羅茨風機lunwen：變頻調(diào)速技術在羅茨風機上的應用

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　　楊劍鋒

　?。ㄖ泻怂腛四有限公司第三分公司 甘肅蘭州 ）

　　摘 要：本文通過介紹變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)（VVVF）的結構原理,對變頻器在風機類設備中的節(jié)能原理及成效進行了詳細研究,為風機的穩(wěn)定運行積累了經(jīng)驗.

　　關鍵錦工：變頻調(diào)速技術羅茨風機節(jié)能應用

　　中圖分類號：TQ172 文獻標識碼：A 文章編號1672-3791(2021)12（a)-0000-00

　　隨著電力電子技術,微電子技術和信息技術的發(fā)展,出現(xiàn)了對交流機來說最好的變頻調(diào)速技術.變頻調(diào)速技術是一種以改變電機頻率和電壓來達到電機調(diào)速目的的技術.它是基于電力電子、微電子、信息技術發(fā)展的產(chǎn)物.變頻調(diào)速具有三大優(yōu)勢：一是它的逆變部分都基于電流很大、電壓很高的SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等電力電子器件來完成的；二是它的控制部分和負載狀態(tài)的檢測是由CPU（32位計算機）來完成,這是微電子器件發(fā)展的結果；三是內(nèi)置4-20mA接口和RS485接口可以和儀表、DCS相接,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸.

　　變頻調(diào)速技術的原理是把工頻50HZ的交流電轉換成三相頻率和電壓可調(diào)的交流電,通過改變交流電動機定子繞組的供電頻率,在改變頻率的同時也改變電壓,從而達到調(diào)節(jié)電動機轉速的目的（即VVVF技術）.

　　交流變頻調(diào)速系統(tǒng)一般由三相交流異步電動機、變頻器及控制器組成.變頻裝置即變頻器是變頗調(diào)速的主要設備.

　　201子項八工段羅茨風機主要負責空氣提升系統(tǒng)的排氣,包括201車間的空氣提升排氣、中放蒸發(fā)排氣、脈沖萃取柱的脈沖排氣、鈾線工藝排氣、初步凈化后的钚線工藝排氣,經(jīng)過核級高效過濾器后由羅茨風機排至418/1-34廠房排放.羅茨風機的運行狀態(tài)的好壞直接影響空氣提升流量的穩(wěn)定性,而空氣提升流量的穩(wěn)定性又直接影響到工藝一些重要設備（如脈沖柱等）的正常運行.

　　為了滿足工藝要求,只有通過改變電源的頻率來實現(xiàn)電機轉速的改變,從而改變風機轉速.

　　式中 ：

　　n——電機額定轉速

　　f——電源頻率

　　p——磁極對數(shù)

　　s——轉差率

　　由公式（1）可以看出,要改變電機額定轉速,共有三種方法：⑴改變電源頻率；⑵改變磁極對數(shù)；⑶改變轉差率.

　　后兩種方法中,要改變磁極對數(shù),只有更改電機繞組接線方式,現(xiàn)場和設備不具備條件,無法實現(xiàn).要改變轉差率,只有在轉子回路串電阻,這種方式適用于繞線式轉子.羅茨風機電機的轉子為鼠籠式轉子,也不能實現(xiàn),且采用上述兩種方式后,電機額定轉速不能連續(xù)可調(diào),因此只有改變電機電源的頻率,才能實現(xiàn)電機額定轉速的改變,而且電機電源的頻率與電機額定轉速成正比.

　　根據(jù)上述原理,羅茨風機選用由西門子公司生產(chǎn)的變頻器（型號為MICROMASTER 430）

　　來調(diào)節(jié)電機轉速,以達到有效地控制羅茨風機的排氣量,控制系統(tǒng)負壓的目的.

　　接線原理如下圖所示.控制盤上有黃、綠、紅三個指示燈.當空氣開關合上時,電源指示（紅燈）亮；電機正常運行時,運行燈（綠燈）亮；系統(tǒng)發(fā)生異常時,報警燈（黃燈）亮.電源指示燈接在電源空開下側,運行和報警指示燈分別接在變頻器的兩個輸出繼電器常開和常閉觸電上.

　　當風機轉速從n變到n′后,風量Q、風壓H及軸功率P的變化關系如下：

　　Q′等于Q×(n′／n)（2）

　　H′等于H×(n′／n)2（3）

　　P′等于P×(n′／n)3（4）

　　當風機轉速低于額定轉速時的節(jié)電量為:

　　E等于[1一(Q／Qn)3]×P×T(kWh)（5）

　　式中：Qn為額定轉速時的流量；T為時間；Q為實際流量；P為額定轉速時電機功率.

　　羅茨風機配備電機型號為Y225S-4B3,額定功率37kw,額定電壓380V,額定頻率50HZ,額定電流69.8A,額定轉速1280轉/分,電機在額定轉速時的輸出功率為30KW,根據(jù)中試廠管網(wǎng)負荷的要求,變頻器設定頻率為40HZ,電壓285V,轉速950轉/分,運行工況以24小時連續(xù)運行,全年運行時間在365天為計算依據(jù).則變頻調(diào)速時每年的節(jié)電量為：

　　Wb等于30×24×[1—（40/50）3]×365等于.4kW·h

　　采用擋板調(diào)節(jié)（擋板開度）時,因風機轉速不變,故風機特性曲線不變,但擋板調(diào)節(jié)后管網(wǎng)的特性曲線上移,即電機需要克服管網(wǎng)和擋板的阻力增加,在用擋風板控制額定風量100%輸出與風量減半50%輸出時,軸功率P2比P1比減少不多.變頻調(diào)節(jié)設定40HZ時,風量為額定轉速的80%,電機實際輸出功率為P′等于P×(n′／n)3等于30×（40/50）3等于15kw,擋板調(diào)節(jié)時,相同風量（80%）時,電機軸功率降低很小,粗略估算為額定風量時的95%,則擋板開度時的節(jié)電量為

　　Wd等于30×（1－95%）×24×365等于13140 kW·h

　　相比較多出的節(jié)電量為：W等于Wb－Wd等于.4－13140等于.4kW·h

　　每度電按0.5元計算,則采用變頻調(diào)速每年比采用擋板調(diào)節(jié)多節(jié)約電費.4×0.5等于

　　隨著變頻技術的發(fā)展,作為大容量傳動的國產(chǎn)變頻調(diào)速技術也得到了廣泛的應用,在電力行業(yè)對于許多大功率的輔機設備推廣和采用變頻技術,不僅可以取得相當顯著的節(jié)能效果,而且也得到了國家產(chǎn)業(yè)政策的支持,代表了今后更多行業(yè)節(jié)能技術的方向.目前,很多行業(yè)越來越多的人員對此都形成廣泛的共識.

　　參考文獻

　　[1]陳伯時.變壓變頻原理及應用［Ｍ］．上海:上海交大出版社,2002．

　　[2]林水生.變頻器原理與應用［Ｍ］．西安:西安電子科技大學出版社,2001．

　　[3] MICROMASTER 430變頻器使用說明書［S］．德國: 西門子公司,2004.

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　　高轉速伺服電機引用文獻:

　　[1] 伺服電機和線切割機學年畢業(yè)論文范文 伺服電機和線切割機相關畢業(yè)論文的格式范文2000字 [2] 伺服電機畢業(yè)論文范文 關于伺服電機方面碩士畢業(yè)論文范文10000字 [3] 伺服電機和can總線開題報告范文 伺服電機和can總線方面論文參考文獻范文2萬字

羅茨風機lunwen：大流量羅茨鼓風機的設計畢業(yè)設計_羅茨風機

　　摘 要

　　羅茨風機是一種容積式壓縮機，屬于旋轉機械，具有結構簡單、風機內(nèi)腔不需要潤滑油、運轉平穩(wěn)、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，已被廣泛應用于石化、建材、電力、冶煉、化肥、礦山、港口、輕紡、食品、造紙、水產(chǎn)養(yǎng)殖和污水處理、環(huán)保產(chǎn)業(yè)等諸多領域。

　　羅茨鼓風機的結構主要是有一對腰形漸開線轉子、齒輪、軸承、密封和機殼等部件組成。

　　關鍵字：羅茨鼓風機、轉子、設計、繪圖

　　Abstract

　　Roots blower is a positive displacement compressors are rotary machine, has a simple structure, the fan cavity does not require lubricants, smooth operation, stable performance, etc., have been widely used in petrochemical, building materials, electric power, metallurgy, chemical fertilizers, mining, ports, textile, food, paper, aquaculture and wastewater treatment, environmental protection industry and many other fields.

　　The main structure of the Roots blower is a pair of kidney-shaped involute rotors, gears, bearings, seals and chassis and other components.

　　In this paper, according to the design requirements for large flow blower design, the first of the structural characteristics of the Roots blower, working principle and should be shipped in the field were analyzed; proposed design for this project on the basis of these analysis; then to Roots the major part of the blower detailed analysis and design, including the selection of the motor, V belt drive design, analysis and design of the rotor, design synchronization gears, shafts and shaft parts of the design and verification and block design, and prepared this blower use and maintenance manual; finally draw the blower assembly drawings and part drawings mainly through AutoCAD drawing software.

　　Keywords: Roots blower, Rotor, Design, Drawing

　　目 錄

　　摘 要 I

　　Abstract II

　　第一章 緒論 1

　　1.1羅茨鼓風機的構成及特點 1

　　1.2羅茨鼓風機的工作原理 2

　　1.3羅茨鼓風機的應用領域 4

　　第二章 總體方案設計 5

　　2.1設計要求 5

　　2.2方案設計 5

　　第三章 羅茨鼓風機主要部件設計 6

　　3.1電動機的選擇 6

　　3.1.1選擇電動機類型 6

　　3.1.2電動機容量的選擇 6

　　3.1.3電動機轉速的選擇 6

　　3.2 V帶傳動的設計 6

　　3.2.1 V帶的基本參數(shù)計算 6

　　3.2.2 帶輪結構的設計 9

　　3.3轉子設計 9

　　3.3.1轉子葉型設計 9

　　3.3.2轉子的干涉檢測 12

　　3.3.3轉子的結構設計 12

　　3.4同步齒輪設計 13

　　3.4.1選精度等級、材料和齒數(shù) 13

　　3.4.2按齒面接觸疲勞強度設計 13

　　3.4.3按齒根彎曲強度設計 14

　　3.4.4幾何尺寸計算 16

　　3.5軸及軸上零件的設計與選擇 16

　　3.5.1傳動軸的設計 16

　　3.5.2軸承的選擇與校核 19

　　3.5.3鍵選擇與校核 20

　　3.6缸體的設計 21

　　第四章 羅茨鼓風機的使用與維護 22

　　4.1安裝注意事項 22

　　4.2操作使用注

　　南京羅茨鼓風機 羅茨鼓風機規(guī)格型號 河南三葉羅茨鼓風機 供應三葉羅茨鼓風機

　　山東錦工有限公司

　　山東省章丘市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)

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羅茨風機lunwen：羅茨風機使用說明書.doc

　　安裝使用產(chǎn)品前，請閱讀使用說明書

　　羅茨鼓風機

　　使 用 說 明 書

　　產(chǎn)品執(zhí)行標準 JB/T894

　　目 錄

　　一．主要用途和特點 2

　　1.1 主要用途 2

　　1.2 使用要求 2

　　1.3 性能范圍 2

　　1.4工作原理和特點 3

　　二．羅茨風機，羅茨真空泵的使用條件 3

　　三．結構 5

　　四． 安裝與管路配置 5

　　五．運轉使用和檢修保養(yǎng) 8

　　5.1運轉使用 8

　　5.2操作規(guī)程 8

　　5.2.1開機（單機） 8

　　5.2.2兩臺或多臺風機并網(wǎng)開機 9

　　5.2.3兩臺或多臺風機并網(wǎng)倒車 9

　　5.2.4停車（關機） 10

　　5.3放氣閥、壓力表使用 10

　　5.4檢修保養(yǎng) 11

　　5.4.1 日常保養(yǎng)、檢修 11

　　5.4.2 吸入消音器的檢修 11

　　5.4.3 V型帶張力調(diào)整 12

　　5.5 潤滑油（脂）的選擇和使用 12

　　5.5.1專用齒輪油 12

　　5. 5.2潤滑脂常用牌號及理化性能 13

　　5.5.3推薦實際做法： 13

　　5.5.4潤滑油※潤滑脂量 14

　　六．故障分析與排除 14

　　七．相關技術資料 15

　　一．主要用途和特點

　　1.1 主要用途

　　羅茨鼓風機廣泛用于電力、石油、化工、化肥、鋼鐵、冶煉、制氧、水泥、食品、紡織、造紙、除塵反吹、水產(chǎn)養(yǎng)殖、污水處理、氣力輸送等部門與行業(yè)。

　　1.2 主要特點

　　1.2.1 風量、升壓和真空度覆蓋面大，應用范圍廣，用戶可以從中選擇最實用的機型。

　　1.2.2 結構簡單，保養(yǎng)、維護方便。

　　1.2.3 葉輪采用新型線，密封性好，高效節(jié)能。

　　1.2.4 產(chǎn)品加工精度高、性能好、運行可靠、使用壽命長。

　　1.2.5 運轉時機殼內(nèi)不需潤滑，輸送介質(zhì)不含油。

　　1.2 使用要求

　　2.1 輸送介質(zhì)的進氣溫度不得大于 40℃。

　　2.2 介質(zhì)中微粒雜質(zhì)含量不得超過 100mg／m3，微粒最大尺寸不得超過最小工作間隙的一半。

　　2.3 運轉中軸承溫度不得高于 95℃，潤滑油溫度不高于 65℃。

　　2.4 使用壓力不得高于鼓風機、真空泵銘牌上或本說明書性能表中規(guī)定的升壓范圍。

　　2.5 風機葉輪與機殼、葉輪與側板、葉輪與葉輪間隙出廠時已調(diào)好，重新裝配時要保證該間隙。

　?。ㄩg隙過大，影響性能；間隙過小，由于熱膨脹會產(chǎn)生摩擦、碰撞現(xiàn)象。）

　　2.6 羅茨鼓風機(真空泵)運行時，主油箱、副油箱油位必須在油位鏡標志點處。

　　1.3 性能范圍

　　3.1 鼓風機性能范圍：性能表中的吸入風量是指吸入壓力為標準大氣壓(101.325kPa ABS)，吸入溫度為 20℃，輸送介質(zhì)為純凈空氣時的進口流量。

　　3.2 真空泵性能范圍：性能表中的吸入風量是指出口壓力為標準大氣壓(101.325kPa

　　ABS)，吸入溫度為 20℃，輸送介質(zhì)為純凈空氣時的進口流量。

　　注：鼓風機、真空泵輸送特殊氣體時，吸入風量需根據(jù)輸送介質(zhì)的分子量、進口溫度和進口壓力進行換算。

　　1.4、工作原理和特點

　　1.工作原理：利用兩個三葉形轉子在氣缸內(nèi)作相對運動來壓縮和輸送氣體的定容回轉式鼓風機。這種鼓風機靠轉子軸端的同步齒輪使兩轉子保持嚙合，轉子上每一凹入的曲面部分與氣缸內(nèi)壁組成工作容積，在轉子回轉過程中從吸氣口帶走氣體；當移到排氣口附近與排氣口相連通，將氣體輸送到排氣通道。兩轉子依次交替工作，兩轉子互不接觸，它們之間靠嚴密控制的間隙實現(xiàn)密封，故排出的氣體不受潤滑油污染。

　　2.特點：氣體脈動性小，振動也小，噪聲低。這種鼓風機結構簡單，制造方便，適用于氣體輸送和加壓，也可用作真空泵。

　　二、羅茨風機、羅茨真空泵的使用條件

　　1、風機（真空泵）的工作環(huán)境溫度不得超過40攝氏度，如超過時要采取措施進行降溫，否則縮短風機的使用壽命。風機室外配置時，請設置防雨棚。

　　2、基礎設計應符合國家機械設備安裝工程的相關規(guī)定，基礎應建在堅硬的土壤上，宜高出地面100-250毫米，深度為800-1500毫米。基礎承重面應比底座加寬100-250毫米，其基礎不準與其他建筑及墻壁基礎連接地基要牢固。風機周圍要留有足夠的空間，以滿足檢修和拆卸的需要。

　　3、安裝前清除管道內(nèi)焊渣等異物，閥門要置于全開狀態(tài)，否則風機超負荷運轉，風機受損。

　　4、檢查，加注齒輪油。出廠時，油箱內(nèi)可能未加注齒輪油，請檢查加注齒輪油。在停機狀態(tài)，加至油窗中央即可，加油過多將導致漏油。

　　5、檢查窄V帶松緊和皮帶輪偏正，皮帶輪偏正可用直尺調(diào)正。當使用一段時間后皮帶會變松，此時要重新調(diào)整。

　　6、檢

羅茨風機lunwen：羅茨風機振動噪聲數(shù)值研究

　　【摘要】：為改善羅茨風機振動特性,降低振動噪聲,本文首先針對某型羅茨風機進行了三維實體建模,采用商用計算軟件ANSYS Workbench對該羅茨風機機體結構進行了有限元數(shù)值分析,獲得了該羅茨風機機體的諧響應特性,并分別給出了機體進口、出口、前油箱、齒輪箱四個部位的諧響應特性曲線。在數(shù)值研究羅茨風機振動特性基礎上,基于間接邊界元理論,采用Virtual.1ab聲學分析軟件,分析了該風機的振動噪聲特性并給出了相應的噪聲曲線和噪聲源云圖。研究結果表明:羅茨風機在工作頻率為400-600Hz時出現(xiàn)振動最大值,振幅最大達0.25mm,噪聲在頻率為450Hz時出現(xiàn)最大值,最大值為125dB(A),噪聲源主要分布在前油箱處。

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