造纸行业是风机水泵类负载的大户，而且该类负载的运行时间都是连续的，各个厂家是根据实际的工作情况，需要对风机、水泵的负载作不同程度的调节，这就使变频调速器在该行业的应用而为企业带来极大的经济效益。变频调速器具有独特的节电功能。我公司根据多年积累的经验总结出，变频调速节电器在造纸行业应用中的节能分析。1.生产线的应用　　老式的纸机一般采用总轴传动，有以下缺点：　　（1）、效率低，只有60%~70%；　　（2）、靠皮带传动，精度差，时间长了，皮带打滑。出现纸定量不准，纸幅断头。且皮带备件费用高；　　（3）、纸幅在肉部和压榨部时其纵向伸长和横向收缩，而烘干时两部分都有收缩，因此纸机各部分的线速度应稍有差异为好；　　（4）、压榨部分在整个寿命中直径要变6%，所以线速度也有变化。　　总轴传动，不管直流电机或者滑差电机对以上固有的缺陷适应性差。若采用我公司的电脑同步、分部变频调速系统，以上缺点可全部克服，还可节约电能20%以上。1.复卷机　　复卷机是造纸厂系统中的一个重要环节，一般原有的复卷机都是采用直流调速电机或电磁调速电机来控制。直流调速电机故障率高，经常要更换碳刷，维修费用大。滑差调速电机则是一种耗电能的电机，且机械特性软，调速范围小，平滑性也差。如果采用交流电机变频调速控制，不但提高了生产效率，降低了能耗，而且它具有抗干扰能力强，供电电压高，单机容量大，环境适应性强，有自我诊断和保护功能，且维护方便。这样即大大减少了维修费用，也达到了理想的节电效果。2.锅炉鼓、引风机　　根据车间所需蒸汽量的变化，风量时刻变化的，而且风量调节都是通过调节风门挡板实现的，这样风量调节方式不但使风机的效率降低，也使很多电能消耗在挡板上，十分可惜。而且锅炉操作室一般都远离鼓、引风机，操作十分不方便，也难以调节得当。如果采用变频器来进行闭环无级调速，能根据车间所需蒸汽量的变化而自动地调整鼓、引风机风量，使锅炉燃烧在最佳状态，使煤或油消耗减少到最小，达到理想的节能效果。3.给水系统的恒压控制　　纸厂供水系统是企业的生命线，合理的供水能给企业减少不必要的能源消耗。如果采用变频自动恒压控制，水泵机组采用最先进的微电脑控制器和压力变送器及变频调速技术组成闭环恒压供水系统，即可改变电机的转速。随着电机转速的降低，电机的电流也随之下降，这样就可达到理想的节电效果.

伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。变频是伺服控制的一个必须的内部环节，伺服驱动器中同样存在变频（要进行无级调速）。但伺服将电流环速度环或者位置环都闭合进行控制，这是很大的区别。除此外，伺服电机的构造与普通电机是有区别的，要满足快速响应和准确定位。现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服，但这种电机受工艺限制，很难做到很大的功率，十几KW以上的同步伺服价格及其昂贵，这样在现场应用允许的情况下多采用交流异步伺服，这时很多驱动器就是高端变频器，带编码器反馈闭环控制。所谓伺服就是要满足准确、精确、快速定位，只要满足就不存在伺服变频之争。01两者的共同点交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术，在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的，也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节：变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电，然后通过可控制门极的各类晶体管（IGBT，IGCT等）通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电，由于频率可调，所以交流电机的速度就可调了（n=60f/p，n转速，f频率，p极对数）02谈谈变频器简单的变频器只能调节交流电机的速度，这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定，这就是传统意义上的V/F控制方式。现在很多的变频已经通过数学模型的建立，将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量，现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩，UVW每相的输出要加霍尔效应的电流检测装置，采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节；ABB的变频又提出和这样方式不同的直接转矩控制技术，具体请查阅有关资料。这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩，而且速度的控制精度优于v/f控制，编码器反馈也可加可不加，加的时候控制精度和响应特性要好很多。03谈谈伺服驱动器方面：伺服驱动器在发展了变频技术的前提下，在驱动器内部的电流环，速度环和位置环（变频器没有该环）都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算，在功能上也比传统的变频强大很多，主要的一点可以进行精确的位置控制。通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置（当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里），驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器。电机方面：伺服电机的材料、结构和加工工艺要远远高于变频器驱动的交流电机（一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机），也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时，伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化，响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机，电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本。就是说不是变频器输出不了变化那么快的电源信号，而是电机本身就反应不了，所以在变频的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定。当然即使不设定变频器的输出能力还是有限的，有些性能优良的变频器就可以直接驱动伺服电机！！！04谈谈交流电机交流电机一般分为同步和异步电机1、交流同步电机：就是转子是由永磁材料构成，所以转动后，随着电机的定子旋转磁场的变化，转子也做响应频率的速度变化，而且转子速度=定子速度，所以称“同步”。2、交流异步电机：转子由感应线圈和材料构成。转动后，定子产生旋转磁场，磁场切割定子的感应线圈，转子线圈产生感应电流，进而转子产生感应磁场，感应磁场追随定子旋转磁场的变化，但转子的磁场变化永远小于定子的变化，一旦等于就没有变化的磁场切割转子的感应线圈，转子线圈中也就没有了感应电流，转子磁场消失，转子失速又与定子产生速度差又重新获得感应电流。。。所以在交流异步电机里有个关键的参数是转差率就是转子与定子的速度差的比率。3、对应交流同步和异步电机变频器就有相映的同步变频器和异步变频器，伺服电机也有交流同步伺服和交流异步伺服，当然变频器里交流异步变频常见，伺服则交流同步伺服常见。05应  用由于变频器和伺服在性能和功能上的不同，所以应用也不大相同：1、在速度控制和力矩控制的场合要求不是很高的一般用变频器，也有在上位加位置反馈信号构成闭环用变频进行位置控制的，精度和响应都不高。现有些变频也接受脉冲序列信号控制速度的，但好象不能直接控制位置。2、在有严格位置控制要求的场合中只能用伺服来实现，还有就是伺服的响应速度远远大于变频，有些对速度的精度和响应要求高的场合也用伺服控制，能用变频控制的运动的场合几乎都能用伺服取代，关键是两点：一是价格伺服远远高于变频，二是功率的原因：变频最大的能做到几百KW，甚至更高，伺服最大就几十KW。

变频器维修时，我们把从CPU的六个PWM输出端子，到中间缓冲电路，称为逆变脉冲前级电路，驱动电路称为逆变脉冲后级电路，总称逆变脉冲回路。逆变脉冲回路故障的具体现象有以下几点： 一、启动操作正常，操作显示面板有正常的输出频率指示，但无三相输出电压；二、启动操作正常，操作显示面板有正常的输出频率指示，输出三相电压不平衡；三、一按启动按键，即跳OC故障；四、运行中跳OC故障；五、轻载运行正常，带载电机跳动或跳OC故障。   逆变脉冲回路故障实质以及变频器维修思路（与故障状态的五种状态相对应）： 1、变频器维修时，针对第一种故障现象（启动操作正常，操作显示面板有正常的输出频率指示，但无三相输出电压）的形成原因，通常有以下几种因素：       a、驱动电路光耦合器输入侧的+5V供电丢失；  b、前级脉冲电路的缓冲器损坏；  c、CPU的相关控制信号不确定或相关控制引脚损坏；  d、故障保护电路误动，使脉冲前级电路被故障信号锁定。变频器维修时，在此处必须特别注意一点：逆变脉冲信号的前级电路，如三态触发器、缓冲器电路等，有可能受电压、电流检测与保护电路的直接控制，当保护电路误动时，钳制和封锁了六路脉冲信号的传输。要有故障保护电路独自参与脉冲传输控制的观念。虽然a、b方面造成的故障率较好，但c、d方面造成的原因，往往构成了疑难故障，如果变频器维修的思路到不了这里，变频器维修工作可就要走弯路了。   2、变频器维修时，针对第二种故障现象（启动操作正常，操作显示面板有正常的输出频率指示，输出三相电压不平衡）的形成原因，通常有以下三种因素：  a、驱动电路的光电耦合器损坏，不能正常传输逆变脉冲信号；  b、逆变模块导通内阻变大，三只上臂IGBT模块有导通不良现象，因此三路驱动电路可能未设有IGBT管压降检测电路，故并不能报出OC故障；  c、脉冲前级电路或CPU逆变脉冲输出引脚不良，致使逆变脉冲缺失一路或两路。变频器维修时，不要将着眼点光是放在后级驱动电路上，也可能为前级的逆变脉冲未加输入驱动电路上。尤其是脑子里要有是否为模块不良，逆变模块导通内阻变大这个观念。变频器维修时，如果考虑不到c的因素，便又构成了疑难故障。   3、变频器维修时，针对第三种故障现象（一按启动按键，即跳OC故障）的形成原因，通常有以下因素：  a、后级驱动电路本身不良；  b、驱动电路的供电电源，带负载能力不足，如滤波电容失容，整流二极管低效（正向电阻变大、反向电阻变小）等；  c、逆变模块不良。变频器维修时，对驱动电路的动、静态检测（电压检测）也许都是正常的，这是就要测试驱动电路的电流输出能力，尤其要关注b、c这两个因素。  4、变频器维修时，针对第四种故障现象（运行中跳OC故障）的形成原因，通常有以下几种因素：  a、驱动电路的带负载能力、逆变模块的导通内阻检测；  b、三相输出电流检测电路；  c、故障检测电路中的基准电压电路；  d、用户负载方面的原因。   变频器维修时，要注意b、c、d方面的因素影响。三相检测电路本身不良，工作点转移，可能会误报OC故障；故障检测电路中的基准电压偏移，造成电流检测不准，误报OC故障。变频器维修时，如果以上几个方面的检查都没有问题，那么就要到生产现场找原因了，并不排除负载方面的问题。而在变频器维修时，b、c因素，可能又进入疑难故障的范围。 5、变频器维修时，针对第五种故障现象（轻载运行正常，带载电机跳动或跳OC故障）的形成原因，通常有三种因素：  a、驱动电路的电流（功率）输出能力不足；  b、逆变模块不良，导通内阻偏大；  c、负载电路有问题，电机坏掉了，不是变频器的问题。变频器维修时，变频器表现为运转不正常，不一定统统都是变频器的问题，建议用户换一台电机试试。应考虑到b、c的因素，有时候要考虑到变频器以外的因素。

变频器应该安装在控制柜内部，控制柜在设计时要注意以下问题：一、散热问题变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主，约占98%，控制电路占2%。为了保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热我们通常采用风扇散热；变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走，若风扇不能正常工作，应立即停止变频器运行；大功率的变频器还需要在控制柜上加风扇，控制柜的风道要设计合理，所有进风口要设置防尘网，排风通畅，避免在柜中形成涡流，在固定的位置形成灰尘堆积；根据变频器说明书的通风量来选择匹配的风扇，风扇安装要注意防震问题。 二、电磁干扰问题I.变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰，而且会产生高次谐波，这种高次谐波会通过供电回路进入整个供电网络，从而影响其他仪表。如果变频器的功率很大占整个系统25%以上，需要考虑控制电源的抗干扰措施。II.当系统中有高频冲击负载如电焊机、电镀电源时，变频器本身会因为干扰而出现保护，则考虑整个系统的电源质量问题。三、防护问题需要注意以下几点I.防水防结露：如果变频器放在现场，需要注意变频器柜上方不的有管道法兰或其他漏点，在变频器附近不能有喷溅水流，总之现场柜体防护等级要在IP43以上。微信号技成培训值得你关注！II.防尘：所有进风口要设置防尘网阻隔絮状杂物进入，防尘网应该设计为可拆卸式，以方便清理，维护。防尘网的网格根据现场的具体情况确定，防尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。III.防腐蚀性气体：在化工行业这种情况比较多见，此时可以将变频柜放在控制室中。 四、变频器接线规范信号线与动力线必须分开走线：使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路（主回路及顺控回路）分开走线。距离应在30cm以上。即使在控制柜内，同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线最长不得超过50m。信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部：连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内，极易受到变频器和外部设备的干扰；同时由于变频器无内置的电抗器，所以变频器的输入和输出级动力线对外部会产生极强的干扰，因此放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处，以保证信号线与动力线的彻底分开。1)模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.75mm2。在接线时一定要注意，电缆剥线要尽可能的短（5-7mm左右），同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来，以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。2)为了提高接线的简易性和可靠性，推荐信号线上使用压线棒端子。 五、变频器的运行和相关参数的设置变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。最低运行频率：即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。微信号技成培训值得你关注！最高运行频率：一般的变频器最大频率到60Hz，有的甚至到400Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。

　　在提倡环保与节能国际前提下，众多厂家的锅炉风机都在运用风门的开度来调节其风量，用风门档板调节风量时，风机长期工作在额定转速下，不可避免其风量（或能量）有相当部分会损失在档板上，存在着能耗较大、设备损坏率高、维修难度大等特点。如采用变频调速实施对该系统的改造，可发挥该系统的节能潜力。　　由于电机轴功率与转速的三次方成正比的关系可知，转速若降低一些，风机轴功率则成三次方关系下降，即风机所损耗的电能大大下降。在交流调速中，根据交流电机的调速公式，电机转速n＝60f(1-s)/p可把调速方式分为三大类:　　1.改变电动的转差率S。　　2.改变电动机的极对数P。　　3.改变电源的频率f。　　以上三者均可调速,但改变电机的极对数相当困难,并且不能实现无级调速,改变电机的转差率会带来较大的转差损耗,使效益值降低,而且调速范围也受限制.只有改变电源频率的方法,从高速到低速都可保持高效率、宽范围和高精度的调速性能；因此交流调速以变频调速器最为可行。节能理论分析　　由流体力学原理知，风机的风量Q与转速n成正比，风压H与转速n的平方成正比，所消耗的功率P等于风量Q与风压H之积（即功率与转速的立方成正比，）具体关系表达式：　　即Q=K1n；H=K2n²；P=Q×H=K1K2n³　　其中K1，K2，K3——是比例系数　　当用档板的开度来控制风量大小时，管阻档板阻曲线与功率P变化，由曲线1到曲　　线路，风量减少了，而功率却没有减少多少。而通过改变转速n来调节风量情况就不同了。调节转速时H-Q曲线由曲线1到曲线2，档板开度100%时，管阻曲线不变，功率节省了很多。节省量，其中n1为调节前转速，n2为调节后转速。节能效果及综合效益分析　　2.以东莞某厂鼓风机是132KW为例,改造前鼓风机工频运行电流为240A，改造后鼓风机运行频率在30～40HZ，按节能25%计算，运行电流平均为220A左右，运行时间每天工作24小时，每月工作26天，风机用电量计算如下：　　W前=1.73(△I×U)×24×26÷1000W后=1.73(△I×U)×24×26÷1000　　=1.73×240×380×24×26÷1000=1.73×220×380×24×26÷1000　　=98452(度)=90247(度)　　每月节省电量=W前-W后　　=（143576+98452）-（131269+90247）　　=20512(度)　　按每度0.6元计算,则每月可节省电费=20512×0.6=12307.00(元).而整套风机系统改造费用9万元左右,故约8个月就能收回设备投资。诚然,节能是变频改造带来的一大好处,但并不是唯一的,锅炉风机变频改造后,还有以下优点:　　（1）电机实现软启动,对电机、电网的冲击大为减小。　　（2）延长了设备的使用寿命,减少设备的维修量和维护费用。　　（3）进一步完善了保护功能,如过热保护、过电流、过电压、短路缺相保护等功能。　　（4）操作简单方便,运行平稳,安全。　　（5）保持原作系统不变,可作备用系统使用。