变频器实现恒风压控制系统

一、 系统概述

在工业生产风量控制系统中，抽风静压应保持恒定，以排除由于静压波动给各系统带来的干扰。传统的抽风机恒压调节方法是进风口阀门控制（又称入口挡板控制）。在低风量区轴功率减小不多，从节能的观点来看不适于风量控制，且关小入口挡板时轴功率大体与风量成比例下降。这种控制方法，风机驱动电机基本是恒速运行，能量消耗大，经济性差的问题。随着变频调速技术的日益成熟，设备性能价格比的提高，采用变频调速进行送风恒压控制，系统性能稳定，节能效果十分显著。

变频器风压控制系统

电源 压力传感器 变频器 电机 抽风机 PID调节 图1 变频器控制框图

二、 变频器选型及控制方式的选择

系统为恒压抽风系统，压力传感器与变频器控制系统形成闭环控制。根据工艺要求抽风机入口风压为-3KPa，应选用传感器量程为-10KPa～0的负压力传感器。 其输出信号: 4～20mA(二线制)，供电电压: 24DCV，环境温度: 20～85℃。

通过对国内外各种品牌变频器的综合比较，我们选择了性价比较高的，日本日立（Hitachi）公司WJ200系列变频器。风机和水泵一般不容易过载，选择变频器的容量要稍大于或等于电动机的容量，故选择容量为15KW，三相电源电压380~480V，频率50/60Hz。WJ200系列变频器配备ModBus-RTU端口，日后该控制系统还可以进行为全厂自动化集成提供方便。

风机泵类机械为减转矩负载，即随着转速降低，负载转矩大体与转速的平方成比例地减小。变频器最好选用减转矩负载的U/f 模式，该模式电压补偿值大，使电动机输入电流减小，可以提高电动机和变频器的效率。同时U/f 方式控制简

单，成本低，适合风机水泵这类控制精度要求不高的设备，达到节能降耗的目的。风机的启停控制方式采用现场控制，外接电位器给定风压恒定值，其输入阻抗为2KΩ，压力传感器把检测到的空气静压信号变换为4-20mA的直流电流信号输入模拟电流信号输入端。采用压力反馈，变频器进行PID控制方式。闭环控制响应灵敏，节能效果明显。

三、 现场调试 现场调试步骤：

1、变频器控制柜与电机接线完成后，仔细检查并用万用表检测是否短路。 2、试开机，确定电机转向；如果反转，调换变频器出线中的两相。 3、设置加减速时间30S，让变频器从0HZ加速到工频再减速到0HZ，观察电

机与抽风机声音和振动，查看变频器的输出电流与直流母线电压值是否过大。

4、让变频器从0HZ加速到工频，然后停止到30HZ时再启动，查看变频器的

输出电流与直流母线电压值是否过大。 5、接入风压传感器并将变频器初始化。

6、设置启动方式，目标值给定途径，启用PID控制，设置PID参数等；启

动后观察反馈量及输出频率跟踪，修改PID参数满足实际要求。

注意事项：

由于风机和泵的负载转动惯量比较大，其启动和停止时与变频器的加速时间和减速时间匹配是一个非常重要的问题。在实际应用时，应根据负荷参数计算变频器的加减速时间来选择最短时间，以便在变频器启动时不发生过流跳闸和变频器减速时不发生过电压跳闸的情况。如电机振动异常，应设置变频器跳频工作，避开共振点。

四、 结束语

变频调速是目前风机水泵节能的最佳方案，风机的轴功率是转速的三次方函数关系。当转速降低后，其消耗功率会大幅下降，变频调速器效率因数高。诸多调速方案中变频调速节能效益最佳，理应为首选方案。风机启用变频器拖动后不但提高了控制水平，而且具有巨大的经济效益。