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技術(shù)文章
變頻風(fēng)機是采用變頻控制技術(shù)來(lái)控制風(fēng)機根據條件變速運行。
一、*,風(fēng)機是應用量大、應用面廣的通用性機械,與風(fēng)機配套用的電機耗用電量約占全國總發(fā)電量的20%。因此在鼓風(fēng)機、引風(fēng)機等風(fēng)機類(lèi)設備上,推廣節能技術(shù),取代落后的檔風(fēng)板或閥門(mén)載流調節方式,使風(fēng)機始終處于科學(xué)、經(jīng)濟運行狀態(tài),提高企業(yè)綜合經(jīng)濟效益和社會(huì )效益,具有十分重要的意義。
傳統風(fēng)機流量的設計均以zui大風(fēng)量需求來(lái)設計,其調整方式采用檔板、風(fēng)門(mén)、回流、起停電機等方式控制,無(wú)法形成閉環(huán)回路控制,也較不考慮省電的觀(guān)念。電氣控制采用直接或Y-△起動(dòng),無(wú)法具有軟起動(dòng)的功能,機械沖擊大,傳動(dòng)系統壽命短,震動(dòng)及噪音較大,需要的電源容量大,功率因數較低等是其主要的問(wèn)題點(diǎn)。從流體力學(xué)原理得知,風(fēng)機風(fēng)量與轉速及電機功率相關(guān)。當風(fēng)量減少風(fēng)機轉速下降時(shí),其電動(dòng)機輸入功率迅速降低。例如風(fēng)量下降到80%時(shí),轉速也下降到80%,其軸功率則下降到額定功率的51%;若風(fēng)量下降到50%時(shí),軸功率將下降到額定功率20%。采用變頻調速,改變風(fēng)機電動(dòng)機的輸入頻率從而改變電動(dòng)機、風(fēng)機轉速,達到調節空氣流量的目的,既滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝變化的要求,又節省電能,是一舉多得的措施。
二、節電原理任何利用交流感應電動(dòng)機作為電力傳動(dòng)方式的生產(chǎn)機械,電動(dòng)機的功率是按zui大負荷期額定負荷選擇的。而工作時(shí)絕大部分不能滿(mǎn)載運行,電動(dòng)機工作于滿(mǎn)電壓、滿(mǎn)速度而負載很小,也會(huì )有很多時(shí)間空載運行,由電機設計和運行特性可以知道,電動(dòng)機只有運行在滿(mǎn)載時(shí)才是效率zui高、功率因數COS¢狀況,輕載時(shí)降低,空載時(shí)甚至降到0.3以下,造成許多不必要的電能損耗。
現在采用檢測負載大小的方法,根據負載的減少,適當降低定子電壓可以提率,這是因為當輕載、空載時(shí)定子電流有功分量很小,而主要是勵磁的無(wú)功電流,因此 COS¢很低,而空載損耗中占主要成份的是定子滿(mǎn)電壓的鐵損耗,一點(diǎn)沒(méi)有減少,所以效率很低。如果適當降低定子電壓,見(jiàn)電機定子感應電勢公式: U1≈E1=4.44F1N1KN1¢m其中: U1—定子每相繞組串聯(lián)匝數;KN1由于輕載、空載時(shí)定子電流很小,可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降,所以U1≈E1,當其他條件不變時(shí),降低定子電壓U1,則¢m比例下降,也即勵磁無(wú)功電流IM也成比例下降,這樣定子電流中的無(wú)功分量減少了,COS¢就提高了,適當控制可以接近zui高值。另外,其他條件不變,定子鐵耗:PFel= pFeIN ×(U1/ UIN)2其中:PFel—定子鐵耗;pFeIN —定子額定鐵耗;UIN —定子額定端電壓。可以看出,隨著(zhù)U1下降,PFel以平方比例迅速下降,這樣輕載、空載時(shí)占主要損耗的鐵耗大量減少,使電機的運行效率大大提高,這就是輕載降壓節電的道理。調速節能根據可變速機械的相似定理: Q∝n;M∝n2;P∝n3;其中:Q—流體的流量;n— 風(fēng)機、泵的軸轉速;M—軸轉矩;P—軸功率。通常需要改變負載時(shí),是用檔板或閥門(mén)調節,這時(shí)輸入功率變化不大,大量能量以壓差的形式損耗在檔板、閥門(mén)上了,不僅能耗大而且檔板、閥門(mén)磨損易壞,噪聲也大。由上面公式可見(jiàn),只要改變n,測流量Q成比例變化,達到調節Q的目的,而軸功率可大大減少,如Q’=1/2,則P’=1/8×P,軸上功率僅為額定時(shí)的12.5%,還能節能(節電)80%以上,當然這是理想的,考其他因素,節能率要小些。另外,即使對于許多“恒轉速”性質(zhì)的機械,如活塞式空壓機等,用調速改變負載,也有明顯的節能效果,這是因為降速后(如用變頻調速)電機和生產(chǎn)機械的多種損耗都隨轉速風(fēng)速下降,效率都比機械方法有很大提高。軟起動(dòng)節能通常感應電動(dòng)機采用直接接入電網(wǎng)起動(dòng)的方法,電動(dòng)機的起動(dòng)電流為額定時(shí)的5~7倍不僅損耗大,
對電網(wǎng)沖擊也大,機械磨損,振動(dòng)都大,如果用變頻調速起動(dòng),可以將起動(dòng)電流限制到很小,如果滿(mǎn)載起動(dòng),也只要比額定電流稍大就可以了,這樣起動(dòng)損耗大大降低,既不沖擊電網(wǎng),又不沖擊機械。功率因數COS¢改善的好處采用變頻調速,由于變頻器中有直流電容器的隔離作用,使輸入的功率因數接近于電動(dòng)機的勵磁無(wú)功電流由電容器提供,這樣可以節省很大的一塊電網(wǎng)容量,一般可節省30%左右,所以很多大型企業(yè)中大容量設備進(jìn)行變頻調速改造后,可以增加不少新設備而不需擴容。
三、產(chǎn)品特點(diǎn)
節省電能,降低能源消耗,節約生產(chǎn)成本,節電率達到20%以上。
提高電網(wǎng)功率因數,節省就地補償裝置,電網(wǎng)功率因數可較大幅度的提高。
平滑啟動(dòng),消除啟動(dòng)時(shí)的大電流沖擊,啟動(dòng)時(shí)電機電流可限制在其額定電流的120%以?xún)取?br />
減輕電機軸承等運動(dòng)部件的磨損程度,延長(cháng)其使用壽命。
具有完善的保護和自保護功能保證設備安全運行。
設備故障率下降,可靠性提高,減少備品備件消耗,降低維修成本
數碼智能控制,具有強大的自變功能,適時(shí)動(dòng)態(tài)調節,自動(dòng)適應負載工況的變化,無(wú)需人工調整。
市電、節電切換,風(fēng)機、空壓機、水泵智能控制節電器具有完善的市電、節電轉換功能,特殊情況下,節電調速器發(fā)生故障,可以切換到市電運行,不會(huì )影響設備的正常運行。
四、適用范圍 該產(chǎn)品廣泛用于工業(yè)、供暖鍋爐、水泥廠(chǎng)爐窯、煤礦、冶金行業(yè)高爐、轉爐、化肥廠(chǎng)、制藥廠(chǎng)、污水處理廠(chǎng)、油田、石油化工廠(chǎng)、紡織機械、自來(lái)水供水公司及空壓機和空調等行業(yè)、企業(yè)和場(chǎng)合的離心式風(fēng)機、軸流風(fēng)機、蘿茨風(fēng)機、空氣壓縮機、離心泵、潛水泵、循環(huán)泵、潛水泵、輸油泵、高壓注水泵等設備的變頻調速及流量、流速和壓力調節控制等。
用在燃氣爐上的變頻風(fēng)機是采用變頻控制技術(shù)來(lái)控制風(fēng)機根據條件變速運行。比如通過(guò)在鍋爐出口煙道上安裝O2和CO傳感器,將測試數據傳輸給控制器,經(jīng)過(guò)與理論數據對比后控制送風(fēng)量。由于風(fēng)機是變頻運行,因此耗電量降低,節能效果明顯。更重要的是變頻風(fēng)機解決了天然氣不*燃燒問(wèn)題,節約了天然氣。
目前變頻風(fēng)機技術(shù)已經(jīng)非常成熟并且在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應用~!