我国的电动机用电量占全国发电量的60%70%，风机水泵设备年耗电量大约占全国电力消耗的1/3.造成这种状况的主要原因是：风机、水泵等设备的传统调速方法是通过调节入口或出口挡板、阀门开启度来调节给风量和给水量，其输入功率大，大量能源消耗在挡板、阀门的载流过程中。由于风机水泵类大多为平方转矩负载，轴功率与转速成立方关系，所以当风机水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此节能潜力非常大，采用变频器来调节流量，其节电率为20%50%，效益显著。
由于变频技术的成熟，变频器的性能稳定、操作简单，具有全方位的软硬件保护、体积小、安装简易、节电效果显著，故采用变频器作为控制风机风量的电控器件。
变频器控制电路的实现常用变频器的配线图，如所示。控制变频器调速有两种方式：模拟量控制调速和多功能输入端子选择。模拟量控制是给010V直流电压，变频器根据给定电压大小进行无极调速；多功能输入端子选择即根据3个多功能端子的开关组合，共可组成7段速度并可在编程时事先设定。
由于排风系统的管道设计是根据建筑物及排风走向设计的，其某一排风机所关联的排风口的数量多少不一样，有的风机多达11个排风口，并且根据要求，先打开的风口是任意的；如果11个排风口的系统，它的打开组合多达2048种，要对其编程控制较为困难，故根据变频器模拟量控制原理，利用电压和电阻的关系达到控制转速的大小。6个排风口的排风系统控制原理图。
控制电路说明K1、K2、K3、K4、K5、K6是来自排风口蝶阀的反馈信号，设计转开关是为了在调试系统时，全速运行风机状况及变频工作状态，在检修时可检查系统状态，平时工作时应转到蝶阀控制状态。
系统功能验证以6速变频控制原理图来验证电路的控制功能是否达到设计要求。
FWD1DCM是变频器运行或停止的端子，当两端子闭合则变频器工作，两端打开则变频器停止运行；从a可知，当任-蝶阀打开，其反馈信号接通相应中间继电器线包；使其触点闭合，启动变频器工作，此时其变频器速度控制端子AVI、ACM上的直流电压通过其分压电阻产生相应的电压，则变频器输出相应的工作频率，使其风机工作在相应的功率上。
如果6个排风口全部打开，其6个串联电阻全部短路，变频器将全速运行；当排风口全部关闭时，6个中间继电器全部失电，则KA线包没有电压，KZ继电器触点打开，变频器停止工作。
变频器的选择风机水泵类负载是典型的平方转距负载，低速下负载较小，并与转速平方成正比；通用变频器与标准电动机的组合最合适。这类负载对变频器的性能要求不高，只要求其经济性和可靠性。现国内有专门为风机水泵类设计的变频器，一般应选此类型变频器。分压电阻的选择分压电阻作为控制输入信号，其性能要求阻值稳定，满足功率，且长期工作性能好，阻值选择应考虑其供电电源的功率和控制端的内阻，应使其阻值合理，不应太小使供电电源超负荷；而选择过大，使控制端内阻影响其控制精度<3>。
控制柜的布线要求变频器控制输入端AVI、ACM为模拟量输入端，直流电压要求较高，为避免柜内交流电源的干扰，凡与其相联的线路应选用屏蔽线，并且应使连线尽可能短。
变频器的输出电源与电机连接的电源线应尽可能短，一般应小于50m；否则电缆寄生电容过大，易导致变频器功率开关器件开断瞬间产生过大尖峰电流，可能损坏功率逆变模块<4>。
结束通过上述讨论，本系统设计符合：系统设计简单、原器件少、控制简单、操作方便、维护量小，达到工艺要求的控制功能。本系统的节能效果及控制效果的关键在于合理选择分压电阻，分压电阻可根据系统调试时进行最佳效果选择。
本文关键字：实验室 应用案例，变频技术 - 应用案例
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