摘要：随着建筑暖通空调系统规模和容量的进一步扩大，其能耗问题日益凸显，对其变频调速控制设计与节能研究意义重大。采用基于 PLC 与变频器的变频调速控制，能有效控制暖通空调系统的工作效率，降低电机运行能耗，达到增收节支、降低运营成本的目的。从水泵（风机）电机的变频调速控制原理出发，介绍了水泵（风机）电机拖动系统节能实现的基本控制要求，并阐述了变频调速改造后的节能节电优势。对改造后较为长期的运行反馈数据分析表明，该技术节能效果显著，值得推广。
关键词：水泵（风机）电机；变频改造；节能
高能耗已成为建筑暖通空调系统安全可靠、节能经济的高效稳定调节运行的一大瓶颈，提高水泵（风机）类电机的运行可靠性和电能利用效率，对低碳绿色环保新社会中的建筑节能降耗有着非常重要的作用。因此，如何结合电机调节运行控制的基本原理，采取有效的技术升级改造措施，降低水泵（风机）电机的运行费用就成为建筑节能降耗迫切需要解决的问题。从目前国内外有关水泵（风机）电机调控技术来看，较为有效的节能降耗技术措施就是采用变频调速自动控制技术，对常规的继电器额定容量控制技术进行技术升级改造。
1、水泵（风机）电机变频调速控制原理
建筑暖通空调系统中水泵（风机）电机拖动系统，由于受当时建设技术水平和综合投资资金的制约，其存在电源浪费严重等问题。采取基于 PLC 与变频器的变频调速技术升级改造，可以达到节能降耗的目的。电机拖动系统的节能通常有两种方法，一种是直接采用节能电机，如永磁同步电机；二则是采用变频调速等控制系统来动态调节电机输入电源频率，达到水泵(风机)电机拖动系统输入与输出间的实时动态平衡，进而达到电机调节运行节能降耗的目的。基于 PLC 与变频器的电机变频调速控制系统具有体积小、重量轻、起动转矩大、控制精度高、功能强、可靠性高、操作维护简单便捷、兼容性强等优点。
2 建筑暖通空调系统节能技术升级改造要求分析及优势分析
2.1 改造要求
针对升级改造建筑暖通空调系统节能技术的要求来看，可以通过以下两方面的要求。
通过以下两方面的要求。
(1）为了确保能正常高效的运行好控制系统中的电脑主机、传感器、计时器等仪器，整个建筑暖通空调节能系统中风机控制系统须确保具备能有效避免非正弦波冲击的抗电磁干扰的措施。
(2）在变频器调速节能系统工作期间，一旦发现风量检测系统有故障或运行不太正常时，为确保系统具有最大的风量，电机可按拖动系统的上限通过变频调速控制系统进行指 导，确保按照恒定功率运行。当变频器调速节能系统发生故障时需立即做出报警和提示动作，确保相关人员能在第一时间内检查设备，与此同时还需将原有的控制系统开启。
间内检查设备，与此同时还需将原有的控制系统开启。
2.2优势
在风机电机拖动系统中应用变颇调速控制系统时，不仅其节能效果和经济效益都是非常的显著，而且对风机电机拖 动系统的寿命都会产生一系列积极影响和作用。下面介绍变频调速控制系统的一系列优势：
（1）具有较广的调节速度范围，在理论上连续动态节能控制和调节的范围在1%-100%。
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（2）较小的调节误差问题， 般控制在±0.5% 误差范围，因而具有较高的调节精度。
（3）显著的节能效果和较高的电能利用率，基于PLC和变颇器变颇调速控制系统的电机其电能转换效率和拖动系统 的功率因素可分别达到96% 以上和95%，因而具有较高的可
靠性及在 定程度上节约了大量的无功功率，从而使得配电网中的变压器无功调节的负担大幅度降低，配电网输送电能的质量提高了。
(4）增添了软起动功能，在启动电机时，会有冲击电流产生，这些电流会对电机的安全性和可靠性造成影响，而基于PLC和变频器变频调速控制系统不仅能对其进行有效抑制， 而且能将电机的使用寿命延长。
(5）具有明显的节能效果，调速变频控制系统能有效的结合用户实时需求对电机的转速进行合理的调节，相比于常规的继电器节能效率而言，基于PLC和变频器变频调速控制系统节能的效率要高出30%以上。
3 水泵电机变颇调速节能技术升级改造应用分析
3.1 电机交频调这节能改造分析
1）电机变频调速节能改造方案。
一大型建筑暖通空调系统中共配备3 台风机（两用一备控制模式），进口温度为20℃，
进口压力为98.07KPa，升压为70KPa，轴功率为162KW，配置异步电动机型号为Y315L2-2-200KW/380V F 级IP55， 功率为200kW。为了提高、暖通空调系统运行的经济可靠性，结合曝气通风系统的实际运行工况，遵循“最小改动、最大可靠性、最优经济性”等电机拖动系统技术升级改造基本原则，决定采用基于PLC 与变频器的变频调速控制对暖通空调系统进行技术升级改造
3.2 改造后的对比效益分析
在同等的技术指标和运行环境的前提下，相比较2号风机电机而言，1号风机电机的调节运行工况更加平滑，更加稳定，其中1号风机电机和2号风机电机的平均运行电流分别为219A 和304A，两者的电机运行电流相差为85A。如果是从计算角度来考虑问题，那么理论节能效率为51.89%，节电的效率达到了47%，两个风机电机节能的效率是非常明显。
4、结语
采用基于PLC 与变频器的变频调速控制，能有效控制暖通空调系统的工作效率，降低电机运行能耗，达到增收节支、降低运营成本的目的。同时，采取变频调速技术升级改造后，能够实现电机的软起动和设备软运行，并实现了电机拖动系统过压、过流、缺相等多种保护功能，消除了电机起动、调节过程中的电流、电弧冲击问题，避免了运行工况突然改变水垂现象的发生，大幅度降低了设备冲击冲击损害，降低了温升及运行噪，可以大大延长电机、接触器、以及通风系统中的轴承、阀门、管道等机械设备的综合使用寿命。建筑暖通空调系统在采用基于PLC与变频器的变频调速技术升级改造后，必然能够带来良好的运行经济效益和社会效益，在实际建筑节能工程中具有非常广阔的应用前景。
参考文献
[1]王树．变频调速系统设计与应用[M]．北京：机械工业出版社，2005
[2]何超．交流变频调速技术[M]．北京：中国航空航天大学出版社，2006
[3]马最良．建筑物暖通系统水力平衡及其应用———空调水系统的节能要点[J]．中国建设信息：供热制冷．2008（10）：12～15
论文作者:万亚丽
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/17
标签：电机论文; 风机论文; 节能论文; 变频调速论文; 控制系统论文; 变频器论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第22期论文;