變頻器的節(jié)能應用
2015-03-21
一般使用的風機、水泵設備額定的風量、流量、通常都超過實際需要的風量流量，又因為工藝要求需要在運行中變更風量、流量，而目前，采用擋板或閥門來調(diào)節(jié)風量和流量的調(diào)節(jié)方式較為普遍，雖然方法簡單，但實際上是通過人為增加阻力的辦法達到調(diào)節(jié)的目的，這種節(jié)流調(diào)節(jié)方法浪費大量電能，回收這部分電能損耗會收到很大的節(jié)能效果。
當風量減少風機轉(zhuǎn)速下降時，其電動機輸入功率迅速降低，例如風量下降到80%，轉(zhuǎn)速（n)也下降到80%時，其軸功率則下降到額定功率的51%；若風量下降到50%，軸功率將下降到額定功率的13%，其節(jié)電潛力非常大，下圖兩面三刀條曲線之間的陰影部分表示了采用變頻調(diào)速方式的節(jié)電效果。
上述的原理也基本適用于水泵，因此對風量流量調(diào)節(jié)范圍較大的風機水泵，采用調(diào)速控制來代替風門或閥門調(diào)節(jié)，是實現(xiàn)節(jié)能的有效途徑。
驅(qū)動風機、水泵，大多數(shù)為交流異步電機（大功率的多數(shù)為同步電機），異步電動機或同步電動機的轉(zhuǎn)速與電源的頻率f成正比，改變定子供電頻率就改變了電動機的轉(zhuǎn)速，變頻調(diào)速裝置，是將電網(wǎng)50Hz的交流電，變成頻率可調(diào)電壓可調(diào)的交流電去驅(qū)動交流電動機實現(xiàn)調(diào)節(jié)器速的。
變頻調(diào)速成的特點是效率高，沒有因調(diào)速帶來的附加轉(zhuǎn)差損耗，調(diào)速的范圍大、精度高、無級調(diào)速。容易實現(xiàn)直轄市控制和閉環(huán)控制，由于可以利用原鼠籠式電動機，所以特別適合于對舊設備的技術(shù)改造，它既保持了原電動機結(jié)構(gòu)簡單、可靠耐用、維護方便的優(yōu)點，又能達到節(jié)電的顯著效果，是風機水泵節(jié)能的較理想的方法。
一、變頻器在化工行業(yè)的應用
變頻器應用到自動提取液化氣系統(tǒng)設備改造上，解決了對電網(wǎng)沖擊大，人工操作的繁瑣，而最重要的是節(jié)能節(jié)電以及實現(xiàn)自動化提取液化氣系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計，每個月可節(jié)電40%左右，照此推算半年就可以回收成本，效果十分顯著。
二、變頻器在塑膠機械上的應用
在塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，由于塑料的特性，產(chǎn)品的規(guī)格繁多和生產(chǎn)工藝的要求不同，所以，很多的地方都需要對生產(chǎn)機械進行調(diào)速，隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，變頻調(diào)速的技術(shù)已經(jīng)成熟，變頻調(diào)速器已廣泛應用在國民經(jīng)濟各行業(yè)之中，它的平滑的無級調(diào)速，高可靠性，高精度，而且節(jié)約電能，可以提高自動化水平等優(yōu)點，在一定的程度上提高了塑膠機械的自動化水平，推動了塑膠行業(yè)的發(fā)展。
三、變頻器造紙機械上的應用
造紙企業(yè)是高能耗企業(yè)每噸紙所耗電能在500度以上，電能消耗十分嚴重，從設備和類型看50%以上為風機、泵類負載，而這些設備目前基本上是采用閥門或擋板來調(diào)節(jié)風量或液體流量的，大量的能量消耗在閥門或擋板上，采用變頻器進行調(diào)節(jié)，可以大量減少損耗，節(jié)約電能經(jīng)濟利益十分明顯，值得企業(yè)大力推廣。
四、變頻器在注塑機節(jié)能中應用
注塑機是對各種塑料進行加熱、融熔、攪拌、增壓后，將塑料流體注入模具控內(nèi)，完成工件一次注塑成型的設備，它的工序過程基本是相同的，大致可分為7個工序過程：鎖模、射膠、保壓、熔膠、冷卻、開模、頂針每一個工序都需要不同的壓力和流量，也就是說被加工的工件不都是在最大壓力或流量下工作的，其壓力和流量是靠壓力比例閥和流量比例閥來調(diào)節(jié)的，通過調(diào)整壓力或流量比例閥的開啟度來控制壓力和流量大小。
然而，油泵電機在恒速運轉(zhuǎn)、各工序中油泵的輸入功率并沒有多大變化，若用變頻器來調(diào)節(jié)電機（油泵）的轉(zhuǎn)速，來實現(xiàn)對壓力和流量的調(diào)節(jié)，這樣既經(jīng)濟又實用。
五、鍋爐變頻調(diào)速技術(shù)應用
1、鍋爐變頻調(diào)速的鼓（引）風控制系統(tǒng)
為了提高鍋爐風量的控制水平，又能達到節(jié)能的效果，采用變頻調(diào)速方式對風量進行調(diào)節(jié)，是首選的方案。由于，應用變頻調(diào)速技術(shù)可根據(jù)用汽量的變化，隨時調(diào)整鼓（引）風機的轉(zhuǎn)速，減少了噪音對環(huán)境的污染（電機均運行于額定轉(zhuǎn)速以下，風的噪音隨之下降），對提高工業(yè)衛(wèi)生水平起到一定的作用。由于鼓（引）風機長期低于額定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)之下運行，電機及風機的軸承不易損壞，延長了使用壽命，電機的發(fā)熱量也減少了，維修量下降，停機時間減少，節(jié)約了大量的維修費用。
2、變頻調(diào)速器在油田采油井油機中的應用
其一、變頻器具有軟起動功能，起動時電流較小，對電網(wǎng)沖擊小，起動時能耗大為降低。
其二、引進變頻器控制，可實現(xiàn)設備上、下行程自動識別從而控制抽油機上、下行程的電機運行頻率分別可調(diào)，以改變抽油機上、下行程的運行速度。亦可對變頻器能耗制動進行準確控制，以使變頻器更適應該運行工況。加上抽油機沖次的任意調(diào)節(jié)，可使用抽油機的抽汲參數(shù)對不同油進而言更趨合理，當調(diào)節(jié)適當時，可提高泵的充滿系數(shù)，減少泵的漏失，從而提高泵效達到增產(chǎn)目的。
3、變頻器在中央空調(diào)冷卻泵上的應用
中央空調(diào)基本工作原理為采用壓縮機強迫制冷循環(huán)，將建筑物中的熱量通過冷媒（通常為水）轉(zhuǎn)移到制冷劑中，通過冷卻塔再將熱量轉(zhuǎn)移到大氣中，其中循環(huán)水的冷卻泵和冷凍泵所消耗的能量約占總耗能的60%?？照{(diào)設備均按設計工況的最大制冷量來考慮的，絕大多數(shù)的時間在低負荷情況下工作，因此，使用變頻器進行驅(qū)動將節(jié)約大量的能量。
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