论变频技术的节能应用
变频技术在风机、泵类负载节能中的应用
变频技术在风机、泵类负载节能中的应用摘要：本文通过变频调速在风机、水泵类设备上的应用，阐述了风机、水泵变频调速的节能原理。
介绍了风机、水泵负载对变频器的性能要求。
关键词：变频器；风机、水泵；节能；0.前言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、水泵等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输出功率大量的能源消耗在挡板、阀门地截流过程中。
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，最有效的节能措施就是采用变频调速器来调节流量、风量，应用变频器节电率为20％～50％，而且通常在设计中，用户水泵电机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，效率低下，造成电能的大量浪费。
因此推广交流变频调速装置效益显著。
1.变频调速节能原理1.1变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）×H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果风机、水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8％，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％。
2.2 功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=S×COSФ，Q=S×SINФ，其中S－视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COSФ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
浅谈变频调速技术在风机、泵类中的节能应用
频器 ）易操 作 、免 维护 、控制精 度 高 ，并 可 以实 现高 功能化 等特点 ，采用 变频 器驱动 的方案 开始 逐 步取代风 门、挡板 、阀 门的控制方 案。 变频调 速技 术的 基本原 理是根 据 电机转速 与 工作 电源输人频 率成正 比的关 系 ： ＝ Ｏ （ － ）ｐ ｎ６ ｆ １ｓ ／，
（－ ） ＯＵ （ －） Ｑ ’ Ｈ
：
． 二 ／
Ｉ
（４Ｏ ０
Ｈ
负荷 ，１ ｈ 运行 在５ ％负荷 ；运 行时 间在３ ０ 。 ３ ０ ０ ｄ
ｌ —
图 ｌ 阀 门调 节 功 耗
图 ２ 变速 调 节 功 耗
图１ 为水 泵用 阀 门控 制 时 ，当流 量 要求 从 Ｑ１ 减 小 到Ｑ２ ，必须 关小 阀门 。这时 阀 门的磨擦 阻力 变 大 ，管路 曲线 从Ｒ移 到Ｒ ，扬 程 则从 Ｈａ ， 上升 到
删 蟪 Ｉ ＇ ｔ
新疆 化 工
４ ３
配 备 电机功 率 ：７ Ｋ ，额 定 电流 ：１ ８ ５Ｗ ３ Ａ， 额定 电压 ：３ ０ ８ Ｖ，转速 ：１７ ｒ ｎ ４ ７／ ，为上 海 江宁 ｍｉ
电机厂制 造 。
＝
● 酗
Ｉ ｈ
水 泵连 续２ ｈ 行 ，其 中每天 １ｈ 行在 ９ ％ ４运 运 ｌ ０
下 降 到Ｈ 。 。 根 据离 心泵 的特 性 ｆ 线公式 ： Ｈ １
Ｎ＝Ｒ ＱＨ／１２ ０ｑ
例３
根据 图３ 计算 ，则 每年 的节 电量 为 ：
Ｗ１７ ｘ ×（１０ －７ ％ ）ｘ ３ ０ ７２０ Ｗ ｈ
Ｗ２ ７ ｘ ３ （ ５ － ２ ％ ）ｘ ０ ＝ １ ３ ５ Ｗ ’ ＝ ５ １ｘ ９ ％ ０ ３０ ２９ ７ｋ ｈ
变频技术的发展趋势及其应用
变频技术的发展趋势及其应用
一、变频技术的发展趋势
1.适应条件多变的智能控制
随着工业4.0技术的发展，越来越多的智能设备需要能够根据变化环
境和条件进行实时变化，以满足用户的需求。
变频技术在这一方面起到了
重要作用，可以实时监测电机状态，可以根据实时条件调整电机的转速，
降低运行能耗，提高运行效率。
2.节能减排
随着节能减排的要求日益增加，变频技术非常适合实现节能减排的目标，因为它可以根据实时的条件调整电机的功率，从而减少电机的能耗和
排放。
加之变频技术可以降低机械金属磨损，从而提高加工质量，减少设
备维护的工作量，同时还可以降低润滑油的使用量，从而实现节能减排。
3.可靠性和稳定性
变频技术可以改善电机的可靠性和稳定性，变频器可以控制电机的转速，可以实现自动调节，避免由于过载或过电流而导致的电机烧坏。
此外，变频技术还可以减少电机运行中的噪声，提高电机的稳定性，确保电机的
长期可靠性。
二、变频技术应用
变频技术在工业领域的应用日益广泛，其可以应用到包括搅拌机、洗
衣机、空调、泵、风机等等场景中。
1.搅拌机
搅拌机是一种经常被用于制造类产品的重要设备。
浅析变频器节能技术原理及其应用
要： 近几年来 ， 经济得到了迅速的发展 ， 随之 而来的信息技 术、 电子技术 ， 和计算机的技 术也有了较快的发展，变频器的使 用， 使技术 水平 应用
也得到了不断的提 高， 对能源的节约力度也进一 步增 强。变频技术的使 用， 对推进我 国构建可行 的节约型社会， 提供了 较 大的技 术支持。 关键词 ： 变频器 节能技术原理
而 且 在 震 动 的 时候 对 阀 门 和 挡 利 用 效 率 。 化 主要 是 通 过 半 导 体 元 件 来 完 成 的 ， 之 后 大 的 电 流 ， 电机 功 率 的 因 数 也 相 应 得到 提 板 的 损 害 也 是非 常大的， 对 管 路 和 设 备 的 高 ， 这 样 就使 电机 的运 行更 加 经济 。 再 将 交 流 电转 化成 为直 流 电 ， 在 逆 变器对 电 流 和 电压 进 行调 控 的 同时 使 机 电设 备 达 到 使 用 寿 命 也 是 非 常不 利 的 。 变 频 装 置 的 使 无 极 调 速 的 程度 。 总而言之， 变频 技 术 就 是 用 ， 利 用变 频 器软 启 动 的功 能 ， 使 启 动的 电 ５ 结 语 通 过 电流 改 变 频 率 来 对 电机 的 转 速 进 行 控 流 从 零 开 始 ，最 大 的 值 也 不 会 超 过 额 定 电 变频 技 术 的 使用 提 高 了产品 质量 ， 降低
个 例子， 一 台功 率 是 ５ ５ｋ Ｗ的水泵电机 ， 将
它 的 转 速调 到 原 来转 速 的 ８ ０ ％的 时 候 ， 它 的 需 要 频 繁 地 对 流 量 进行 调 整 ， 所 以根 据 现
其 在 电能 上 的 消 耗 以 及 挡 板 、 阀 门 等 一 些 耗 电量 是 ２ ８ ｋ ｗ／ ｈ ， 省 电率 是 ４ ８ ％。 但 是 如 场 的实 际情 况和 需 要 ， 确 定 出电动 机 实际工 ０ ％的 时候 ， 耗 电量 就 作 的 频 率是 ４ Ｏ ＨＺ ， 并 且 采 取 了手 动 控制 的 设 备 的节 流 损 失 ， 还 有 对 它们 的 日常的 维 修 果 将 转 速调 到 原 来的 ５ 千 瓦每 小 时 ， 省 电率达 到 ８ ７ ％。 和 维 护 的 费用 几乎 占成 本的 ２ ０ ％， 这 是 一 笔 变 成 了６ 不小 的 生 产 费 用的 开支 ， 随 着 经济 的发 展 ， ２ ． ２ 采 用功 率因 数补 偿 方式 进 行 节能 改革不断深 入， 市 场 竞 争 不 断加 剧 ， 节 能 降
探讨我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用
８ ０ Ｖ ， 能够实现额定转速下恒定转矩调速 ， 额定转速以上恒定功率 我国是一个煤矿资源丰富的煤矿大国，在我国的地表土层中 ３ 蕴藏着巨大的煤矿资源。 煤矿业的发展为我国的国民经济增长带来 凋速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。 从现场运行情况来 很大ｌ 的推动作用。 然而我国的煤矿开采业的现状却依然不乐观， 遍 看， 四象限变频器调速电牵引采煤机对大倾角工作面能较大范围内 布全国的煤矿中， 尤其是一些小煤矿， 其开采技术还较为传统落后， 调节制动力矩 ， 维持牵弓 Ｉ 速度基本不变， 机器没有发生下滑跑车的 生产中的安全问题依然没有得到有效的保障， 并且煤矿生产的效率 现象。 结构简单、 控制灵活。操作方便、 速度调节可靠。 较低， 生产耗能较大。 为了改变这一现状。 变频节能技术逐渐被应用 ２ 。 ２在提升机中的应用 在煤矿机电设备的技术中， 在经过理论与实践的结合后， 变频节能 提升机是煤矿当中的一项重要的机电设备， 对煤矿的生产和人 技术在煤矿机电设备的应用中表现出良好的使用性能， 具有很大的 员安全有着重大的作用。 传统的采用在电动机转子电路内接入金属 推广应用价值， 在提高煤矿生产效率 ， 实现节能安全和有效机械调 电阻的方法虽然也能够到达调速的目的， 但是在实际当中， 常常会 节 等方面有着重要的作用 。 存在着很大的安全隐患和对电能的大量消耗。 在提升机当中使用变 １煤矿机电设备变频节能技术的应用现状与原理 频节能技术， 主要的是选用交流四象限变频调速系统配上变频防爆 由于煤矿生产中， 对于生产安全的问题要求较为严格 ， 所以变 提升机。 实现数学信息的化的控制， 在完备的输入和输出接 口当中， 频节能技术并没有轻易的在煤矿机电 设备中进行应用。 但随着电子 实现对提升机的远程控制， 确保提升机完成担负着输送物料和人员 信息技术的发展以及节能理念的推广 。 变频节能技术逐渐被应用于 的重要任务 。 煤矿生产的机电设备中， 如矿井提升机、 空压机 、 采煤机、 皮带输送 ２ ， ３ 在皮带输送机中的应用 机等。在经过实践应用后发现 ， 采用节能变频技术的机电设备的运 变频技术在皮带机方面的应用具有和提升机相同的原理。 在皮 转效率大大提高， 且比之前未采用该技术的同一机电设备的耗能量 带将井下的煤炭运送到地面上的过程当中， 更大地发挥摩擦力的牵 有了很大幅度的降低 ， 同时也缩减了设备维修养护的开支 ， 促进了 引作用 ， 通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动， 成功 煤矿产业经济效益的提升 １ 。 地完成煤炭运送工作。在传统的皮带机运输过程当中， 采用液力耦 而为煤 矿机电设备 的性能改善作 出很大贡献 的变频节能技术 合器来实现皮带机的软启动， 这常常容易造成皮带断裂和老化。采 的应用原理是什么呢？ 原来 变频节能技术具有和其他传统的交流电 用变频技能技术主要是降低电机启动时的电流波动， 减少机电内内 不一样 的特点 ， 它 主要运用 了变频调速技术将交流电的固定频率转 的机械冲击和发热的情况。 使得皮带机的传送功能能够获得最大的 化成为了一种能够被充分利用的变动资源。 发挥， 解决功率平均和同步问题。 首先是在功率器件方面。 经过了Ｇ Ｔ Ｒ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ的更替发展起来的 ２ ． ４ 在 流体负荷设备中的应用 智能功率模块 Ｉ Ｐ Ｍ， 能够将变频的功率不断地增大。其次是压频比 变频节能技术在流体负荷设备中的应用主要体现在风机和泵 （ ｕ ／ ０ 控制方式得到很大改进是控制理论上的革新 ， 这方面的创新主 所采用的变频调速。在风机中变频调速的应用越来越多， 同时出现 要的是采用了矢量的控制办法和进行直接的转矩控制。 能够将实际 了为煤矿特殊环境专门设计的变频调速装置。改造后的风机， 实际 当中的变频节能技术应用 到更大的范围内。 转速较改进前最低转速下降了很多。 电机实际输出功率为改进前前 其次是在新的研发方向上 ， 出现了模糊自优化控制和人工神经 导器半关闭时的 １ ／ ３ 风量和风压， 更加适合矿井特性， 每年可节约 网络等控制方法的创新， 整个变频技术的集成系统能够获得更大范 大量的电费。而变频调速在矿区给水、 给液用泵中应用灵活。 明显降 围上的集中， 技术也由原来比较单一的数字信息处理， 发展到 目 前 低了设备的机械冲击， 增加了工艺系统控制的灵活性 ， 提高了产品 比较先进的高级专用集成电路。从单片机开始， 先后产生了数字信 质量。 可以灵活的控制抽水泵的平滑起停 、 适时加减速。 保证了井下 号处理器（ Ｄ Ｐ Ｓ ） ， 精简指令集计算机（ Ｒ Ｉ Ｓ Ｃ ） ， 出现的高级专用集成电 液位的恒定 ， 降低了泵空转时间和频繁起停带来的大量能耗， 机械 路（ Ａ Ｓ Ｉ Ｃ ） 。 设备的损耗也相应降低。 保证了生产的安全高效运行。 结柬语 最后是在整个变频的功能上 ， 获得了越来越高的综合应用， 不 仅是具有比较基本的调速功能 ， 而且还具有编程序参数辨识及通信 就我矿来看，提升机等机电设备应用了此变频节能技术之后， 等功能。 利用电力半导体器件的通断作用把电压和频率固定不变的 其节能效粜相当好， 节约了 ２ ０ — ３ ０ ％的能源消耗。 按照当前变频节能 工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的电能控制装置称作 技术在煤矿机电设备中应用的现状来看 ，其发展前景是非常广阔 “ 变频器” 。 变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的 的， 尤其是在社会对能源需求量越来越大的情况下 ， 使用高效节能 安全的变频节能技术必然成为煤矿机电设备发展的主要趋势， 除了 ２变频节能技术在我国煤矿机电设备中应用分析 现有的几种已经使用变频节能技术的机电设备， 还有很多其他的煤 在经过一段时间的发展后 ， 变频节能技术在我国煤矿机电设备 矿机电设备亟待改进， 为此， 发展与之相匹配的变频节能技术是非
变频技术在锅炉机电一体化节能系统中应用
变频技术在锅炉机电一体化节能系统中应用随着工业技术的不断进步和环保意识的不断提高，节能减排成为了当前工业发展的重要方向之一。
而在锅炉机电一体化节能系统中，变频技术的应用成为了实现节能的重要手段之一。
本文将就变频技术在锅炉机电一体化节能系统中的应用进行探讨。
一、变频技术的原理和特点变频技术是利用变频器改变电源的频率，从而改变电动机的转速，实现对电机的调速控制。
变频技术通过改变电动机的转速，可以实现对设备运行的精确控制，进而实现节能的目的。
与传统的调速方式相比，变频技术有以下几点特点：1. 节能高效：通过调整设备运行时的转速，可以使设备在不同负载下都能以最佳效率运行，达到节能的目的。
2. 减少设备磨损：通过变频调速，可以减少设备的启动过程中的冲击力，减少设备的磨损，延长设备的使用寿命。
3. 精确控制：变频技术可以实现对设备运行的精确控制，适应不同工况的需要，提高设备运行的稳定性。
二、变频技术在锅炉机电一体化节能系统中的应用1. 锅炉燃烧系统锅炉的燃烧系统是锅炉运行中的重要部分，燃烧系统的优化对于提高锅炉的燃烧效率和节能减排效果具有重要意义。
变频技术可以应用在燃烧系统中的风机、给煤机等设备上，通过调整风机和给煤机的转速，可以实现对燃烧系统的精确控制，达到燃烧效率的最大化，提高锅炉的热效率，降低能耗。
2. 锅炉循环水系统锅炉循环水系统是锅炉运行中的另一个重要部分，循环水泵的运行状态直接影响锅炉的供热效果和能源消耗。
通过应用变频技术控制循环水泵的转速，可以根据实际供热工况对泵的运行状态进行精确控制，减少能耗，降低电力消耗，并且优化供热系统的运行效果。
3. 锅炉烟气处理系统在锅炉的烟气处理系统中，除尘设备、脱硫设备等的运行状态对于锅炉的环保效果有着重要的影响。
通过应用变频技术控制除尘设备、脱硫设备的运行，可以根据烟气排放浓度和烟气流量进行精确控制，降低能耗和运行成本，同时提高环保效果。
三、变频技术应用的效果和意义1. 提高锅炉的能源利用率通过应用变频技术，可以对锅炉的主要设备进行精确的调速控制，根据实际工况的需要调整设备的运行状态，实现设备在不同负载下都能以最佳效率运行，从而提高锅炉的热效率，降低燃料消耗，提高能源利用率。
利用变频技术对给水泵电机的节能改造及综合效益分析
利用变频技术对给水泵电机的节能改造及综合效益分析随着节能环保意识的不断增强，对于水泵电机的节能改造越来越受到关注。
变频技术作为一种高效节能的控制手段，被广泛应用于给水泵电机的节能改造中。
本文将从变频技术的原理及应用、给水泵电机的节能改造方法、节能效益分析几个方面对给水泵电机的节能改造及综合效益进行探讨。
一、变频技术原理及应用变频技术是通过改变电机的供电频率来控制电机的转速，从而实现精确的控制和节能降耗的一种技术。
变频器作为变频技术的核心设备，通过改变输入电压的频率和幅度来调节电机的输出转速，实现能源的有效控制。
在给水泵电机的应用中，通过安装变频器控制给水泵电机的转速，可以实现流量的精确调节和节能降耗的目的。
由于水泵在工作过程中通常存在负载波动和流量变化的情况，传统的固定速率供电方式将使电机的能耗过高，浪费大量的能源。
而通过变频技术，可以根据实际需求实时调节给水泵的转速，使其在不同负载情况下达到最佳运行效果，提高系统的能效。
二、给水泵电机的节能改造方法1.安装变频器：将变频器安装在给水泵电机的供电线路上，通过改变电机的供电频率来实现对电机转速的精确控制。
2.设置参数：根据实际需求和给水泵电机的特性，对变频器进行参数设置，如最大转速、最小转速、流量曲线等。
3.控制策略选择：根据给水泵电机的实际工况，选择合适的控制策略，如恒差压控制、恒流控制等。
4.运行监测与调试：安装好变频器后，进行运行监测和调试，通过监测参数的变化来控制给水泵电机的工作状态，并进行相应的调整。
三、节能效益分析变频技术对给水泵电机的节能改造可以带来显著的节能效益和经济效益。
1.提高能效：通过变频技术控制给水泵电机的转速，可以使其在实际工况中保持最佳的能效，降低电机的无功耗和机械损耗，提高系统的效率。
2.节约能源：传统的固定速率供电方式会使给水泵电机在不同负载情况下效率低下，浪费大量的能源。
而变频技术可以根据实际需求实时调节给水泵的转速，使其在不同负载情况下达到最佳运行效果，节约能源。
变频器节能技术原理及应用
变频器节能技术原理及应用近几年来，科学技术不断进步，经济也得到了突飞猛进的发展，变频器节能技术广泛的应用到了各行各业中，推动了我国变频器相关技术的发展。
现在许多企业应用了变频器技术，对电器设备的效率有很大的提升。
本文主要介绍了国内外变频器的发展现状、变频器的节能原理以及变频节能技术在生产中的应用。
标签：变频器；节能技术；应用原理引言变频器节能技术最早应用于上世纪八十年代，变频器节能技术自应用以来，便作为交流电动机的调速、节能的重要设备。
变频器的优点是有利于交流电动机在工作时节约能源、降低耗材、改善工艺、改善生产环境与提高生产质量等。
正是因为变频器节能技术的这些优点，才使得他更有竞争力，它改变了传统的电动机变级调速和直流调速的方法，提高了交流电动机的工作的效率，促进了变频器在节能方面的发展和应用，成为了现代最为合理的设备调速方案。
1、变频器的发展现状1.1 国内发展现状目前，国内低压变频厂商较多，生产的变频产品多是中小功率的，对于生产高压大功率变频产的商家很少。
只有个别企业，因具备科研能力和资金实力才能研制并生产高频变压器。
而且国内只有少部分中、高压电机进行了变频条数改造。
高压变频器的品种和性能依然处于发展阶段，每年市场需要大量的进口产品。
1.2 国际发展现状在国外，高压变频技术已经发展成熟，各大品牌的变频器生产商都已经形成了系列化的产品，而且都已经实现了数字化控制系统。
其中，国外品牌的一大特点就是工艺水平完善。
目前，发达国家的变频器应用非常广泛，只要有电机的场合，就会发现变频器的存在。
2、变频器的节能原理变频器的节能原理是将微电子技术和变频技术进行结合，通过调节和控制电机的工作电源方式来实现对电机电力设备的控制。
一般情况下，因变频器节能途径的不同将变频器分为调速节能变频器、提高功率因素节能变频器和软启动节能变频器。
2.1 变频调速节能在实际生产中，我们可以借助变频器进行变频调速，来降低设备的运转速度，从而降低能源的消耗，最终实现节能。
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论变频技术的节能应用
摘要:变频调速技术是当代电机调速的潮流,它有体积小、重量轻、精度高、通用性强、工艺先进、保护齐全、可靠性高、操作简单等优点。
文章通过介绍变频调速和节能的原理,简诉变频技术是如何达到节能的目的。
关键词:变频技术交流电调速节能
变频调速技术是当代电机调速的潮流,它以体积小、重量轻、精度高、通用性强、工艺先进、保护齐全、可靠性高、操作简单等优点优于以往的变极调速、调压调速、滑差调速、串级调速、整流子电机调速、液力耦合调速,乃至直流调速等调速方式,深受钢铁、有色、石油、石化、化工、纺织、机械、电力、建材、煤炭、医药、造纸等行业的欢迎。
变频调速技术的优越性除表现在提高产品质量和产量外;另一重要表现即为节电显著。
据统计,我国的用电量中约有六成是通过电动机消耗的。
由于起动、过载、安全系统等原因,高效的电动机经常在低效状态下运行,因此其中节能空间巨大,如采用变频器对交流异步电动机进行变频调速控制,可使电动机重新回到高效的运行状态,从而节省大量电能。
1 调频调速原理
(1)变频节能由流体力学可知:风量Q与转速的一次方成正比例,压力H与转速的平方成正比,功率P与转速的立方成正比。
即:Q=K1n,H=K2n2,P=K3n3。
因此,如果风机的效率一定,当要求调节流量下降时,转速可成正比例下降,此时风机的轴输出功率是成立方关系下降的。
(2)功率因数补偿节能无功功率会增加线损和设备的发热,且功率因数的降低会导致电网有功功率的降低。
由公式P=S*COSφ中,Q=S*SINφ,其中S为视在功率,P为有功功率,Q为无功功率,COS中为功率因数,可知COS中越大,P越大,普通水泵电机的功率因数在0.6～0.7之间,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,COSφ≈1,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。
(3)软启动节能由于电机为直接启动或Y/△启动,启动电流等于4～7倍额定电流,这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击,瞬间产生的震动对挡板和阀门的损害极大,影响设备寿命。
而使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命,节省了设备的维护费用。
由于变频器每千瓦的成本随着其功率增大而减少,变频调速装置的经济性也随着电机功率的增大而提高。
变频调速装置投资回收期为一年左右,使用寿命约10年。
2 变频调速节能技术
2.1 节能原理
根据流体力学的原理理论,泵、风机类负载的流量与转速成正比。
泵风机类的负载的压力与转速成正比即:P(功率)=Q(流量)*H(压力),可知公式表明,功率P与转速N的立方成正比。
如果水泵的效率一定,当要求调节流量下降时,转速N可成比例的下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速关系近似成立方比的关系。
如一台水泵电机功率为55kW,当转速下降到原转速的0.8时。
其耗电量为28.1kW,节能48.18%。
当电动机转速降低时,电动机输出功率将大幅下降。
转速紧下降10%,功率消耗下降了27.1%。
也就是说节省了相当一部分的电费支出。
变频调速技术对风机、泵类电动机的节能效果非常明显。
3 变频技术在节能技术领域的应用
当然变频调速的节能效果也视其负载决定,在恒功率负载时(即在基频以上工作),转矩大致上与速度成反比。
而在恒转矩负载(基频以下工作)和风机、水泵类负载时,其节能效果就会凸显出来,尤其是对于后者来说,更是节能调速的最佳方案。
根据流体理论,离心式风机、水泵的轴功率是转速的三次方函数
的关系。
根据流体机械的公式为:
即流量与转速成正比,压力与转速平方成正比,轴功率与转速的立方成正比,当所需风量减少,风机转速降低时,其轴功率按转速的三次方下降,理论上如果风量为额定流量的80%,感应电动机转速控制在额定转速的80%运行,其轴功率将为额定功率的51%,与采用挡板调节相比,可减少49%的功率。
如果流量下降到额定流量的50%时,感应电动机转速可控制制在额定转速的50%运行,其轴功率为额定功率的13%,与采用挡板调节相比,可减少87%的功率。
根据以上分析,变频调速技术可应用在矿山、冶金、建材、石油、石化、电力等行业,因为这些行业皆应用大量的通风机、压缩机、提升机、补水泵、加压泵等设备,这些设备多数用交流电机驱动,功率均在几百千瓦以上,有的高达数千甚至上万千瓦,消耗电能巨大,但大部分设备不是工作在额定功率,经常只有50%至80%的输出,如采用变频调速技术对其控制,节能意义不言而谕。
另外采用变频调速技术还可减少设备振动,消除大电机起动的电流冲击,避免机械震荡,降低设备故障率,减轻设备维修工作量。
4 电力电子变频节能技术的优点和前景
4.1 效率高
发电机方案要作电一机一电的变换,存在传动,空载损耗,其效率在满负荷时只能达到70%,低负荷时不到30%。
但变频器仅作电能变换,即交流一直流一交流的方法,故效率高达95%,长期工作时效果更显著。
4.2 适应性好
发电机要根据频率、电压、功率米选择,变颇器只需按功率来定,它的频率,电压均可无级调节,适应各种新、老砂轮轴的驱动要求。
4.3 加工方便,通用性强
对各种砂轮轴供电的发电机,要专门设计、制造、加工复杂周期长、体积笨重,变频器用电子元件组成电箱,装配方便,电路通用,仅需按功率不同配备不同的功率管就行。
4.4 起制动性瞳好
发电机都是在额定频率、电压起动、起动电流是额定电流的5倍,对砂轮轴冲击大;变频器是变频、变压,从小到大同步起动,起动电流限制在额定电流以内,升速平稳,停车时可作能耗制动,停车时间比发电机快,同时,还具有无噪音、无振动、控制方便等优点,也是发电机无法
比拟的。
但变颓器也有弱点,线路复杂,电子元件有一定的工作环境要求,如耐冲击性较差等,因此其稳定性,可靠性还有待提高。
5 结语
节能降耗是国际大势所趋,也是我国寻求可持续发展的重要途径。
随着电力电子技术、微电子技术与控制理论,以及电力开关器件的发展,交流变频技术从理论到实践,已日益成熟。
变频调速以其效率高、范围大、精度高、特性硬、无极调速等优点,在各种交直流调速系统中已逐渐占主导地位,尤其是节能技术方面,变频调速的应用必将不断扩大。
参考文献
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