羅茨鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中變頻調(diào)速裝置的應(yīng)用

山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)等機(jī)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(lái)，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(jī)、水冷羅茨風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨風(fēng)機(jī)，贏得了市場(chǎng)好評(píng)和認(rèn)可。

一、羅茨鼓風(fēng)機(jī)改造與節(jié)能降耗
通過(guò)對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)恒速運(yùn)動(dòng)實(shí)際情況的記錄分析，羅茨鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律如下：最大負(fù)荷時(shí)的風(fēng)量為1600m3/h，電機(jī)的電流為38A，運(yùn)行時(shí)間1個(gè)月；一般負(fù)荷的風(fēng)量為950m3/h，電機(jī)的電流為36A，運(yùn)行時(shí)間9個(gè)月；最低負(fù)荷時(shí)的風(fēng)量為500？m3/h，電機(jī)的電流為18A，運(yùn)行時(shí)間2個(gè)月。由此可以看出，對(duì)于該羅茨鼓風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，最大負(fù)荷也不到額定負(fù)荷的一半，當(dāng)風(fēng)量下降時(shí)，用調(diào)節(jié)管道風(fēng)門(mén)的方法來(lái)改變風(fēng)道阻力，使功率下降不多，耗能仍很大，風(fēng)機(jī)在恒速下調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)時(shí)的風(fēng)壓-風(fēng)量（H-Q）特性，恒速下調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)時(shí)的功率-風(fēng)量（P-Q）特性，管網(wǎng)風(fēng)阻（R-Q）特性。假設(shè)風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)工作在A點(diǎn)效率最高，輸出風(fēng)量Q1100%。此時(shí)，軸功率P1與Q1、H1的乘積面積AH1OQ1成正比（AH1OQ1為耗能），根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，當(dāng)風(fēng)量需從Q1減少到Q2（例如50%風(fēng)量）時(shí)，如采用調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的方法調(diào)整風(fēng)量，相當(dāng)于增加了管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性產(chǎn)生變化，系統(tǒng)由原來(lái)的工況點(diǎn)A變到新的工況點(diǎn)B運(yùn)行，盡管此時(shí)風(fēng)量由Q1減小到Q2，但風(fēng)壓反而由H1增加到H2，軸功率P2與Q2、H2的乘積面積BH2OQ2成正比，功率的減少并不多，可見(jiàn)耗能仍然很大。采用電氣傳動(dòng)調(diào)速裝置來(lái)調(diào)節(jié)羅茨風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)地調(diào)節(jié)風(fēng)量、有效節(jié)能的最佳方法。我們選用變頻調(diào)速裝置對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，將電機(jī)恒速運(yùn)行改為按負(fù)荷變化的變速運(yùn)行，得到風(fēng)機(jī)合適的功率輸出，從而達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。
二、羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能原理
即改變頻率可改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)改變羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，由額定轉(zhuǎn)速n1調(diào)整到某一轉(zhuǎn)速n2時(shí)，理論上風(fēng)量、風(fēng)壓及軸功率變化的關(guān)系如下：Q2=Q1（n2/n1），H2=H1（n2/n1）2，P2=P1（n2/n1）3?？梢?jiàn)，風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。可以看出當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1降到n2，根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律，在轉(zhuǎn)速n2下的風(fēng)壓-風(fēng)量特性如曲線5所示?？梢?jiàn)，在滿足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3大幅度降低，功率P3（相當(dāng)于面積CH3OQ2）明顯減小，節(jié)省的功率損耗DP=P1-P2與面積BH2H3C成正比，節(jié)能效果十分明顯。所以，采用改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法對(duì)風(fēng)量和風(fēng)壓進(jìn)行控制是最合理和經(jīng)濟(jì)的。
在羅茨鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速運(yùn)行方式，不但可以根據(jù)負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，而且可以降低生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。為節(jié)能降耗，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境提供了新的選擇。

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