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变频器的应用与节能

栏目: 技术中心

发表时间: 2018年06月11日

变频器产生的最初用途是速度控制,但目前在国内应用较多的节能方面。中国是能耗大国,能源利用率很低,而能源储备不足。在2003年的中国电力消耗中,60%–70%为动力电,而在总容量为5.8亿KW的电动机总容量中,只有不到2000万KW的电动机是在带变频控制的。

据分析,在中国,带变动负载、具有节能潜力的电机至少有1.8亿KW。因此国家大力提倡节能措施,并着重推荐了变频调速技术。应用变频调速,可以大大提高电机转速的控制精度,是电机在最节能的转速下运转。

以风机水泵为例,根据流体力学原理,轴功率与转速的三次方成正比。当所需风量减少,风机转速降低时,其功率按转速的三次方下降。因此,精确调速的节电效果非常高可观与此类似 ,许多变动负载电机一般按最大需求来生产电动机的容量,故设计量偏大。

而在实际运行中,轻载运行的时间所占比例却非常高。如采用变频调速,可大大提高轻载运行时的工作效率。因此,变动负载的节能潜力巨大。

一、变频器风机水泵上应用一般使用风机、水泵设备额定风量、流量、通常都超过实际需要风量流量,又工艺要求需要运行中变更风量、流量,而目前,采用挡板或阀门来调节风量和流量调节方式较为普遍,方法简单,但实际上是人为增加阻力办法达到调节目,这种节流调节方法浪费大量电能,回收这部分电能损耗会收到很大节能效果。

当风量减少风机转速下降时,其电动机输入功率迅速降低,例如风量下降到80%,转速(n)也下降到80%时,其轴功率则下降到额定功率51%;若风量下降到50%,轴功率将下降到额定功率13%,其节电潜力非常大。

上述原理也基本适用于水泵,对风量流量调节范围较大风机水泵,采用调速控制来代替风门或阀门调节,是实现节能有效途径。

驱动风机、水泵,大多数为交流异步电机(大功率多数为同步电机),异步电动机或同步电动机转速与电源频率f成正比,改变定子供电频率就改变了电动机转速,变频调速装置,是将电网50Hz交流电,变成频率可调电压可调交流电去驱动交流电动机实现调节器速。

变频调速特点是效率高,没有因调速带来附加转差损耗,调速范围大、精度高、无级调速。容易实现直辖市控制和闭环控制,可以利用原鼠笼式电动机,特别适合于对旧设备技术改造,它既保持了原电动机结构简单、可靠耐用、维护方便优点,又能达到节电显著效果,是风机水泵节能较理想方法。

二、变频器化工行业应用变频器应用到自动提取液化气系统设备改造上,解决了对电网冲击大,人工操作繁琐,而最重要是节能节电以及实现自动化提取液化气系统。据统计,每个月可节电40%左右,照此推算半年就可以回收成本,效果十分显著。

三、变频器塑胶机械上应用塑料产品生产过程中,塑料特性,产品规格繁多和生产工艺要求不同,很多方都需要对生产机械进行调速,电力电子技术迅速发展,变频调速技术已经成熟,变频调速器已广泛应用国民经济各行业之中,它平滑无级调速,高可靠性,高精度,节约电能,可以提高自动化水平等优点,一定程度上提高了塑胶机械自动化水平,推动了塑胶行业发展。

四、变频器造纸机械上应用造纸企业是高能耗企业每吨纸所耗电能500度以上,电能消耗十分严重,从设备和类型看50%以上为风机、泵类负载,而这些设备目前基本上是采用阀门或挡板来调节风量或液体流量,大量能量消耗阀门或挡板上,采用变频器进行调节,可以大量减少损耗,节约电能经济利益十分明显,值企业大力推广。

五、变频器注塑机节能中应用注塑机是对各种塑料进行加热、融熔、搅拌、增压后,将塑料流体注入模具控内,完成工件一次注塑成型设备,它工序过程基本是相同,大致可分为7个工序过程:锁模、射胶、保压、熔胶、冷却、开模、顶针每一个工序都需要不同压力和流量,也就是说被加工工件不都是最大压力或流量下工作,其压力和流量是靠压力比例阀和流量比例阀来调节,调整压力或流量比例阀开启度来控制压力和流量大小。油泵电机恒速运转、各工序中油泵输入功率并没有多大变化,若用变频器来调节电机(油泵)转速,来实现对压力和流量调节,这样既经济又实用。

六、锅炉变频调速技术应用锅炉变频调速鼓(引)风控制系统提高锅炉风量控制水平,又能达到节能效果,采用变频调速方式对风量进行调节,是首选方案。应用变频调速技术可用汽量变化,随时调整鼓(引)风机转速,减少了噪音对环境污染(电机均运行于额定转速以下,风噪音随之下降),对提高工业卫生水平起到一定作用。鼓(引)风机长期低于额定转速状态之下运行,电机及风机轴承不易损坏,延长了使用寿命,电机发热量也减少了,维修量下降,停机时间减少,节约了大量维修费用。

七、变频调速器油田游梁式抽油机中应用

其一、变频器具有软起动功能,起动时电流较小,对电网冲击小,起动时能耗大为降低。

其二、引进变频器控制,可实现设备上、下行程自动识别控制抽油机上、下行程电机运行频率分别可调,以改变抽油机上、下行程运行速度。亦可对变频器能耗制动进行准确控制,以使变频器更适应该运行工况。加上抽油机冲次任意调节,可使用抽油机抽汲参数对不同油进而言更趋合理,当调节适当时,可提高泵充满系数,减少泵漏失,提高泵效达到增产目。

八、变频器中央空调冷却泵上应用中央空调基本工作原理为采用压缩机强迫制冷循环,将建筑物中热量冷媒(通常为水)转移到制冷剂中,冷却塔再将热量转移到大气中,其中循环水冷却泵和冷冻泵所消耗能量约占总耗能60%。空调设备均按设计工况最大制冷量来考虑,绝大多数时间低负荷情况下工作,,使用变频器进行驱动将节约大量能量。

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