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变频电动机节能控制技术

时间:2018/7/6 点击数:394
随着近年来为创建资源节约型环境友好型社会,节能减排越来越成为业界关注的重点问题。而在实用性方面,电机变频控制节能技术正在快速的发展,因电机的变频控制节能技术可以有效降低电动机的能耗,节约电机成本,使企业获得更大的经济收益,从而受到各界专业人士的重视和关注。变频电机控制技术主要是通过改变输入三相交流电的频率来改变电机的转速,利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。目前市场上使用的电机变频器主要采用交—直—交方式,即VF变频或矢量控制变频技术。变频电动具有容易控制电路的特点,成本比较低,而且机械的特性硬度较好,能够满足传递的平滑低速要求,在各个行业便于广泛应用。但是它也有一些缺点,例如在低频利用这种控制方式时,因为输出的电压比较低,转矩受定子电阻压降的影响显著,从而导致输出最大转矩减小。变频电机还具有系统性能不高,转矩利用率不高,稳定性会因为定子电阻和逆变器死去效应的存在变差的特点。降低频率主要与以下几个因素有关:
(1)电机的负载率。当电机的负载率较低时,可以节约电率就相对较高;
(2)原先的运行工况参数值的合理程度。当电机的流量、转速等可调节因素的值越大,则能节省的电率就会越多,若可调节的量越小,则节省的电率就越少;
(3)原先的调整方式和调速方式;
(4)电机本身采用的工作方式。我国的电机变频控制节能技术与之相比较弱,主要表现在两个方面。第一,我国的电机及被动设施设备的效率低下。虽然我国的生产的电机与国外生产的电机水平相当,但与国外电机相比,价格较高、市场占有率较低,制造技术和工艺水平也有一定的差距。第二,我国电机系统的运行效率较低。我国电机经常出现系统匹配不合理的情况,导致设备长期处于低负荷的运行状态。电机的系统调节方式落后,从而导致电能的浪费。电机变频控制节能技术能够降低电能的使用,减少温室气体的排放量,降低企业的使用成本,实现节能减排的目标。变频调速之所以节能,首要在于把全速运转中糟蹋的电能节省了下来。尤其是闭环调速体系,如恒压供水体系等,完成了按需拖动,简直彻底消除了拖动体系在运转过程中的糟蹋。这是从大的方面完成了节能。  现实上,在许多场合,还存在着大马拉小车的表象,在这一方面,还大有潜力。电机系统变频器节能能够省电这是不可磨灭的现实。
其实,电机系统变频器节能甚至电力电子工业完成的详细作用即是如下几点:
1)进一步进步电能改换功率,下降待机损耗。
2)防止电力公害,尽量削减电流谐波,进步功率因数。
3)进步电源设备和体系的电磁兼容性。
4)下降电噪声。
5)完成高性能可控性。宣钢炼钢厂除尘风机、水体系、给料体系也正是习惯了电机系统变频器节能的这一特性,通过屡次理论考证,选用了电机系统变频器节能,为中国的节能工作做出一定贡献。我们知道,交流电动机的同步转速表达式位:n=60f(1-s)/p(1)式中n为
异步电动机
的转速;f为异步电动机的频率;s为电动机转差率;p为电动机极对数。由公式咱们晓得,转速n与频率f成正比,只需改动频率f即可改动电动机的转速,当频率f在0~50Hz的规模内变化时,电机系统变频器节能规模非常宽。
1、能提高功率因数降低线损
2、变频调节比阀门挡板调节效率高。
3、可消除“大马拉小车”现象
4、软启动、软停止减小冲击电流
5、改善工艺这些都可能具有一定的节能效果。
另外,如果功率因数高,不需要调节,电机配套合适,电压也合适,加变频器也不节能。
风机、泵类负载采用变频调速后,节电率可以达到20%~60%,这是因为风机、泵类负载的耗电功率基本与转速的三次方成比例。当用户需要的平均流量较小时,风机、泵类采用变频调速使其转速降低,节能效果非常可观。而传统的风机、泵类采用挡板和阀门进行流量调节,电动机转速基本不变,耗电功率变化不大。在此类负载上使用变频调速装置具有非常重要的意义。以节能为目的的变频器的应用,在最近十几年来推广发展非常迅速,据有关方面统计,我国已经进行变频调速改造的风机、泵类负载约占总容量的5%以上,年节电约800亿千瓦时。由于风机、水泵、压缩机在采用变频调速后,可以节省大量电能,所需的投资在较短的时间内就可以收回,因此,在这一领域中变频调速应用得最多。目前应用较成功的有恒压供水、各类风机、中央空调和液压泵的变频调速。特别值得指出的是恒压供水,由于使用效果很好,现在已形成典型的变频控制模式,广泛应用于城乡生活用水、消防、喷灌等。恒压供水不仅节省大量电能,而且延长了设备的使用寿命,使用操作也更加方便。一些家用电器,如冰箱、空调等采用变频调速,也取得了很好的节能效果。

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