羅茨風(fēng)機如何實(shí)現調速：羅茨風(fēng)機變頻調速的優(yōu)點(diǎn)與特性

　　羅茨風(fēng)機在冶金、建材、化工、紡織等行業(yè)有著(zhù)廣泛應用，目前不使用變頻器的羅茨風(fēng)機控制系統主要是讓電機恒轉速運轉，采用羅茨風(fēng)機的進(jìn)出風(fēng)閥門(mén)調節，將壓力控制在一定范圍，從而實(shí)現流量控制。這種方式不僅操作且浪費大量電能，在能源日趨緊張的局勢下，勢必要對其進(jìn)行變頻改造。

　　一、變頻調速優(yōu)點(diǎn)

　　羅茨風(fēng)機交流變頻調速技術(shù)是降低風(fēng)機運轉能耗有效方式，其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

　　1、可實(shí)現平滑的無(wú)級調速、精度高，范圍寬（0-100%），效率可達95%以上；

　　2、啟動(dòng)轉矩大，可限定在額定值的1-1.25倍，啟動(dòng)電流小，電動(dòng)機的轉矩脈動(dòng)小，可實(shí)現軟啟動(dòng)且運行平穩。

　　3、安裝容易，調速方便，操作簡(jiǎn)單，容易與可編程邏輯控制器、分布式控制系統銜接；

　　4、可靠性高，且有過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)載等多種保護功能。

　　二、風(fēng)機特性

　　羅茨風(fēng)機為容積式風(fēng)機，輸送的風(fēng)量與轉數成比例，三葉型葉輪每轉動(dòng)一次由2個(gè)葉輪進(jìn)行3次吸、排氣，在2根平行的軸上設有2各三葉型葉輪，輪與橢圓形機箱內孔面及各葉輪三者之間始終保持微小的間隙，由于葉輪互為反方向勻速旋轉，使箱體和葉輪所包圍著(zhù)的一定量的氣體由吸入的一側輸送到排出的一側。各支葉輪始終由同步齒輪保持正確的相位，不會(huì )出現互相碰觸現象，因而可以高速化，不需要內部潤滑，而且結構簡(jiǎn)單，運轉平穩、振動(dòng)小、噪聲低、性能穩定，適應多種用途，用途廣泛。

　　羅茨風(fēng)機變頻調速的優(yōu)點(diǎn)與特性山東錦工重工機械有限公司專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)制造各類(lèi)羅茨風(fēng)機、羅茨真空泵、MVR蒸汽壓縮機、回轉風(fēng)機等設備，承接氣力輸送系統工程，生產(chǎn)旋轉供料器、倉泵、料封泵、旋轉閥等各類(lèi)氣力輸送設備，綜合以上所講如有遺漏或問(wèn)題歡迎咨詢(xún)錦工在線(xiàn)客服。

羅茨風(fēng)機如何實(shí)現調速：羅茨風(fēng)機的調試你真的懂嗎

　　羅茨風(fēng)機調試分為：點(diǎn)動(dòng)調試、空載運行調試、全壓調試、全系統調試。

　　1.點(diǎn)動(dòng)調試是指在現場(chǎng)，將羅茨風(fēng)機與系統完全脫離，斷開(kāi)風(fēng)機的進(jìn)出風(fēng)口管道連接。手動(dòng)盤(pán)車(chē)，確認機體內部沒(méi)有卡頓后，啟動(dòng)風(fēng)機，隨后立即關(guān)閉，然后觀(guān)察風(fēng)機的旋轉方向與機體標注的旋轉方向是否相同，如果不同，對于三相電機，交換任意兩相的電纜，重新連接即可。因為羅茨風(fēng)機的結構，是不能反轉的。

　　2.空載運行調試，是指在繼承上一步驟，確認羅茨風(fēng)機旋轉方向正確的前提下，啟動(dòng)風(fēng)機，連續運行半小時(shí)，觀(guān)察風(fēng)機的運行是否穩定，有無(wú)異常噪音、震動(dòng)。

　　3.全壓測試，是指在羅茨風(fēng)機出口安裝一閥門(mén)（為避免噪聲，當在閥門(mén)后連接一消音器），啟動(dòng)風(fēng)機后，通過(guò)逐步關(guān)閉閥門(mén)，對風(fēng)機施加模擬負載，直至風(fēng)機壓力達到銘牌所示的壓力，隨后連續運行2小時(shí)左右，確保風(fēng)機是否沒(méi)有異響，溫度穩定（風(fēng)機加壓后溫度逐步上升，一般短則半小時(shí)，長(cháng)則2小時(shí)，溫度趨于穩定停止上升，如繼續上升，多半存在問(wèn)題），以及風(fēng)機電流在銘牌所示范圍之內。

　　4.全系統測試，是指將羅茨風(fēng)機接入工作系統內，開(kāi)始試運行，試運行當維持半小時(shí)以上。由于設計一般放有設計余量，故風(fēng)機接入系統后，實(shí)際運行之壓力電流，都應當低于銘牌所示壓力，如出現超載工況則往往意味著(zhù)選型失當，需要嚴格排查分析問(wèn)題。

　　簡(jiǎn)要說(shuō)明羅茨鼓風(fēng)機的工作原理及特點(diǎn)

　　羅茨鼓風(fēng)機漏油的解決辦法

羅茨風(fēng)機如何實(shí)現調速：羅茨風(fēng)機能用變頻器調速嗎？錦工風(fēng)機

　　問(wèn)題：風(fēng)機能用變頻器調速嗎

　　回答：風(fēng)機在使用過(guò)程中，很多工況需要對風(fēng)機的風(fēng)量進(jìn)行控制，不同的時(shí)間段可能采用風(fēng)量也不同，所以，就出現了變頻型風(fēng)機。

　　羅茨風(fēng)機可以采用變頻電機來(lái)調節風(fēng)機的轉速，調節轉速的目的便是調節風(fēng)機風(fēng)量了，羅茨風(fēng)機可以通過(guò)變頻控制柜，對變頻電機進(jìn)行調節，達到風(fēng)機轉速的調節。

　　采購風(fēng)機時(shí)，如果我們對此有要求，需要調節風(fēng)機的轉速，可以提前和廠(chǎng)家說(shuō)明，搭配上變頻電機和變頻控制柜。

　　錦工風(fēng)機專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機，如果您有此方面的采購問(wèn)題，可以聯(lián)系我們的全國免費客服熱線(xiàn)

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羅茨風(fēng)機如何實(shí)現調速：羅茨鼓風(fēng)機永磁調速改造

　　山東錦工有限公司是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)羅茨風(fēng)機、羅茨鼓風(fēng)機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱(chēng)的山東省章丘市相公鎮，近年來(lái)，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機、水冷羅茨鼓風(fēng)機、油驅羅茨鼓風(fēng)機、低噪音羅茨鼓風(fēng)機，贏(yíng)得了市場(chǎng)好評和認可。此類(lèi)產(chǎn)品已廣泛應用于電力、污水處理、環(huán)保、化工、鋼鐵、建材、農藥、制藥等行業(yè)。產(chǎn)品和服務(wù)遠銷(xiāo)全國各地及東南亞，深受客戶(hù)好評。

　　當前在冶金行業(yè)中，羅茨鼓風(fēng)機類(lèi)負載占了很大一部分比例，而在羅茨鼓風(fēng)機系統中，特別是一些大功率羅茨鼓風(fēng)機，大部分時(shí)間都不是運行在最佳工作點(diǎn)，設備運行大部分也是手動(dòng)操作，存在相當大的改造和節能空間，設備和系統運行中存在著(zhù)以下諸多問(wèn)題，亟待更完善的調速設備來(lái)實(shí)現系統的調速節能且避免不必要的副作用。

　　1）流量通過(guò)擋板調節，工作效率低，能量損失大；

　　2）羅茨鼓風(fēng)機與電機之間為硬聯(lián)結：振動(dòng)相互傳遞，相互影響，振動(dòng)大；

　　3）電機帶負載啟動(dòng)，啟動(dòng)電流大，時(shí)間長(cháng)，對電網(wǎng)有沖擊；

　　4）風(fēng)門(mén)擋板磨損嚴重，增加系統故障率和維護成本。

　　針對羅茨鼓風(fēng)機類(lèi)離心負載調速節能，永磁調速是一個(gè)不錯的選擇。它具有高可靠性、高效節能、低故障率、可在惡劣環(huán)境下運行、無(wú)剛性連接、減少羅茨鼓風(fēng)機系統維護、減少羅茨鼓風(fēng)機系統振動(dòng)和延長(cháng)設備適用壽命等特點(diǎn)。特別是永磁調速在運行中不產(chǎn)生高次諧波的優(yōu)良調速特性而使該技術(shù)成為羅茨鼓風(fēng)機類(lèi)設備節能技術(shù)改造的首選。

　　1、永磁調速的結構組成及工作原理

　　1.1永磁調速器

　　永磁調速器是通過(guò)氣隙來(lái)傳遞扭矩的設備，所以電機與負載之間沒(méi)有機械性連接，電動(dòng)機旋轉時(shí)帶動(dòng)導磁盤(pán)在永磁盤(pán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)中切割磁力線(xiàn)，這樣就在導磁盤(pán)中產(chǎn)生了渦電流，進(jìn)而產(chǎn)生感應磁場(chǎng)形成強力磁轉矩，拉動(dòng)永磁盤(pán)產(chǎn)生相對運動(dòng)，從而實(shí)現電機與負載之間的柔性傳動(dòng)。

　　其基本結構如下：

　　1）永磁轉子：內嵌永磁體（強力稀土磁鐵）的鋁盤(pán)，連接于負載軸；2）導磁轉子：導磁盤(pán)，與電動(dòng)機軸連接；3）氣隙調節機構：調節永磁盤(pán)與導磁盤(pán)之間氣隙大小的設備。

　　永磁調速的工作原理基于楞次定律：當磁體N極靠近導體板時(shí)，在導體板上會(huì )產(chǎn)生一個(gè)與N極磁場(chǎng)來(lái)抵抗磁體N極接近的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)由逆時(shí)針旋轉的感應電流所產(chǎn)生，這就是著(zhù)名的楞次定律。同理當磁體N極平行與導體板移動(dòng)時(shí)，導體板上會(huì )產(chǎn)生抵抗磁體N極前進(jìn)的磁場(chǎng)，即產(chǎn)生兩個(gè)相反方向的磁場(chǎng)，在前進(jìn)的磁體N極前方產(chǎn)生N極磁場(chǎng)阻礙磁體前進(jìn)，在前進(jìn)的磁體N極后方產(chǎn)生S極磁場(chǎng)吸引磁鐵棒向后，并且磁體和導體板距離越近時(shí)，導體板上阻礙磁體相對運動(dòng)的力量越大。

　　1）對于磁體和導體板，靜止不動(dòng)時(shí)不起作用；2）當有相對運動(dòng)時(shí)，導體板中會(huì )產(chǎn)生渦電流，從而產(chǎn)生感應磁場(chǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生扭矩；3）和兩者之間的相對距離和相對運動(dòng)有密切關(guān)系，越遠離時(shí)，磁力線(xiàn)密度越松散，感應效應越弱，扭矩越??；相對運動(dòng)越慢，轉差越小，產(chǎn)生扭矩越??；反之亦然；4）永磁調速器通過(guò)氣隙調節機構使永磁轉子與導磁轉子之間的氣隙改變，即改變磁場(chǎng)的耦合度，進(jìn)而改變磁轉矩和負載轉速。氣隙越小，磁轉矩越大，負載轉速越高，反之亦然。

　　1.2永磁調速系統

　　永磁調速系統一般由負載、電機和永磁調速器三部分組成，永磁調速器的永磁體和負載連接，永磁調速器的導磁體和電機連接，這兩個(gè)設備之間的氣隙通過(guò)一個(gè)執行器來(lái)進(jìn)行調整。執行器主要由伺服電機組成。通過(guò)執行機構推動(dòng)氣隙調節器來(lái)調節兩個(gè)轉子之間氣隙，實(shí)現負載輸出速度和扭矩的控制。

　　永磁調速器可處理設備信號，并與PLC系統相連接。壓力等控制信號被PLC系統響應，然后給執行器信號。進(jìn)而調節兩個(gè)轉子之間的氣隙，從而負載速度得到調節。

　　1）傳感器可檢測負載流量、溫度等受控制量；2）通過(guò)PLC將受控量進(jìn)行PID調制，成為4～20mA模擬量信號以驅動(dòng)執行機構，進(jìn)而推動(dòng)氣隙調節器響應信號；3）通過(guò)人機界面客戶(hù)可設定和監視負載輸出量；4）該系統為全自動(dòng)控制，當PLC故障時(shí)，可手動(dòng)調節氣隙；5）通過(guò)PLC可實(shí)現遠程“四遙”；

　　2、永磁調速系統的節能原理

　　2.1特性曲線(xiàn)節能分析

　　在羅茨風(fēng)機系統中，整個(gè)羅茨鼓風(fēng)機系統的效率=調節風(fēng)壓設備的效率*電機效率*輸送管道的效率*羅茨鼓風(fēng)機效率。當其他效率不變時(shí)，系統效率決定于調節風(fēng)壓設備的效率。風(fēng)力擋板調節是通過(guò)調節擋板開(kāi)度大小來(lái)實(shí)現輸出風(fēng)壓的調節，羅茨鼓風(fēng)機的轉速自始至終沒(méi)有發(fā)生變化。在風(fēng)門(mén)擋板沒(méi)有全開(kāi)或調節器為彎通型時(shí)，氣體經(jīng)過(guò)風(fēng)門(mén)擋板時(shí)能量損失非常大，同時(shí)風(fēng)門(mén)擋板兩端產(chǎn)生壓差也很大，尤其是羅茨鼓風(fēng)機出口的風(fēng)壓變大，致使羅茨鼓風(fēng)機偏離了最佳運轉效率點(diǎn)，綜上所述，擋板開(kāi)度變小時(shí)，電機輸入功率變化不大，這樣造成了很大的能量浪費。

　　羅茨鼓風(fēng)機在實(shí)際運行中，工作點(diǎn)是管網(wǎng)H-Q曲線(xiàn)與羅茨鼓風(fēng)機H-Q曲線(xiàn)的交匯點(diǎn)。羅茨鼓風(fēng)機在A(yíng)點(diǎn)正常工作，當風(fēng)量由Q1調至Q2，采用擋板調節風(fēng)量時(shí)，管網(wǎng)特性曲線(xiàn)發(fā)生改變（由R1改變?yōu)镽2），其工作點(diǎn)也發(fā)生改變（由A調至B），進(jìn)而其功率也發(fā)生微小的變化（由OQ1AH1所圍成的面積改變?yōu)镺Q2BH2`所圍成的面積），從上圖可看出羅茨鼓風(fēng)機功率變化微小，而其效率降低很大；當采用永磁調速調節時(shí)，可按需要調整羅茨鼓風(fēng)機轉速，改變羅茨鼓風(fēng)機系統的特性曲線(xiàn)，圖中n1到n2，其工作點(diǎn)由A調至C，使其風(fēng)量滿(mǎn)足工藝要求，其功率變?yōu)镺Q2CH2所圍成的面積，而其效率沒(méi)有大的改變，依然在高效區工作。節能量ΔP=（H2`-H2）*Q2。

　　采用永磁調速器技術(shù)，可以代替原來(lái)的風(fēng)門(mén)擋板，通過(guò)調節兩個(gè)轉子之間的氣隙進(jìn)而調節羅茨鼓風(fēng)機的轉速。實(shí)現流量或壓力的連續控制，達到上述節電效果。

　　2.2節能調節公式

　　實(shí)際計算中，經(jīng)常依據流體機械的相似定律（Affinity Law）做近似計算。對于離心羅茨鼓風(fēng)機負載有：流量變化與轉速變化成正比（Q1/Q2=n1/n2）；壓力變化與轉速變化的平方成正比（H1/H2=（n1/n2）2）；負載功率變化與轉速變化的立方成正比（P1/P2=（n1/n2）3）。 　　上述公式因轉速變化范圍不同而有相當的誤差。然而，由于設備的實(shí)際運行數據很難準確獲取，節能計算一般來(lái)說(shuō)均為大致計算。所以，計算中使用這些公式造成的誤差可以容忍。

　　又因負載功率P=Kp*T*n（功率=扭矩*轉速），則P1/P2=（T1/T2）*（n1/n2），與P1/P2=（n1/n2）3聯(lián)立得：T1/T2=（n1/n2）2（負載轉矩變化與轉速變化的平方成正比）。

　　對于永磁調速系統，工作過(guò)程中電機輸出到永磁調速器的轉矩和永磁調速器輸出到負載的轉矩相等。負載轉速改變，但電機轉速保持不變，電機轉速減去負載轉速即為永磁調速器上的滑差。理論上，永磁調速屬滑差調速。

　　電機輸出功率Pe=K*T*ne（功率=扭矩*轉速）；因電機轉速保持不變，容易推導出Pe1/Pe2=T1/T2=（n1/n2）2；即Pe1/Pe2=（n1/n2）2（電機輸出功率變化與轉速變化的平方成正比）。

　　從上圖可得出結果，當輸出風(fēng)量減少時(shí)，按照相似定律，負載所需功率減少顯著(zhù)，從而電機輸出功率下降明顯，對能源節約量很大。當輸出風(fēng)量?jì)H僅減少20%時(shí)，需要的能源已經(jīng)降低了38%。

　　3、永磁調速節能實(shí)際應用

　　下面是某冶金企業(yè)采用永磁調速技術(shù)對一臺羅茨鼓風(fēng)機進(jìn)行節能改造的案例。

　　3.1羅茨鼓風(fēng)機技術(shù)參數

　　3.2節能效益計算

　　1）目前實(shí)際功耗：電機功率=1.732*6（kV）*30（A）*0.84=261kW

　　2）加裝永磁調速器后功耗估算：50-30%風(fēng)門(mén)開(kāi)度下，從經(jīng)驗曲線(xiàn)查?。簩?shí)際流量與羅茨鼓風(fēng)機額定流量平均比為60%。

　　由相似定律可知，轉速與流量為正比關(guān)系，將擋板全開(kāi)后，羅茨鼓風(fēng)機轉速下降至60%即可輸出所需要的風(fēng)量，為維持必要的富余量以75%估算，則羅茨鼓風(fēng)機輸入功率與轉速平方成正比，加計永磁調速器效率（97%）修正，所以理論功耗將降為：280*（75%）2/0.97=162kW（280kW為羅茨鼓風(fēng)機滿(mǎn)負荷制動(dòng)功率）。

　　3）加裝永磁調速器與未裝前相比的節電情況

　　3.3改造結果對比

　　4、結論

　　根據該項目的實(shí)施情況，永磁調速技術(shù)節電效果良好。該技術(shù)可以根據羅茨鼓風(fēng)機風(fēng)量的變化實(shí)行平滑變速調節，該項技術(shù)具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

　　1）電機和負載沒(méi)有直接的物理連接，不會(huì )傳遞振動(dòng)，對于沖擊型負載和有可能堵轉的過(guò)程具有通過(guò)滑差實(shí)現緩沖和自動(dòng)保護功能，大大減少故障的發(fā)生。

　　2）電機完全是空載啟動(dòng)，啟動(dòng)電流得到大幅降低。

　　3）諧波污染消除，不傷害電機，不影響電網(wǎng)。

　　4）容忍較大的對中誤差（5mm），安裝調試過(guò)程得到簡(jiǎn)化。

　　5）該項技術(shù)在現場(chǎng)應用中需要一定的技術(shù)條件。改造羅茨鼓風(fēng)機需要有連軸器，同時(shí)電機和羅茨風(fēng)機之間要有適當的安裝空間。

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