變頻器的運(yùn)用及節(jié)能講解

1.控制電機(jī)的啟動(dòng)電流

當(dāng)電機(jī)通過(guò)工頻直接啟動(dòng)時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生7~8倍的電機(jī)額定電流，這個(gè)電流將大大增加電機(jī)繞組的電應(yīng)力并產(chǎn)生熱量，從而降低電機(jī)的壽命。

而變頻器調(diào)速可以在零速零電壓條件下使用，一旦頻率和電壓的關(guān)系建立，變頻器就可以按照v/f或矢量控制帶動(dòng)負(fù)載進(jìn)行工作，使用變頻調(diào)速能充分降低啟動(dòng)電流，提高繞組承受能力，對(duì)供熱企業(yè)直接的好處就是電機(jī)的維護(hù)成本進(jìn)一步降低，增大電機(jī)的使用壽命。

2.降低電力線路的電壓波動(dòng)，改善電網(wǎng)質(zhì)量

在電機(jī)工頻啟動(dòng)時(shí)，電流劇增的同時(shí)，電壓也會(huì)大幅度波動(dòng)。電壓下降的幅度將取決于啟動(dòng)電機(jī)功率大小和配電網(wǎng)的容量，電壓下降會(huì)導(dǎo)致同一供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓敏感設(shè)備故障跳閘或工作異常，如DCS系統(tǒng)，PC機(jī)和接觸器等均會(huì)出錯(cuò)，而采用變頻調(diào)速后，由于零頻零壓時(shí)逐步啟動(dòng)，則能最大程度上消除電壓下降。

3.啟動(dòng)時(shí)需要的功率更低

電機(jī)功率與電流和電壓的乘積成正比，通過(guò)工品直接啟動(dòng)電機(jī)消耗的功率將大大高于變頻器啟動(dòng)所需要的功率，比例315kw循環(huán)泵的直接啟動(dòng)，電機(jī)所產(chǎn)生的電涌就會(huì)對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至使變壓器過(guò)流跳閘，從而受到電業(yè)部門(mén)的警告，而采用變頻器進(jìn)行電機(jī)啟停，就不會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似的問(wèn)題。

4.可調(diào)的加減速功能

運(yùn)行速度及轉(zhuǎn)矩極限變頻器調(diào)速可以按照用戶的需要自由地設(shè)置加減速時(shí)間，其加減速方式也可以選擇，比如，直線型，S型等。通過(guò)這種方式，使電機(jī)或相連的機(jī)械部分軸或齒輪都不會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，進(jìn)一步降低機(jī)械磨損和損耗。同時(shí)通過(guò)外加電位器或手操器等可以方便的，光滑的調(diào)節(jié)運(yùn)行速度，通過(guò)變頻器調(diào)速后，能夠設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩極限來(lái)保護(hù)機(jī)械不致?lián)p壞，從而保證生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性和產(chǎn)品的可靠性，目前的變頻技術(shù)使轉(zhuǎn)矩極限可調(diào)，甚至轉(zhuǎn)矩的控制精度都能達(dá)到3%~5%左右。

5.節(jié)能

水泵和風(fēng)機(jī)是供熱企業(yè)中耗能比較大的動(dòng)力設(shè)備，采用變頻器后能大幅度的降低能耗，例如10T爐的鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)是Pmn=55KW，Nmn=980r/min，在輸出風(fēng)量相同的前提下，配用變頻器前后的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)是：

5.1配用變頻器前(用風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié))

U1=380vI1=82AP1=48KW

5.2配用變頻器后

U1c=380vI1c=42AP1c=27KW所測(cè)數(shù)據(jù)為電源測(cè)的數(shù)據(jù)，今天就其節(jié)能效果計(jì)算如下：

5.2.1電動(dòng)機(jī)節(jié)能計(jì)算

(1)配用變頻器前的年消耗電能(按每天工作12小時(shí)，每年170天計(jì))

W1=48@12@170kw#h=97920kw#h(2)配用變頻器后的年消耗電能W2=27@12@170kw#h=55080kw#h(3)年節(jié)約電能vW=97920-55080=42840kw#h

5.2.2線路損耗的節(jié)能

鼓風(fēng)機(jī)電鎖長(zhǎng)度為115km，銅導(dǎo)線截面積為S =100m2配用變頻器前后線路損耗計(jì)算如下：

(1)單根導(dǎo)線電阻

R=01017@1500/100=012558(式中01017為銅的電阻率，單位是8.mm2 /m)

(2)配用變頻器前的線路損耗

Pl1=3@822 @01255/1000kw=5114kw Wh1=5114@12@170kw#h=10486kw#h(3)配用變頻器后的線路損耗

Pl1c=3@42 2 @01255/1000kw=1135kw Wl1c=1135@12@170=2754kw#h(4)年節(jié)約的線路損耗

vW=10486-2754=7732kw#h 51213年節(jié)能總計(jì)vW=42840+7732=50572kw#h如每小時(shí)電費(fèi)按一元計(jì)，則年節(jié)約電費(fèi)vá=1@50572=50572元一年節(jié)約的錢(qián)數(shù)超過(guò)了一臺(tái)55kw變頻器本身的價(jià)格。即用不了一個(gè)供熱運(yùn)行期，因采用變頻調(diào)速技術(shù)所需的成本即可收回。

6.變頻調(diào)速用于泵水管道

在供熱企業(yè)中水泵的使用率是最高的，而水錘效應(yīng)是供熱管道最突出的，最應(yīng)解決的問(wèn)題。

電動(dòng)水泵在全壓下啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)時(shí)間要不了1秒，在這不到1秒的時(shí)間里，管道的流量從零增大到額定流量，流體流量的十分急劇的變化將在管道內(nèi)產(chǎn)生壓強(qiáng)過(guò)高或過(guò)低的沖擊力，并可能出現(xiàn)/空化0效應(yīng)現(xiàn)象。

壓力沖擊管壁將產(chǎn)生噪聲，猶如錘子敲擊管子一樣，稱(chēng)為/水錘效應(yīng)0.水錘效應(yīng)非但產(chǎn)生噪音，更為嚴(yán)重的是還將引起物理性破壞。在壓強(qiáng)過(guò)高的瞬間，可引起管子破裂。而壓強(qiáng)過(guò)低時(shí)，又會(huì)引起管子的癟塌?？栈?yīng)則會(huì)引起液體強(qiáng)烈的攪動(dòng)而導(dǎo)致管子內(nèi)壁的侵蝕和液體的氣化，此外水錘效應(yīng)也可能損壞閥門(mén)和緊固件。在直接停機(jī)時(shí)，液體的勢(shì)能將克服電機(jī)的慣性，而使系統(tǒng)急劇的停住，同樣會(huì)引起壓力的沖擊和水錘效應(yīng)。

采用變頻調(diào)速后，可以根據(jù)需要，設(shè)定其升減時(shí)間，使管道系統(tǒng)內(nèi)的流量變化率減小到允許范圍內(nèi)，從而達(dá)到完全，徹底地消除水錘效應(yīng)的目的，非但方法十分簡(jiǎn)便，而且效果是最為理想的。