PDF《台达VFD-F系列变频器在船模动力定位系统试验中的应用》

2 变频调速、风机和潜水搅拌机工作原理简介 2.1 变频调速原理 应用变频调速, 就是通过对电机调速来达到节约能源的目的, 控制对象是在动力设备上 实现电―机转换的电动机. 这是由感应式异步电动机的性能和特征决定的, 其次是所带的负 载对电机调速的负荷适应性所决定.从电机转速的公式中可知,电机的实际转速,主要取决 于电机定子的旋转磁场 [6] . (1) 式中: ―定子旋转磁场转速,也叫异步电动机同步转速,r/min;

―电源频率,Hz;

―电动机的磁极对数. 由式(1)可知,对一个绕制好的电机,其旋转磁场转速完全取决供电频率,转速 与 频率 成正比. 2.2 风机工作原理 风机主要参数:转速 、风量 、风压 、输出轴功率 . 由流体力学可知,风量与转速的一次方成正比,风压与转速的平方成正比,轴功率P与 转速的三次方成正比.当风量减少、风机转速下降时,其功率降风机的参数主要由以下几个 公式确定: 风机风量和转速成正比关系: (2) 式中: 、 为风量. 风机的风压和转速的平方成正比: (3) 式中 、 为风压. 风机所需的功率与转速的立方成正比: (4) 式中: 、 为功率. 从上述关系可知, 如果我们使用改变转速来实现改变风机的方法, 就不至于把大量的风 量白白放掉. 从而节约了大量的电能. 同时还增加设备的使用寿命, 提高电动机功率因数. 改 善了工人的操作条件,降低了环境噪音等. 2.3 潜水搅拌机工作原理 搅拌机主要有电机、减速装置、搅拌轴和桨叶等组成.潜水搅拌机产生大小不等的水平 推力,从而产生不同强度的水流.多台潜水搅拌机同时工作,产生池内的整体循环水流.潜 水搅拌器可以在池壁边、池角等位置沿预制导轨安装 ,受周围安装条件的限制比较小,影 响池壁等土建结构很小. 搅拌机是由多个参数决定的.轴功率( ) 、桨叶排液量( ) 、压头( ) 、桨叶直 径( )及搅拌转速( )是描述一台搅拌机的五个基本参数[7] . 搅拌机的排液量: (5) 其中: -桨叶转速;

-桨叶直径;

-桨叶流量准数. 搅拌机的轴功率 (6) 其中: -桨叶转速;

-桨叶直径;

-桨叶功率准数;

-物料比重修正系数;

- 物料粘度修正系数;

-桨叶安装位置修正系数. 桨叶的排液量与桨叶本身的流量准数,桨叶转速的一次方及桨叶直径的三次方成正比. 而搅拌消耗的轴功率则与流体比重, 桨叶本身的功率准数, 转速的三次方及桨叶直径的五次 方成正比. 在一定功率及桨叶形式情况下,桨叶排液量( )以及压头( )可以通过改变桨叶 的 直径( )和转速( )的匹配来调节,即大直径桨叶配以低转速(保证轴功率不变) 的搅拌机产生较高的流动作用和较低的压头, 而小直径桨叶配以高转速则产生较高的压头和 较低的流动作用.

3 台达VFD-F系列变频器特性 台达VFD-F系列风机水泵专用型变频器针对风机水泵运行的负载性质而设计, 一台主机 最多可控制四台电机(可变速一台、恒速三台) ;

此外,还拥有加泵/减泵延时以及自动节能 功能,使系统运行更有效率. 台达VFD-F系列风机水泵专用型变频器特点[8] : 台达F系列--风机水泵专用型交流马达驱动器,具有节能效果好、供电范围宽、内置 DC-Reacter、PID、 多台水泵控制、 睡眠/自动唤醒、 被控量可设定、 控制精度高等功能特点. 可广泛应用于恒压供水、空调、风机、锅炉、水处理、城市建设等自动化控制领域.任意 V/F,恒转矩/变转矩控制;