變頻器在港口糧倉自動化輸送線上的應用

徐先弘

摘 要：隨著工業及港口設備自動化程度的提高，過去一直是恒速運轉的泵、風機類降轉矩機械也進入了調速時代，特別是港口糧倉自動化輸送線上用的風機、動力泵，為滿足糧食對環境的要求，不僅要調節溫度，還要對濕度進行快速精密地調節。但是，港口糧庫自動化輸送線上用的泵、風機對變頻性能的要求不高，主要是采用可靠性高、價格較低的通用變頻器。

關鍵詞：港口糧倉自動化輸送線 降轉矩機械 變頻器 節能 可靠性

中圖分類號：TM921.51，TH22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（b）-0063-01

青島港現有糧倉自動化輸送線三條，在工作中對輸送線中的主要設備泵、風機的變頻進行了大量的研究與實踐，泵、風機為降轉矩類機械，應用在工業一切領域中，用變頻器驅動電動機使用最為普遍。以前港口都用市電來給泵、風機類機械供電，它們只能定速運轉，而當需要對它們進行流量控制時，工人師傅需要使用機械式控制閥門來進行專門控制，同時，在風機中為控制風量或風壓使用了風門。但隨著社會對節能的關注，港口糧倉輸送線上用的泵、風機類機械，使用了變頻器作可變速度控制。更有甚者，在糧倉自動化輸送系統上為獲得更加符合糧食要求的儲存環境，要求微調溫度，便更加擴大了變頻器的范圍。實踐中證明，港口自動化糧倉輸送線上的泵、風機轉速調節用變頻器，是現有調速方案中，最理想、最有發展潛力的。除了它的調速性能優越的特點明顯之外，變頻器節能作用也較突出，是港口進行技術升級改造的理想調速裝置。自20世紀80年代被引進中國以來，變頻器作為節能應用中越來越重要的自動化設備，在港口的大型自動化設備上，得到了快速發展和廣泛的應用。另外，感應電動機傳動和變頻器應用技術很好的結合使用，能夠迅速處理從高速減速到低速時產生的再生能量，接入制動用電阻器，還能使向爬行速度平滑地過渡。

1 改造前后，節能效果的分析

借助于一般泵流量Q與揚程H的關系，（如圖1所示），我們來討論一下港口糧倉輸送線上用的泵改造前后給企業帶來的效益。（1）改造前，采用市電給輸送線上的泵提供動力：泵只能恒速運轉，當需控制時，減少流量Q，即關緊閥門。這時閥門的阻力增加，阻力曲線從ADE移動到C線，工作點移到C點。（2）改造后，采用變頻器做輸送線上的泵的轉速控制：泵可以實現變頻調速，流量調整時，管道阻抗未改變，工作點移到了C點。從圖1中或通過公式對閥門控制與轉速控制所需的功率進行比較，可以看出：流量同樣是4 m3/min時，從市電給泵供電到改為變頻調速后軸上功率減少了6.5 kW；若流量同樣為2 m3/min，則功率降低更多，可減少13.1 kW。可見，港口糧倉自動化輸送線上的泵用變頻器調速更節能、更有效。

2 提高港口糧倉自動化輸送線連續運轉時可靠性的對策

隨著港口的發展、變頻器的普及，對系統越來越強烈要求所謂“低故障率”的高可靠、不停機、能連續運行，即具有所謂的避免跳閘，能連續運轉的高性能無跳閘運轉功能。在港口糧倉自動化輸送線這種高效運轉泵、風機等降轉矩類機械上，要求可以在市電和變頻器之間相互切換。特別是市電向變頻器切換時，為了讓電動機繼續高速轉動，用普通辦法經常會發生故障而不能運行。

生產上發現這種故障最好的解決方法是速度反饋方法來防止，一旦輸出頻率下降后又要慢慢上升，電動機的轉速在同步轉速退出后又往設定頻率方向加速，這一功能稱為“速度跟蹤”。采用速度跟蹤功能后，電動機在未停止條件下可由市電向變頻電源切換。泵、風機等降轉矩類機械，轉速一下降負載就減低，為了對降轉矩負載的驅動能有效的保護，應該有過轉矩檢測。使用該功能后，升速時，一旦達到設定的過載電流，變頻器的輸出頻率會降低（運行中的失速防止功能。而且，就算此時仍在平衡點運行，但負載一減小，又會回到原有速度上去。港口上由于環境溫度、濕度、管路中灰塵等變動頻繁，特別是糧倉自動化輸送線上的管路中的是粉塵集中的地方，上述的“速度跟蹤”功能非常的有效，不僅可以只用變頻器實現報警信號，但又能防止系統跳閘。我們都知道，在泵和各種生產設備共用的電源上，不知不覺的發生著各種干擾，由此隱藏著不少跳閘事故。異常發生時，首先變頻器進行自我診斷，如故障不存在的話就自動清零后再起動。這時候，利用轉速跟蹤功能自己診斷發現的電動機轉速下降，直到提升到原有的速度，做出一聯串的動作，這就是變頻器的異常重算功能。實際應用時，我們按照設備的重要性，給它指定了重算次數，由于采用了異常重算功能，保證了自動化輸送線的繼續運行，從根本提高了港口自動化生產線的生產效率，獲得了損失最小的效果。

3 結語

（1）泵、風機類降轉矩機械運行時，一般流量Q與轉速成正比，揚程H與轉速2次方成正比。由此可知，軸功率P與轉速3次方成正比。結果，港口糧倉自動化輸送線改作采用變頻器控制轉速的方式，閥門完全打開，用變速運行控制流量，可獲得大幅度地節能。（2）港口糧倉自動化輸送線上的泵實際運轉時的揚程比泵理論上按最大負載下設計出的揚程小，閥門控制在正常大小時不得不關小，從而產生了閥門節流損失。由于輸送線上改變了泵的轉速控制，避免了可能產生的節流損失。這個應用發現，也可以從圖1中看出，有一塊面積相當的節能。（3）港口設備應用中發現，即使同一個泵使用在揚程大而管路阻抗小的設備上時，就使采用了泵的轉速控制，電能也不會有明顯減少。

參考文獻

[1] 紀永春，孫為哲.交流電動機調速及其應用[J].科技資訊，2005（27）.

[2] 葉金勤，吳劍恒.一用一備凝泵變頻控制的策略分析及效果[J].節能，2007，26（8）.

[3] 黃真，胡維輝，申群太.交流電動機調速傳動技術的發展[J].湖南電力，2004（2）.endprint

摘 要：隨著工業及港口設備自動化程度的提高，過去一直是恒速運轉的泵、風機類降轉矩機械也進入了調速時代，特別是港口糧倉自動化輸送線上用的風機、動力泵，為滿足糧食對環境的要求，不僅要調節溫度，還要對濕度進行快速精密地調節。但是，港口糧庫自動化輸送線上用的泵、風機對變頻性能的要求不高，主要是采用可靠性高、價格較低的通用變頻器。

關鍵詞：港口糧倉自動化輸送線 降轉矩機械 變頻器 節能 可靠性

中圖分類號：TM921.51，TH22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（b）-0063-01

青島港現有糧倉自動化輸送線三條，在工作中對輸送線中的主要設備泵、風機的變頻進行了大量的研究與實踐，泵、風機為降轉矩類機械，應用在工業一切領域中，用變頻器驅動電動機使用最為普遍。以前港口都用市電來給泵、風機類機械供電，它們只能定速運轉，而當需要對它們進行流量控制時，工人師傅需要使用機械式控制閥門來進行專門控制，同時，在風機中為控制風量或風壓使用了風門。但隨著社會對節能的關注，港口糧倉輸送線上用的泵、風機類機械，使用了變頻器作可變速度控制。更有甚者，在糧倉自動化輸送系統上為獲得更加符合糧食要求的儲存環境，要求微調溫度，便更加擴大了變頻器的范圍。實踐中證明，港口自動化糧倉輸送線上的泵、風機轉速調節用變頻器，是現有調速方案中，最理想、最有發展潛力的。除了它的調速性能優越的特點明顯之外，變頻器節能作用也較突出，是港口進行技術升級改造的理想調速裝置。自20世紀80年代被引進中國以來，變頻器作為節能應用中越來越重要的自動化設備，在港口的大型自動化設備上，得到了快速發展和廣泛的應用。另外，感應電動機傳動和變頻器應用技術很好的結合使用，能夠迅速處理從高速減速到低速時產生的再生能量，接入制動用電阻器，還能使向爬行速度平滑地過渡。

1 改造前后，節能效果的分析

借助于一般泵流量Q與揚程H的關系，（如圖1所示），我們來討論一下港口糧倉輸送線上用的泵改造前后給企業帶來的效益。（1）改造前，采用市電給輸送線上的泵提供動力：泵只能恒速運轉，當需控制時，減少流量Q，即關緊閥門。這時閥門的阻力增加，阻力曲線從ADE移動到C線，工作點移到C點。（2）改造后，采用變頻器做輸送線上的泵的轉速控制：泵可以實現變頻調速，流量調整時，管道阻抗未改變，工作點移到了C點。從圖1中或通過公式對閥門控制與轉速控制所需的功率進行比較，可以看出：流量同樣是4 m3/min時，從市電給泵供電到改為變頻調速后軸上功率減少了6.5 kW；若流量同樣為2 m3/min，則功率降低更多，可減少13.1 kW。可見，港口糧倉自動化輸送線上的泵用變頻器調速更節能、更有效。

2 提高港口糧倉自動化輸送線連續運轉時可靠性的對策

隨著港口的發展、變頻器的普及，對系統越來越強烈要求所謂“低故障率”的高可靠、不停機、能連續運行，即具有所謂的避免跳閘，能連續運轉的高性能無跳閘運轉功能。在港口糧倉自動化輸送線這種高效運轉泵、風機等降轉矩類機械上，要求可以在市電和變頻器之間相互切換。特別是市電向變頻器切換時，為了讓電動機繼續高速轉動，用普通辦法經常會發生故障而不能運行。

生產上發現這種故障最好的解決方法是速度反饋方法來防止，一旦輸出頻率下降后又要慢慢上升，電動機的轉速在同步轉速退出后又往設定頻率方向加速，這一功能稱為“速度跟蹤”。采用速度跟蹤功能后，電動機在未停止條件下可由市電向變頻電源切換。泵、風機等降轉矩類機械，轉速一下降負載就減低，為了對降轉矩負載的驅動能有效的保護，應該有過轉矩檢測。使用該功能后，升速時，一旦達到設定的過載電流，變頻器的輸出頻率會降低（運行中的失速防止功能。而且，就算此時仍在平衡點運行，但負載一減小，又會回到原有速度上去。港口上由于環境溫度、濕度、管路中灰塵等變動頻繁，特別是糧倉自動化輸送線上的管路中的是粉塵集中的地方，上述的“速度跟蹤”功能非常的有效，不僅可以只用變頻器實現報警信號，但又能防止系統跳閘。我們都知道，在泵和各種生產設備共用的電源上，不知不覺的發生著各種干擾，由此隱藏著不少跳閘事故。異常發生時，首先變頻器進行自我診斷，如故障不存在的話就自動清零后再起動。這時候，利用轉速跟蹤功能自己診斷發現的電動機轉速下降，直到提升到原有的速度，做出一聯串的動作，這就是變頻器的異常重算功能。實際應用時，我們按照設備的重要性，給它指定了重算次數，由于采用了異常重算功能，保證了自動化輸送線的繼續運行，從根本提高了港口自動化生產線的生產效率，獲得了損失最小的效果。

3 結語

（1）泵、風機類降轉矩機械運行時，一般流量Q與轉速成正比，揚程H與轉速2次方成正比。由此可知，軸功率P與轉速3次方成正比。結果，港口糧倉自動化輸送線改作采用變頻器控制轉速的方式，閥門完全打開，用變速運行控制流量，可獲得大幅度地節能。（2）港口糧倉自動化輸送線上的泵實際運轉時的揚程比泵理論上按最大負載下設計出的揚程小，閥門控制在正常大小時不得不關小，從而產生了閥門節流損失。由于輸送線上改變了泵的轉速控制，避免了可能產生的節流損失。這個應用發現，也可以從圖1中看出，有一塊面積相當的節能。（3）港口設備應用中發現，即使同一個泵使用在揚程大而管路阻抗小的設備上時，就使采用了泵的轉速控制，電能也不會有明顯減少。

參考文獻

[1] 紀永春，孫為哲.交流電動機調速及其應用[J].科技資訊，2005（27）.

[2] 葉金勤，吳劍恒.一用一備凝泵變頻控制的策略分析及效果[J].節能，2007，26（8）.

[3] 黃真，胡維輝，申群太.交流電動機調速傳動技術的發展[J].湖南電力，2004（2）.endprint

摘 要：隨著工業及港口設備自動化程度的提高，過去一直是恒速運轉的泵、風機類降轉矩機械也進入了調速時代，特別是港口糧倉自動化輸送線上用的風機、動力泵，為滿足糧食對環境的要求，不僅要調節溫度，還要對濕度進行快速精密地調節。但是，港口糧庫自動化輸送線上用的泵、風機對變頻性能的要求不高，主要是采用可靠性高、價格較低的通用變頻器。

關鍵詞：港口糧倉自動化輸送線 降轉矩機械 變頻器 節能 可靠性

中圖分類號：TM921.51，TH22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（b）-0063-01

青島港現有糧倉自動化輸送線三條，在工作中對輸送線中的主要設備泵、風機的變頻進行了大量的研究與實踐，泵、風機為降轉矩類機械，應用在工業一切領域中，用變頻器驅動電動機使用最為普遍。以前港口都用市電來給泵、風機類機械供電，它們只能定速運轉，而當需要對它們進行流量控制時，工人師傅需要使用機械式控制閥門來進行專門控制，同時，在風機中為控制風量或風壓使用了風門。但隨著社會對節能的關注，港口糧倉輸送線上用的泵、風機類機械，使用了變頻器作可變速度控制。更有甚者，在糧倉自動化輸送系統上為獲得更加符合糧食要求的儲存環境，要求微調溫度，便更加擴大了變頻器的范圍。實踐中證明，港口自動化糧倉輸送線上的泵、風機轉速調節用變頻器，是現有調速方案中，最理想、最有發展潛力的。除了它的調速性能優越的特點明顯之外，變頻器節能作用也較突出，是港口進行技術升級改造的理想調速裝置。自20世紀80年代被引進中國以來，變頻器作為節能應用中越來越重要的自動化設備，在港口的大型自動化設備上，得到了快速發展和廣泛的應用。另外，感應電動機傳動和變頻器應用技術很好的結合使用，能夠迅速處理從高速減速到低速時產生的再生能量，接入制動用電阻器，還能使向爬行速度平滑地過渡。

1 改造前后，節能效果的分析

借助于一般泵流量Q與揚程H的關系，（如圖1所示），我們來討論一下港口糧倉輸送線上用的泵改造前后給企業帶來的效益。（1）改造前，采用市電給輸送線上的泵提供動力：泵只能恒速運轉，當需控制時，減少流量Q，即關緊閥門。這時閥門的阻力增加，阻力曲線從ADE移動到C線，工作點移到C點。（2）改造后，采用變頻器做輸送線上的泵的轉速控制：泵可以實現變頻調速，流量調整時，管道阻抗未改變，工作點移到了C點。從圖1中或通過公式對閥門控制與轉速控制所需的功率進行比較，可以看出：流量同樣是4 m3/min時，從市電給泵供電到改為變頻調速后軸上功率減少了6.5 kW；若流量同樣為2 m3/min，則功率降低更多，可減少13.1 kW。可見，港口糧倉自動化輸送線上的泵用變頻器調速更節能、更有效。

2 提高港口糧倉自動化輸送線連續運轉時可靠性的對策

隨著港口的發展、變頻器的普及，對系統越來越強烈要求所謂“低故障率”的高可靠、不停機、能連續運行，即具有所謂的避免跳閘，能連續運轉的高性能無跳閘運轉功能。在港口糧倉自動化輸送線這種高效運轉泵、風機等降轉矩類機械上，要求可以在市電和變頻器之間相互切換。特別是市電向變頻器切換時，為了讓電動機繼續高速轉動，用普通辦法經常會發生故障而不能運行。

生產上發現這種故障最好的解決方法是速度反饋方法來防止，一旦輸出頻率下降后又要慢慢上升，電動機的轉速在同步轉速退出后又往設定頻率方向加速，這一功能稱為“速度跟蹤”。采用速度跟蹤功能后，電動機在未停止條件下可由市電向變頻電源切換。泵、風機等降轉矩類機械，轉速一下降負載就減低，為了對降轉矩負載的驅動能有效的保護，應該有過轉矩檢測。使用該功能后，升速時，一旦達到設定的過載電流，變頻器的輸出頻率會降低（運行中的失速防止功能。而且，就算此時仍在平衡點運行，但負載一減小，又會回到原有速度上去。港口上由于環境溫度、濕度、管路中灰塵等變動頻繁，特別是糧倉自動化輸送線上的管路中的是粉塵集中的地方，上述的“速度跟蹤”功能非常的有效，不僅可以只用變頻器實現報警信號，但又能防止系統跳閘。我們都知道，在泵和各種生產設備共用的電源上，不知不覺的發生著各種干擾，由此隱藏著不少跳閘事故。異常發生時，首先變頻器進行自我診斷，如故障不存在的話就自動清零后再起動。這時候，利用轉速跟蹤功能自己診斷發現的電動機轉速下降，直到提升到原有的速度，做出一聯串的動作，這就是變頻器的異常重算功能。實際應用時，我們按照設備的重要性，給它指定了重算次數，由于采用了異常重算功能，保證了自動化輸送線的繼續運行，從根本提高了港口自動化生產線的生產效率，獲得了損失最小的效果。

3 結語

（1）泵、風機類降轉矩機械運行時，一般流量Q與轉速成正比，揚程H與轉速2次方成正比。由此可知，軸功率P與轉速3次方成正比。結果，港口糧倉自動化輸送線改作采用變頻器控制轉速的方式，閥門完全打開，用變速運行控制流量，可獲得大幅度地節能。（2）港口糧倉自動化輸送線上的泵實際運轉時的揚程比泵理論上按最大負載下設計出的揚程小，閥門控制在正常大小時不得不關小，從而產生了閥門節流損失。由于輸送線上改變了泵的轉速控制，避免了可能產生的節流損失。這個應用發現，也可以從圖1中看出，有一塊面積相當的節能。（3）港口設備應用中發現，即使同一個泵使用在揚程大而管路阻抗小的設備上時，就使采用了泵的轉速控制，電能也不會有明顯減少。

參考文獻

[1] 紀永春，孫為哲.交流電動機調速及其應用[J].科技資訊，2005（27）.

[2] 葉金勤，吳劍恒.一用一備凝泵變頻控制的策略分析及效果[J].節能，2007，26（8）.

[3] 黃真，胡維輝，申群太.交流電動機調速傳動技術的發展[J].湖南電力，2004（2）.endprint