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玻璃钢冷却塔风扇变频驱动器VFD

由 VFD(变频驱动)控制的风扇速度玻璃钢冷却塔是许多工业过程的核心。虽然塔的设计因制造商而异,但始终使用风扇使空气通过玻璃钢冷却塔,从而冷却工艺用水。
 
玻璃钢冷却塔的运行要求可能包括启动和停止风扇、改变风扇速度(基于污水池水温)以及可能改变风扇方向(季节性 - 可能取决于温度和/或气候)的能力。
 
一、玻璃钢冷却塔风扇变频驱动器常见的应用挑战包括:
1、需要制动器或传感器以确保风扇叶片在启动前不会反向旋转(防止电机轴断裂)
2、额外的启动器或维护人员来交换电机引线以进行反向风扇操作
3、叶片间距可能需要根据季节(气温)进行调整,以防止电机因寒冷、密集的空气而过载
4、系统设计阶段未考虑风扇速度控制(单速启动器)
5、由于动力传动系冲击/应力和电机启动器更换(具有单速和双速启动器的系统)而增加的维护成本
6、工艺水温控制不准确(运行不稳定 - 风扇速度的大波动会导致温度波动大)
在玻璃钢冷却塔上消除了与启动器控制风扇相关的许多缺点。减少能源消耗(降低公用事业成本)、减少维护要求(人员和设备更换成本)和工艺水温稳定是其中的好处。
 
当 VFD 被命令启动时,风扇可能正在旋转。 VFD 必须正确识别电机旋转,将电机减速至零速(当检测到反向旋转时),以正确的方向加速电机,并且不会在过压或过流情况下跳闸。
 
可以使用机械制动器或防棘轮装置来确保风扇不会以错误的方向旋转。VFD 消除了机械和电气制动器以及防棘轮装置、延时继电器等。
 
在极端寒冷的天气中,可以通过以低于要求的速度运行风扇来避免塔结冰,从而提高塔和工艺水的温度。反转玻璃钢冷却塔风扇以保持塔内的热量也很常见。 VFD's 完成此功能并消除反向启动器。
 
同样,在炎热的日子里,当空气稀薄时,风扇可以以高于 60 Hz 的频率运行,从而提供额外的冷却能力。 VFD 的电流和/或扭矩限制功能将限制电机的电流,从而不超过铭牌 FLA 额定值。如果没有 VFD,这是不可能的。
 
所需 HP 百分比/风扇速度百分比在风扇负载上,HP 要求随速度的三次方变化,因此风扇速度越慢 - 所需的能量越少。以 80% 的速度运行的风扇将仅消耗全速运行的风扇的 50% 的功率。在 50% 的风扇速度下,功耗仅为 16%。
 
可以调整风扇叶片的节距以最小化低速和高速(双速启动系统)之间的循环并补偿冬季和夏季运行。通常这种折衷会导致风扇运行效率低下。
 
风扇间距适当调整将增加空气流量,提供更好的冷却,导致风扇速度进一步降低并增加节能效果。
 
启动器控制的风扇通过连续启动和停止风扇并选择速度(如果配备两速启动器)来实现温度控制。
 
所需的风扇速度如上所示,只有两个工作点的负载与玻璃钢冷却塔容量相匹配。
VFD 精确控制风扇速度,随着外部气候和过程负载的变化进行补偿,

玻璃钢冷却塔风扇变频器
二、改装玻璃钢冷却塔风扇变频
现有电机可以安装在 VFD 上,从而消除单速和双速启动器。 (两速电机永久接线以实现高速运行)。
 
现有电机的最低速度通常为 20 - 25%。对于直连式或皮带式玻璃钢冷却塔风扇,此最低速度通常不是问题。
 
然而,当使用齿轮箱时,最低速度更为关键,因为齿轮箱可能依赖于内部抛油环进行润滑。有关最低速度要求,请咨询玻璃钢冷却塔制造商。
 
与单速或双速电机启动器上的风扇不同,VFD 控制的玻璃钢冷却塔风扇以多种速度运行。因此,最好对风扇和塔架组件进行振动分析,因为在某些速度下可能会产生机械共振。
 
可以将识别出的问题速度编程到驱动器中并“锁定”。振动开关通常连接到驱动或控制系统中,如果出现问题就会关闭玻璃钢冷却塔。 电机端子处的 PWM 电压
 
驱动器还可以监控变速箱的油位和温度。
 
VFD's 通常不安装在靠近玻璃钢冷却塔的地方,导致驱动器和电机之间的引线长度较长。对于引线长度大于 60 英尺的旧电机,建议使用长引线 (dV/dT) 滤波器。
 
新电机可能被批准用于 VFD 操作,电机引线长度超过 350 英尺,无需输出滤波器。有关电机引线长度和载波频率限制,请咨询电机制造商。
 
玻璃钢冷却塔风扇变频驱动器非常适合严酷的工业环境,其设计考虑到了最大的可靠性。标准功能包括 3% 阻抗交流线路电抗器。此外,电容器组和冷却风扇的预期寿命分别为 100,000 和 60,000 小时。
 
带 KLC 滤波器的电机端子 PWM 电压宽工作电压范围 (380-500 VAC ± 10%) 与过压控制器相结合,可消除过压跳闸。通过利用负载惯性,欠压控制器提供了扩展的穿越能力。
 
玻璃钢冷却塔风扇变频驱动器的通用外观和感觉最大限度地减少了培训要求,并有助于降低备件成本。无论 HP 或电压额定值如何,大多数组件都是相同的。
 
DTC - 直接转矩控制 DTC(直接转矩控制)提供 ABB 的 VFD 独有的功能。例如,自动启动功能将立即启动到旋转负载,无延迟 - 无论方向如何。然后电机平稳加速到指令速度。
 
高级磁通优化在 25% 负载下可将效率提高 10%,从而进一步节省能源。
 
DTC 可从标准交流感应电机提供最高 200% 的额定启动扭矩。这是比整个生产线所能达到的更好的性能。
 
玻璃钢冷却塔风扇变频驱动器的标准功能包括全功能 PID 控制器和 24 VDC 电源。温度传感器可以直接连接到驱动器中。如果速度参考或温度信号丢失,玻璃钢冷却塔风扇变频驱动器可以编程为达到预设速度,保持最后的平均速度或关闭并指示故障。
 
可以对 玻璃钢冷却塔风扇变频驱动器进行编程,以便当水温低于设定点时,玻璃钢冷却塔风扇变频驱动器将“进入睡眠状态”,关闭风扇。当温度升高到设定点以上时,ACS 800“唤醒”,恢复温度控制。 PID 设定点的调整可以通过远程模拟信号、串行通信或通过驱动器键盘直接输入。
 
工业标准现场总线串行通信选项允许通过 PLC、PC 或 DCS 系统进行远程控制。可以直接控制速度给定、监控运行数据、更改驱动器参数等。
 
玻璃钢冷却塔风扇变频驱动器的功能包括标量 (V/Hz) 仿真、无传感器矢量和矢量技术,但具有卓越的性能。没有其他驱动技术的性能能与 ABB 的直接转矩控制相提并论。