問題：羅茨風機為什么要變頻控制？
小東答：羅茨鼓風機有變頻和非變頻的區別，并非所有的工況都要求是變頻控制，需要根據自己工況的需求來定，有的工況因為現場工況的原因，需要使用變頻控制，所以，需要加裝變頻控制柜，而有些公告情況下，不用采用變頻控制，所以，不變頻即可。
使用變頻沒有硬性要求，大多數情況下根據自己的情況來定，這里錦工風機還要告訴大家幾點注意事項：
1、變頻控制需要更多的維護工作。
2、變頻改造和科學，切忌不科學的改造羅茨鼓風機。
3、使用的費變頻電機，我們要做變頻改造，盡量選擇重新采購變頻電機。
4、非變頻電機強行做變頻控制，后期出現問題，需要自己承擔相應的責任。
錦工風機專業生產羅茨鼓風機，并且擁有變頻羅茨風機和非變頻羅茨風機，如果您有此方面的需求，可以聯系我們的官方客服熱線
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原標題：羅茨鼓風機變頻調速系統的設計
山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機，贏得了市場好評和認可。
羅茨風機變頻調速系統的實現從根本上解決了羅茨風機大啟動力矩而配用大功率電機的問題，節能效果非常顯著。能夠解決羅茨風機低負荷運行，羅茨風機開度當板小而引起的風紀震動問題，使羅茨鼓風機運行更加穩定。閉環控制系統的建立使控制更加穩定裝置操作更加平穩；另外羅茨風機轉速的降低大大提高了羅茨風機軸承的使用壽命。提高了設備運行時間，延長了設備的檢修周期。
2.變頻調速裝置在羅茨風機上的應用
羅茨風機的流量，運行壓力，軸功率這三個基本參數與轉速的運算公式極其復雜，同時羅茨風機類負荷隨環境變化參數也隨之變化。在工程中一般根據羅茨風機的運行曲線，進行大致的參數運算，通過改變羅茨風機的管網特性曲線來實現對羅茨風機的風量的調節；通過改變羅茨風機葉片的角度來實現對羅茨風機的風量調節；通過改變羅茨風機的轉速來實現羅茨風機的風量調節。
取代老式的依靠擋板改變流量的方式，達到節能的效果；精確地調節速度和流量，保證工藝質量；接受計算機的模擬或數字信號，進行實時控制；動態性能好，可實現“軟”啟動。變頻裝置的特性保證了電機啟動和加速時具有消除啟動對電機的沖擊，可以提高電機和機械的使用壽命。
3.變頻調速技術
3.1變頻調速的基本原理
對異步電動機進行調速控制時，希望電動機的主磁通Фm保持額定值不變。磁通太弱，電動機帶負載能力下降，磁通太強，形成過飽和，將引起勵磁電流波形畸變。由上可見,Фm值由e1和fl共同決定，對e1和fl進行適當控制，就可以使氣隙磁通Фm保持額定值不變。分兩種：基頻以下的恒磁通變頻調速，即從電機額定頻率f調速；基頻以上的弱磁通變頻調速。
3.2 u/f控制
主電路中逆變器采用BJT，用PWM方式進行控制。逆變器的控制脈沖發生器同時受控于頻率指令f和電壓指令U，而f和U之間的關系是由U/f曲線發生器決定的。這樣經PWM控制之后，變頻器的輸出頻率與輸出電壓之間的關系就，就是U/f曲線發生器所確定的關系。轉速的改變是靠改變頻率的設定值來實現的。電動機的實際轉速要根據負載的大小，即轉差率的大小來決定。負載變化時，在f不變的條件下，轉子轉速將隨負載轉矩變化而變化，故它常用于速度精度要求不十分嚴格或負載變動較的場合。U/f控制是轉速開環控制，無需速度傳感器，控制電路簡單，負載可以是通用標準電動機，所以通用性強，經濟性好，是目前通用變頻器產品中使用較多的一種控制方式。
3.3 轉差頻率控制
根據速度傳感器的檢測，可以求出轉差頻率△f，再把它和速度設定值f相疊加，以該疊加值作為逆變器的頻率設定值f1*，就實現了轉差補償。這種實現轉差補償的閉環控制方式稱為轉差頻率控制方式。與U/f控制方式相比，其調速精度大為提高。但是使用速度傳感器求取轉差頻率，要針對具體電動機的機械特性調整控制參數，因而這種控制方式的通用性差。
4.系統自動控制的實現
4.1控制系統的工作原理
本系統是用單片機控制的變頻器實現的羅茨風機調速系統。其主要硬件是MSC8051單片機，變頻器，壓力變送器，羅茨風機。該系統中單片機起到控制器的作用，變頻器和羅茨風機是執行機構。通過設置在羅茨鼓風機負壓側的壓力變送器得到系統的反饋信號，并且將其轉化成了標準的電流或者電壓信號，再經過A/D轉換變成數字信號傳送到單片機，然后由單片機實現PI壓力調節，顯示功能。最后輸出控制量，作為變頻器的模擬量給定信號，由變頻器輸出SPWM調制的頻率可調的電壓來控制羅茨風機電動的轉速。從而整個系統實現閉環控制。達到準確控制，節能的目的。
4.2 控制器的硬件設計
單片機：選用MCS-8051單片機，由于本系統的設計目的是羅茨風機的簡單調速系統，所以系統不要求有復雜的控制功能。因此本系統選用最小系統，不需要對單片機的進行外部存儲器的擴展。由于8051單片機的輸入輸出口數目的限制，所以系統擴展了并行通信口8255A作為A/D，D/A的接口芯片。系統還具有簡單的鍵盤輸入和顯示作用，通過8279控制鍵盤和顯示器。
變頻器：變頻器選用西門子公司的Ec01-110k13kw 變頻器。
變送器：選用BYD-8系列壓力變送器。
鍵盤顯示部分是用單片機控制8279鍵盤顯示電路，由小鍵盤和6個8段數碼LED組成。可以通過鍵盤對系統的PI的參考量進行預制，這樣使系統增加了很的可移植行和方便了系統的調試。本系統還可以隨時跟蹤顯示羅茨風機負壓側的壓力，方便了操作人員對系統監控。
4.3系統的軟件設計
系統軟件是計算機控制系統的一個關鍵組成部分，軟件的質量直接關系到整個控制系統的效率和性能。根據控制系統的目標需求，對控制軟件的功能進行合理的劃分，再采用模塊化的設計原則，確定各個模塊所要完成的功能，整個控制軟件完成數據的輸入，顯示以及PI調整功能。整個單片機系統不但起到了控制作用而且充當簡單的上下位機作用。
PI控制器可以使原系統更加穩定準確，環節P用來使系統快速的動作，但遺憾的是有余差存在；積分控制可以消除余差，但是容易使系統的控制過程產生震蕩，且時間延遲很長，被控變量波動幅度也很大。應用PI控制，可以很好的改善以上單獨使用的不足，使系統控制變的準確。雖然PI控制還存在很多不足，但是在本系統中，由于對壓力的控制要求不是十分的嚴格，所以應用PI控制就可以很好的完成控制要求。對于PI控制器的參數整定有多種方法，如：臨界比例度法，衰減曲線法，PID歸一參數法等方法。但是在工業中最長使用的是經驗法。這種方法是工人師傅幾十年操作經驗的積累，逐步的反復的試湊，最后得到控制器的適合參數。在PI控制器的設計上，本系統采用了積分分離法防止積分的飽和。
5.小結
本文系統的介紹了整個系統的設計過程。首先討論了各種羅茨鼓風機風量調節方法以及他們各自的特點，而突出了變頻調速的優點。然后系統的說明了變頻器的原理以及分類，根據各方面的比較選擇該系統所用到的電壓型變頻器，根據所用的頻器的基礎上，確定變頻器的相關參數。最后根據在工業現場采集到的數據進行數學上的仿真，完成控制器的軟件設計。
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原標題：羅茨鼓風機自動控制系統
山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨風機、羅茨鼓風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機，贏得了市場好評和認可。此類產品已廣泛應用于電力、污水處理、環保、化工、鋼鐵、建材、農藥、制藥等行業。產品和服務遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。
高爐羅茨鼓風機在煉鐵生產中是一重要的子系統，該系統控制的好壞直接影響到送風的質量，從而關系到高爐生鐵的產量和能耗。
一、系統介紹及主要設計參數
武鋼7#高爐羅茨鼓風機設計使用的是MAN TURBO公司的AV90-15機組。該機組由10KV ABB同步電機通過增速齒輪箱帶動軸流羅茨鼓風機。該機組還有如下的輔助系統：潤滑油和控制油單元，動力油單元，頂軸單元，盤車單元，進氣過濾器單元等。
二、自動控制系統構成
TURBOLOG DSP BASIC/4為主控制器站，采集處理所有I/O信號。TURBOLOG PROTECT中的COMPACT/M3為冗余喘振監測（逆流保護）系統，并帶有VOTER CARD REL2002（緊急停機保護選擇系統）和喘振計數器，使用TURWIN可進行編程和強制調試。TURBOLOG DSP PROVISET為支持人機界面的計算機系統，提供實時監控、趨勢記錄、通訊功能。風機監控系統使用BENTLY NEVADA 3600 。建有一個操作站和一個工程師站。
三、系統控制功能及原理
整個機組的控制系統有以下幾大部分：連續控制、邏輯控制及操作監視管理等。連續控制功能有送風流量/壓力調節系統、風機防喘振調節系統。邏輯控制系統有機組啟動步驟聯鎖系統、逆流保護系統、重故障緊急停機聯鎖系統、供輔設施控制系統、送風與撥風控制系統等。
（一）重故障緊急停機聯鎖控制
為保障機組的安全運行，設有相應的停機聯鎖保護，如果滿足其中一個條件，就要進行聯鎖保護停機。這些條件為：（1）按下急停按鈕，（2）風機軸位移過大（+/-0.6MM），（3）持續逆流，（4）潤滑油壓力過低（低于0.8bar），（5）主電機跳閘。
（二）防喘振控制
1．控制原理
軸流風機運行在不同的風壓時，都有嚴格的吸入風量限制范圍，低于該限則發生喘振。喘振時出風壓力和流量急速地升降，會聽到喘氣般的聲音，風機的空氣溫度會急速上升，所以應絕對避免風機在喘振區工作。通過控制防喘閥，防喘振控制系統使風機的操作點始終保持在穩定范圍內，不受過程流量和壓力的約束。防喘控制是獨立的，但它的功能在某些過程會受到限制。如在機組啟動和停止時防喘閥是處在故障安全位全開位的。
風機的特性曲線，即風機進風壓力與排風壓力比POUT/PIN與進風體積流量QIN的關系曲線。1-6號曲線對應與不同的靜葉角度，每條曲線都有一個最高點，而連接最高點的虛線即是風機的喘振線。喘振線的是通過對風機做喘振試驗，實測出風機4種進入喘振狀態下的進風壓力PIN、排風壓力POUT、進風溫度TIN、喉部壓差△PIN等參數，根據它們的函數關系得到的。為防止風機進入喘振工況區，確保風機安全運行，將防喘線平行下移3%、6.4%、9.72%得到三條同樣形狀的曲線作為防喘振調節系統的安全運行線、喘振預報線、防喘線。
其安全運行線的方程近似為：
POUT/PIN=a+bQ2IN/TIN
QIN進風流量，a b風機系數
QIN2=K2△PIN/? ?PINM/zRTIN
K比例系數，M氣體分子量，z氣體壓縮因子，R氣體常數
△PIN=r(POUT-aPIN)/bK2，r=M/zR為常數
只有當△PIN=r(POUT-aPIN)/bK2時，風機才不會喘振。
2．控制方法
系統的工作原理是：風機喉部壓差△PIN、進風壓力PIN、排風壓力POUT、進風溫度TIN的PV值，經測量變送后送入折線函數單元FX，作為防喘調節系統的輸入，系統按防喘線的函數關系計算后得出給定值SP，與排氣壓力POUT的PV值比較，當PV值達到報警值時，系統發出報警信號；當PV值達到或超過放空值時，防喘振調節系統起調節作用，經PID計算后得到相應的值，控制放風閥的開度，使放風閥打開，工況點重新回到放空線以下運行；若放空
閥開啟仍不能使工況點回到放空線以下，工況繼續惡化，當PV值達到緊急放風值時，計算機輸出信號使電動放風閥快速開啟，實行緊急放風.系統流程如圖3-3。
由于放風量變化范圍大，而且要求動作快，設置了主、副放風閥。副放風閥采用快速反應的小型閥，以求防風的平穩，只有在緊急狀態時才啟動主放風閥。這應實行分程控制，分程的取值范圍，視工藝要求而定。
3．逆流保護
逆流是羅茨風機喘振的前兆，逆流保護可作為防喘控制的一項附屬保護措施。當喘振發生且超過了防喘調節器的范圍，逆流保護控制邏輯將調節羅茨鼓風機防止喘振狀態的進一步升級。在機組啟動完畢，并且靜葉已經打開到一定角度，機組已處于正常工作狀態時，風機喉部壓差如果小于1.5kPa，邏輯系統立即產生喘振報警，若再持續3s時間后信號仍未消失，系統在逆流報警的同時，進行逆流保護，機組自動進入安全運行狀態，安全運行結果是：（1）放風閥快速全開，（2）靜葉退回最小角，使風量減少，風壓降低，（3）逆止閥強行關閉.若再持續6s時間內逆流信號仍未消失，則邏輯系統在?持續逆流?緊急報警的同時，聯鎖緊急停機。
（三）送風流量/壓力控制
風機的送風流量和壓力由過程負荷決定。正常情況下，過程量的大小是通過改變由伺服閥控制的靜葉角度來調節的。通過選擇目標風量，系統可不依據過程負荷自動調節靜葉角度，以達到目標風量。正常生產時，高爐要求定風量控制，以保證爐內平衡。當熱風爐換爐或高爐人工坐料時，需要比平時更多的風量。為了補償增加的流量（由于管路負荷的下降），流量控制自動切換到定風壓控制，系統增加靜葉角度來補償壓力損失。過程完畢，系統自動返回到流量控制，靜葉角度也降低到先前的初始流量設定點。
風量調節的工作原理是：進風管溫度、壓力和進風壓差經補正計算后得出實際風量值PV與目標風量值SP進行比較，經PID計算后得到相應的值，輸出給伺服閥，控制靜葉角度的改變。風壓調節與流量調節的工作原理相同，直接采集風壓值PV與目標風壓值SP進行偏差計算，經PID運算進行調節。為了保證兩控制方式之間的無擾動切換，在系統中設置輸出跟蹤功能，使處于非工作狀態的控制器輸出跟蹤工作狀態的輸出，即在進行風量控制時，風壓的輸出值跟蹤定風量的值，反之亦然。
該計算機控制系統保證了機組的穩定高效運轉，同時保證了緊急情況下高爐的生產。
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羅茨鼓風機的組成 羅茨鼓風機川源 羅茨鼓風機噪聲處理
錦工