟着磁通X减小而减小.同时小于50Hz时,由于I*R很小,所以U/f=E/f不变时,磁通(X)为常数.转矩T和电流成正比.这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力.并称为恒转矩调速(额定电流不变-->最大转矩不变)结论:当变频器输出频率从50Hz以上增时,电机的输出转矩会减小.三、变频器知识问答：

1、PWM和PAM的不同点是什么？

PWM是英文Pulse（脉冲）Width（宽度）Modulation（调制）-脉冲宽度调制缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。

PAM是英文Pulse（脉冲）Amplitude（振幅）Modulation（调制）-脉冲幅度调制缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。

2、电压型与电流型有什么不同？

变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。

2、为什么变频器的电压与电流成比例的改变？

异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。

3、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时 电压也下降，那么电流是否增加？

频率下降（低速）时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。

4、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？

采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。用工频电源直接起动时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍，起动转矩为70%~120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。

5、V/f模式是什么意思？

频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置（ROM）中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择

6、按比例地改V和f时，电机的转矩如何变化？

频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法

7、在说明书上写着变速范围60~6Hz，即10：1，那么在6Hz以下就没有输出功率吗？ 在6Hz以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取6Hz左右，此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率（起动频率）根据机种为0.5~3Hz.8、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定，是否可以？

通常情况下时不可以的。在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）电压不变，大体为恒功率特性，在高速下要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择。

9、所谓开环是什么意思？

给所使用的电机装置设速度检出器（PG），将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为“闭环”，不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式，也有的机种利用选件可进行PG反馈.10、实际转速对于给定速度有偏差时如何办？

开环时，变频器即使输出给定频率，电机在带负载运行时，电机的转速在额定转差率的范围内（1%~5%）变动。对于要求调速精度比较高，即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合，可采用具有PG反馈功能的变频器（选用件）。

11、如果用带有PG的电机，进行反馈后速度精度能提高吗？

具有ＰＧ反馈功能的变频器，精度有提高。但速度精度的植取决于ＰＧ本身的精度和变频器输出频率的分辨率。

12、失速防止功能是什么意思？

如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。

13、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种，和加减速时间共同给定的机种，这有什么意义？

加减速可以分别给定的机种，对于短时间加速、缓慢减速场合，或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的，但对于风机传动等场合，加减速时间都较长，加速时间和减速时间可以共同给定。度和变频器输出频率的分辨率。

14、失速防止功能是什么意思？

如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。

15、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种，和加减速时间共同给定的机种，这有什么意义？

加减速可以分别给定的机种，对于短时间加速、缓慢减速场合，或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的，但对于风机传动等场合，加减速时间都较长，加速时间和减速时间可以共同给定。（2）检知异常后封锁电力半导体器件PWM控制信号，使电机自动停车。如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等。

16、为什么用离合器连续负载时，变频器的保护功能就动作？

用离合器连接负载时，在连接的瞬间，电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化，流过的大电流导致变频器过电流跳闸，不能运转。

17、在同一工厂内大型电机一起动，运转中变频器就停止，这是为什么？

电机起动时将流过和容量相对应的起动电流，电机定子侧的变压器产生电压降，电机容量大时此压降影响也大，连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断，因而有时保护功能（IPE）动作，造成停止运转。

18、什么是变频分辨率？有什么意义？

对于数字控制的变频器，即使频率指令为模拟信号，输出频率也是有级给定。这个级差的最小单位就称为变频分辨率。变频分辨率通常取值为 0.015~0.5Hz.例如，分辨率为0.5Hz，那么23Hz的上面可变为23.5、24.0 Hz，因此电机的动作也是有级的跟随。这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题。在这种情况下，如果分辨率为0.015Hz左右，对于4级电机1个级差为 1r/min 以下，也可充分适应。另外，有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同。

19、装设变频器时安装方向是否有限制？ 变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的，上下的关系对通风也是重要的，因此，对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位，尽可能垂直安装。

20、不采用软起动，将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以？

在很低的频率下是可以的，但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流（6~7倍额定电流），由于变频器切断过电流，电机不能起动。

21、电机超过60Hz运转时应注意什么问题？

超过60Hz运转时应注意以下事项：

（1）机械和装置在该速下运转要充分可能（机械强度、噪声、振动等）。

（2）电机进入恒功率输出范围，其输出转矩要能够维持工作（风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比例增加，所以转速少许升高时也要注意）。（3）产生轴承的寿命问题，要充分加以考虑。

（4）对于中容量以上的电机特别是2极电机，在60Hz以上运转时要与厂家仔细商讨。

22、变频器可以传动齿轮电机吗？

根据减速机的结构和润滑方式不同，需要注意若干问题。在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为最大极限，采用油润滑时，在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等。

23、变频器能用来驱动单相电机吗？可以使用单相电源吗？

机基本上不能用。对于调速器开关起动式的单相电机，在工作点以下的调速范围时将烧毁辅助绕组；对于电容起动或电容运转方式的，将诱发电容器爆炸。变频器的电源通常为3相，但对于小容量的，也有用单相电源运转的机种。

24、变频器本身消耗的功率有多少？ 它与变频器的机种、运行状态、使用频率等有关，但要回答很困难。不过在60Hz以下的变频器效率大约为94%~96%，据此可推算损耗，但内藏再生制动式（FR-K）变频器，如果把制动时的损耗也考虑进去，功率消耗将变大，对于操作盘设计等必须注意。四

十一、为什么不能在6~60Hz全区域连续运转使用？

一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却，若速度降低则冷却效果下降，因而不能承受与高速运转相同的发热，必须降低在低速下的负载转矩，或采用容量大的变频器与电机组合，或采用专用电机。

25、使用带制动器的电机时应注意什么？

制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧。如果变频器正在输出功率时制动器动作，将造成过电流切断。所以要在变频器停止输出后再使制动器动作。

26、想用变频器传动带有改善功率因数用电容器的电机，电机却不动，请说明原因？ 变频器的电流流入改善功率因数用的电容器，由于其充电电流造成变频器过电流(OCT),所以不能起动，作为对策，请将电容器拆除后运转，甚至改善功率因数，在变频器的输入侧接入AC电抗器是有效的。

27、变频器的寿命有多久？

变频器虽为静止装置，但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件，如果对它们进行定期的维护，可望有10年以上的寿命。

28、变频器内藏有冷却风扇，风的方向如何？风扇若是坏了会怎样？

对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种，风的方向是从下向上，所以装设变频器的地方，上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有，变频器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时，由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护

29、滤波电容器为消耗品，那么怎样判断它的寿命？ 作为滤波电容器使用的电容器，其静电容量随着时间的推移而缓缓减少，定期地测量静电容量，以达到产品额定容量的85%时为基准来判断寿命。30、装设变频器时安装方向是否有限制。

应基本收藏在盘内，问题是采用全封闭结构的盘外形尺寸大，占用空间大，成本比较高。其措施有：

（1）盘的设计要针对实际装置所需要的散热；（2）利用铝散热片、翼片冷却剂等增加冷却面积；

（3）采用热导管。此外，已开发出变频器背面可以外露的型式。

31、想提高原有输送带的速度，以80Hz运转，变频器的容量该怎样选择？

设基准速度为50Hz,50Hz以上为恒功率输出特性。像输送带这样的恒转矩特性负载增速时，容量 需要增大为80/50≈1.6倍。电机容量也像变频器一样增大。

第五篇：ABB变频器在煤气加压机上的应用

ABB变频器在煤气加压机上的应用

摘要：在煤气加压机控制系统中运用变频调速技术对其进行改造，从而实现煤气加压机运转的自动调节，控制煤气流量，年节电效益12.91万元.关键词：煤气加压机

变频器节能 一 概述

炼铁厂竖炉车间煤气加压系统有220kW加压风机两台，一用一备，煤气的恒压供给是保证竖炉系统正常工作的重要条件，一般情况下要求出口压力为20KPa，原系统采用液力耦合器调速，电机以额定转速运行。

液力耦合器是通过控制工作腔内工作油液的动量矩变化，来传递电机能量并改变输出转速的，电动机通过液力耦合器的输入轴拖动其主动工作轮，对工作油进行加速，被加速的工作油再带动液力耦合器的从动工作涡轮，把能量传递到输出轴和负载，这样，可以通过控制工作腔内的油压来控制输出轴的力矩，达到控制负载的转速的目地。二 原系统工况及存在的问题

竖炉从投产以来，煤气加压机采用液力耦合器调速，存在诸多的问题如下:

1、电机直接启动时，冲击电流加大，影响电网的稳定性。

2、电机的效率低，损耗大，尤其低速运行时，效率极低。

3、采用液力耦合器时，在低速向高速运行过程中，延迟性较明显，不能快速响应，同时这时候的电流较大。

4、液力耦合器的附件——水冷却系统，长期运行，维护跟不上，冷却管内的水垢越积越多，易堵塞，导致冷却效果差，最终油温过高。

5、特别是进口压力过低，通过液力耦合器调速后，出口压力要求在20KPa左右，那么就会出现油温过高，结果转速没法调节到指定范围内，出口压力还是低，造成常常减料，球团产量相应降低。

6、液力耦合器运行时间稍长，就会严重漏油，对环境污染大，地面也被油严重污蚀。

从以上运行情况分析：要提高电动机的工作效率、节约电能，为满足生产工艺的要求，需要对其进行改造。在风机电动机上装设变频调速装置，取代液力偶合器调速，要求变频器有高可靠性，长期运行无故障。三 变频改造方案

电动机采用变频调速后，电动机转轴与负载直接相连，但电动机不再由电网直接供电，而是由变频器供电，变频器通过改变电动机的供电频率来改变电机转速，因此可以实现相当宽的频率范围内无级调速，而且在全范围内具有优异的效率和功率因素特性。

采用变频调速后，异步电动机转速n=60f(1-s)/p，其中f 为变频器输出频率，s 为异步电动机转差率，p 为电动机极对数。由式可见，交流电动机的同步转速n与电源频率f成正比，所以改变电源频率就能改变电机转速，从而实现调速的目的。

可以根据工艺状况需要而调节变频器的输出频率，以满足工艺要求。当工艺状况需要时，让电动机高速运行以达到工艺要求；当工艺

状况允许时，使电动机低速运转节约电能。

另外，用变频器对风机进行改造不必对原系统进行大的改动。取消液力耦合器，以及液力耦合器的水冷却系统，电机前移。

1、实际应用设备参数

加压风机型号为JLM—250D，其性能如表1所示

表1 风机参数

2、电机型号为YB315M1-2，其性能如表2所示

表2 电机参数

3、根据风机和电机的配置选择变频器的容量 型号：ACS800-04P-0320-3＋P901 250KW 输入项目 U：3～380－415V I：501A f：48～ 63Hz

输出项目 U：3～uinput I：521A f：0～ 300Hz

4、变频改造方案：

在风机上装设变频系统，拆除液力耦合器（如图一）；保留原工频系统。

图1

风机变频改造示意图

5、变频器调试：

首先将电机的额定功率、电压、电流及工作频率输入变频器，并确认它们与变频器的额定数据相匹配，其次是选择控制方式，命令源，最后设置速度设定值，斜坡上升/下降时间等一些必要的参数。

6、变频调速与液力耦合器调速的其他性能比较

变频调速与液力耦合器调速除了节能方面的差别外，还在功率因素、起动性能、运行可靠性、运行维护、调节及控制特性、投资及回报等方面有较大差异。6、1功率因素

变频调速可以在很宽的转速范围内保持高功率因素运行（例如20%以上转速时功率因素大于0.95%），而液力耦合器低速运行时功率

因素低于电动机额定功率因素，如果在70%以下转速时，功率因素将低于0.7。采用液力耦合器如果需要提高功率因素，则需另加功率因素补偿装置。6、2 起动性能

采用变频调速时，如电动机保持额定转矩起动，电网输入起动电流小于电动机额定电流的10%，对于风机泵类负载，其起动电流更小。而且起动的全过程可控，起动点和爬坡时间可设置。而液力偶合器不能直接改善起动性能，起动电流达到额定电流的5-7倍，即使是绕线型转子，采取转子串电阻方法需改善起动性能，需增加起动装置，但起动电流仍将是额定电流的2倍以上，是变频起动的20倍以上。起动对电动机和电网的冲击相当大，对电动机来说，造成转子鼠笼断条和定子绕组开焊，据统计，约15%的电动机故障由直接起动引起。对于电网来说，直接起动造成电网电压短时下降，干扰其它设备运行。6、3 运行可靠性、运行维护

液力耦合器机械结构和管路系统复杂，要长期可靠运行，系统维护工作量增大，如果出现故障，无法直接定速运行，必须停机检修。低压变频装置电子线路比较复杂，但目前技术已趋成熟，尤其是单元串联多电平方式的低压变频装置具有单元自动切换和冗余运行特性，在单元故障时可不停机连续运行，可靠性得以保证，而且检修维护相当容易，只需定期更换进风滤网即可。6.4 调节及控制特性

液力耦合器依靠调节工作腔油量大小改变输出转速，因此响应

慢，可能跟不上控制的需要，而变频调速的频率改变速度相当快，完全可以以系统允许的最高速度进行调节。液力耦合器的速度调节精度较低，而变频调速属于数字式控制，其稳频精度达到0.1%以上，因此可以实现精确控制。四 节能情况分析

液力偶合器从电动机输出轴取得机械能，通过液力变送后送人负载，其间存在功率损耗；变频器从电网取得电能，通过电动机变送后送人负载，其间同样存在功率损耗。在转速范围内，两种调速方式的效率—转速曲线如下：

两种调速方式的效率—转速对比曲线

1、理论上计算节能效果：

220kW风机的风量从100%降低到70%，由于流量与转速一次方成正比，因此转速可以降低70%，而负载功率与转速的立方成正比，所以负载功率理论上降为34.3%。

采用变频调速，其效率按0.95计算，再考虑电动机效率0.85，管道系统效率0.95，则电网总输人功率约为：

220（34.3%/0.95/0.85/0.95）=220×44.71%=98.36kW 采用液力偶合器，其效率按0.665计算，再考虑电动机效率0.85，管道系统效率0.95，则电网总输人功率约为：

220（34.3%/0.665/0.85/0.95）=220×63.87%=140.51kW 二者之差为节约的电能，即：140.51-98.36=42.15kW，全年按330日计算，年节电: 42.15×330×24=333828度

2、实际测量节约电能比较：出口压力达到20KPa为标准 2、1 改造前实测数据 u1=380V；i1=140A；cosφ1=0.92 P1=1.732ui =1.7321×380×140×0.92= 84.78kw 每年耗电量（全年运行330天计）为：84.78×24×330=671458度 2、2 改造后实测数据

u2=380V ；i2=50－70A ；cosφ2=1 取个中间值 i2=60A P2=1.732ui =1.7321×380×60×1=39.5kw 每年耗电量（全年运行330天计）为：39.5×24×330=312840度 2、3 每年节省的电量： 671458－312840=358618度 节电率：358618÷671458=53.4% 每年节约电费（按0.36元/度计）：358618×0.36=12.91万元

3、节约循环新水比较

根据在水泵房的新水流量表的指示比较得知：(19-14.5)×24×330=35640吨

五 结束语

对煤气加压风机改造表明：采用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；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；拖动系统应用变频调速技术，在大大节约电能的基础上，使长期轻载运行的引风机工作在低转速、低电压的状态下，这样就使电机发热少、温升低，延长了使用寿命。变频调速技术也提高了功率因数，使电网损耗减少，效率提高，同时降低了风机噪音，改善了生产环境。另外变频器自我检测、故障诊断、保护功能齐全，可有效地防止事故扩大化。

作者简介:王长林,男