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變頻調速節能裝置的節能原理

時間:2017-03-06 11:27 來源:未知 作者:admin

文章摘要:由流體力學可知,P(功率)=Q(流量)╳ H(壓力),流量Q與轉速N的一次方成正比,壓力H與轉速N的平方成正比,功率P與轉速N的立方成正比,如果水泵的效率一定,當要求調節流量下降時,轉速N可成比例的下降,而此時軸輸出功率P成立方關系下降。即水泵電機的耗

  由流體力學可知,P(功率)=Q(流量)╳ H(壓力),流量Q與轉速N的一次方成正比,壓力H與轉速N的平方成正比,功率P與轉速N的立方成正比,如果水泵的效率一定,當要求調節流量下降時,轉速N可成比例的下降,而此時軸輸出功率P成立方關系下降。即水泵電機的耗電功率與轉速近似成立方比的關系。例如:一臺水泵電機功率為55KW,當轉速下降到原轉速的4/5時,其耗電量為28.16KW,省電48.8%,當轉速下降到原轉速的1/2時,其耗電量為6.875KW,省電87.5%.
 
  無功功率不但增加線損和設備的發熱,更主要的是功率因數的降低導致電網有功功率的降低,大量的無功電能消耗在線路當中,設備使用效率低下,浪費嚴重,由公式P=S╳COSФ,Q=S╳SINФ,其中S-視在功率,P-有功功率,Q-無功功率,COSФ-功率因數,可知COSФ越大,有功功率P越大,普通水泵電機的功率因數在0.6-0.7之間,使用變頻調速裝置后,由于變頻器內部濾波電容的作用,COSФ≈1,從而減少了無功損耗,增加了電網的有功功率。
 
  由于電機為直接啟動或Y/D啟動,啟動電流等于(4-7)倍額定電流,這樣會對機電設備和供電電網造成嚴重的沖擊,而且還會對電網容量要求過高,啟動時產生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大,對設備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節能裝置后,利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始,最大值也不超過額定電流,減輕了對電網的沖擊和對供電容量的要求,延長了設備和閥門的使用壽命。節省了設備的維護費用。
 
  變頻器可以省電這是不可磨滅的事實,在某些情況下可以節電40%以上,但是某些情況還會比不接變頻器浪費!
 
  變頻器是通過輕負載降壓實現節能的,拖動轉距負載由于轉速沒有多大變化,即便是降低電壓,也不會很多,所以節能很微弱,但是用在風機環境就不同了,當需要較小的風量時刻,電機會降低速度,我們知道風機的耗能跟轉速的1.7次方成正比,所以電機的轉距會急劇下降,節能效果明顯。如果我們用在油井上,就會因為在返程使用制動電阻白白浪費很多電能反而更廢電。
 
  當然,如果環境要求必須調速,變頻器節能效果還是比較明顯的。不調速的場合變頻器不會省電,只能改善功率因數。
 
  1、如果兩個一模一樣的電機都工作在50HZ的工頻狀態下,一個使用變頻器,一個沒有,同時轉速和扭矩都在電機的額定狀態下,那么變頻器還能省電嗎?能省多少呢?
 
  答:對于這種情況,變頻器只能改善功率因數,并不能節省電力。
 
  2、如果這兩個電機的扭矩沒有達到電機的額定扭矩狀態下工作(頻率,轉速還是一樣50HZ),有變頻器的那個能省多少電?
 
  答:如果使用了自動節能運行,這個時刻變頻器能降壓運行,可以節省部分電能,但是節電不明顯。
 
  3、同樣的條件,空載狀態下能省多少,這三種狀態下哪個省的更多?
 
  答:拖動型負載空載狀態也節省不了多大的電能。
 
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變頻調速技術在大型空分裝置中的節能分析:據統計,我國的電動機用電量占全國發電量的60%~70%左右,而風機、水泵設備年耗電量占全國電力消耗的1/3左右。造成目前這種狀況的主要因素就是:風機、水泵等設備傳統的調速方法是通過調節入口或出口的擋板、閥門開度來調節給風量和給水量,無論生產的需求大小

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