變頻調(diào)速的節(jié)能意義

1、變頻調(diào)速的節(jié)能意義 風(fēng)機(jī)水泵類(lèi)負(fù)載多是根據(jù)滿(mǎn)負(fù)荷工作需用量來(lái)選型，實(shí)際應(yīng)用中大部分時(shí)間并非工作于滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)，由于交流電機(jī)調(diào)速很困難。常用擋風(fēng)板、回流閥或開(kāi)/停機(jī)時(shí)間，來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量，同時(shí)大電機(jī)在工頻狀態(tài)下頻繁開(kāi)/停比較困難，電力沖擊較大，勢(shì)必造成電能損耗和開(kāi)/停機(jī)時(shí)的電流沖擊。采用變頻器直接控制風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載是一種最科學(xué)的控制方法，當(dāng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速的80%運(yùn)行時(shí)，理論上其消耗的功率為額定功率的（80%）3，即51.2%，去除機(jī)械損耗電機(jī)銅、鐵損等影響。節(jié)能效率也接近40%，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制，節(jié)能效率將進(jìn)一步提高。由于變頻器可實(shí)現(xiàn)大的電動(dòng)機(jī)的軟停、軟起，避免了啟動(dòng)時(shí)的電壓沖擊，減少電

2、動(dòng)機(jī)故障率，延長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)也降低了對(duì)電網(wǎng)的容量要求和無(wú)功損耗。為達(dá)到節(jié)能目的推廣使用變頻器已成為各地節(jié)能工作部門(mén)以及各單位節(jié)能工作的重點(diǎn)。 一、風(fēng)機(jī)的節(jié)能 風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)典型的風(fēng)量-壓力特性如圖一所示。通常調(diào)節(jié)風(fēng)量和壓力的方法有兩種： （1） 控制輸出或輸入端的風(fēng)門(mén)。 （2） 控制旋轉(zhuǎn)速度。 圖二為采用第一種方法時(shí)的特性。管道的節(jié)流阻力改變時(shí)，可以得到所需的送風(fēng)特性。采用這種方式的優(yōu)點(diǎn)是，初投資少、控制簡(jiǎn)單。 近年來(lái)，出于節(jié)能的迫切需要，加之采用變頻裝置容易操作，并可以實(shí)現(xiàn)高功能化，因而采用變頻器驅(qū)動(dòng)的方案開(kāi)始逐步取代風(fēng)門(mén)控制的方案。圖三示出了高速情況下風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特性。各圖中（pu）均表示標(biāo)

3、么值。近年來(lái)，出于節(jié)能的迫切需要，加之采用變頻裝置容易操作，并可以實(shí)現(xiàn)高功能化，因而采用變頻器驅(qū)動(dòng)的方案開(kāi)始逐步取代風(fēng)門(mén)控制的方案。圖三示出了高速情況下風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特性。各圖中（pu）均表示標(biāo)么值。 采用調(diào)速方法節(jié)能的原理是基于風(fēng)量、壓力、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，這些關(guān)系是 Qn pTn? PTnn? （Q風(fēng)量 p風(fēng)壓n轉(zhuǎn)速 T轉(zhuǎn)矩 P軸功率 ） 風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的1次方成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的2次方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比。 軸功率的實(shí)際值（kW）由下式給出：P=Qp/cb×10? (Q-風(fēng)量 p-風(fēng)量 c風(fēng)扇鼓風(fēng)機(jī)的效率 b傳動(dòng)裝置效率,直接傳動(dòng)為一) 來(lái)圖4所示為采用不同的

4、調(diào)節(jié)方法時(shí)電機(jī)的輸入功率、軸輸出功率（即風(fēng)機(jī)軸功率）與風(fēng)量的關(guān)系曲線。采用不同的調(diào)節(jié)方法，電機(jī)的輸入功率（即電源應(yīng)提供的功率）也不同。圖中比較了輸出端風(fēng)門(mén)控制、輸入端風(fēng)門(mén)控制、電磁轉(zhuǎn)差調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制和采用變頻調(diào)速控制的電動(dòng)機(jī)的輸入功率（即電源提供的功率）與風(fēng)量之間的互相關(guān)系。最下面的一條曲線為調(diào)速控制時(shí)風(fēng)機(jī)所需的軸輸入功率，即電機(jī)的軸輸出功率 。其中輸出 端風(fēng)門(mén)控制因其耗能大，通常很少采用，風(fēng)門(mén)控制一般均在輸入端進(jìn)行。圖5表示輸入端風(fēng)門(mén)控制、電磁轉(zhuǎn)差調(diào)速電機(jī)調(diào)速控制以及變頻調(diào)速控制方式下將風(fēng)量調(diào)至0.5時(shí)的節(jié)電情況。圖中畫(huà)斜線部分的面積表示風(fēng)量調(diào)節(jié)到些0.5（pu）時(shí)節(jié)電量。變頻調(diào)速的情況

5、，所需電源功率僅為全風(fēng)量的12.5%。當(dāng)然這是理想情況下得到的結(jié)果。 來(lái)源: 二、工業(yè)引風(fēng)機(jī)改造項(xiàng)目 引風(fēng)機(jī)機(jī)一臺(tái)，功率30KW。 改造要求：變頻器后可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟停、軟起，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)。三、改造方案 根據(jù)技術(shù)要求，本方案采用變頻調(diào)速技術(shù)，可根據(jù)生產(chǎn)需要人工可隨時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)、也可在電氣控制室控制，只需點(diǎn)動(dòng)升降速按鈕或調(diào)節(jié)電位器即可調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)可隨時(shí)隨意改變引風(fēng)量，以適應(yīng)的變化，保持風(fēng)機(jī)的正常經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行，達(dá)到穩(wěn)定控制、方便操作、節(jié)約能源的目的。 四、節(jié)能效果計(jì)算 一、設(shè)風(fēng)機(jī)一臺(tái)，配用30kw電機(jī)，實(shí)際工作中風(fēng)量12小時(shí)是全速另外12小時(shí)是只需30%。假設(shè)風(fēng)量在100%30%之間變化，設(shè)

6、電機(jī)全速供風(fēng)量為Qn空載損耗為0.1(Y0cosnt)。每天總供風(fēng)量為65%Qn則全速Pp=(3030×0.1)kw=27kw。 1、變頻時(shí)只需功率 P m 2=(30×0.1+(65%)?×27)kw=10.4kw 節(jié)約的功率：Pj=(2710.4)kw=16.6kw 2、如果電費(fèi)按0.6元/kw小時(shí)計(jì)算，每年節(jié)約的電費(fèi)： 16.6kw×24h×365×0.6元/kwh=139968元=8.7萬(wàn)元 由以上估算情況可知，半年內(nèi)輕易可收回投資。 五、該方案優(yōu)點(diǎn)： 1采用變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng)，避免了對(duì)電網(wǎng)的沖擊，降低了設(shè)備的故障率，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，節(jié)電效果顯著。 2電機(jī)將在低于額定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下運(yùn)行，減少了噪