電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造之電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
內(nèi)容簡介:由式可見,交流電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n與電源頻率f成正比,所以改變電源頻率就能改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,從而實現(xiàn)調(diào)速的目的。變頻調(diào)速節(jié)電,顧名思義,變頻調(diào)速才能節(jié)電。下面主要對兩類典型負(fù)載應(yīng)用的節(jié)電原理作一下分析。
電機(jī)在我國的實際應(yīng)用中,同國外相比差距很大。機(jī)組效率為75%,比國外低10%;系統(tǒng)運行效率為30~40%,比國際先進(jìn)水平低20~30%。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)的高度發(fā)展和應(yīng)用,使變頻器的節(jié)能效果更為顯著。
電機(jī)是一種應(yīng)用量大、使用范圍廣的高耗能動力設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計,我國的總裝機(jī)容量約為4億千瓦,年耗電量約為6000億kWh,約占工業(yè)用電的70-80%。我國以中小型電機(jī)為主,約占80%,而中小型電機(jī)耗損的電量卻占總損耗量的90%。電機(jī)在我國的實際應(yīng)用中,同國外相比差距很大,機(jī)組效率為75%,比國外低10%;系統(tǒng)運行效率為30-40%,比國際先進(jìn)水平低20-30%。因此在我國中小型電機(jī)具有極大的節(jié)能潛力,推行電機(jī)節(jié)能勢在必行。
由于異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價格低廉、堅固耐用、運行可靠,可用于惡劣的環(huán)境等優(yōu)點,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。特別是對各行各業(yè)的泵類和風(fēng)機(jī)的拖動上非彼莫屬,因此,拖動泵類和壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)的電機(jī)節(jié)能工作倍受重視。
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)的高度發(fā)展和應(yīng)用使變頻器的節(jié)能效果更為顯著。它不但能實現(xiàn)無級調(diào)速,而且在負(fù)載不同時,始終高效運行,有良好的動態(tài)特性,能實現(xiàn)高性能、高可靠性、高精度的自動控制。相對于其它調(diào)速方式(如:降壓調(diào)速、變極調(diào)速、滑差調(diào)速、交流串級調(diào)速等),變頻調(diào)速性能穩(wěn)定、調(diào)速范圍廣、效率高,隨著現(xiàn)代控制理論和電力電子技術(shù)的發(fā)展,交流變頻調(diào)速技術(shù)日臻完善,它已成為交流電機(jī)調(diào)速的最新潮流。變頻調(diào)速裝置(變頻器)已在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
使用變頻器調(diào)速信號傳遞快、控制系統(tǒng)時滯小、反應(yīng)靈敏、調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制精度高、使用方便、有利于提高產(chǎn)量、保證質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本,因而使用變頻器是廠、礦企業(yè)節(jié)能降耗的首選產(chǎn)品。
變頻電機(jī)節(jié)電器是一種革命性的新一代電機(jī)專用控制產(chǎn)品,基于微處理器數(shù)字控制技術(shù),通過其內(nèi)置的專用節(jié)電優(yōu)化控制軟件,動態(tài)調(diào)整電機(jī)運行工程中的電壓和電流,在不改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的條件下,保證電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)荷需求精確匹配,從而有效避免電機(jī)因出力過度造成的電能浪費。
交流電動機(jī)是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的電機(jī),約占各類電動機(jī)總數(shù)的85%。它具有結(jié)構(gòu)簡單、價廉、不需維護(hù)等優(yōu)點,但它的弱點是調(diào)速困難,因而在許多應(yīng)用場合受到限制或借助機(jī)械方式來實現(xiàn)調(diào)速。
變頻器就負(fù)載類型而言主要有兩方面的典型應(yīng)用:1、恒轉(zhuǎn)矩應(yīng)用;2、變轉(zhuǎn)矩應(yīng)用。就應(yīng)用的目的而言主要有:1、以改進(jìn)工藝為主要目的,確保工藝過程中的最佳轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載下的最佳轉(zhuǎn)速以及準(zhǔn)確定位等。以其優(yōu)良的調(diào)速性能,提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高舒適性,使設(shè)備合理化,適應(yīng)或改善環(huán)境等。2、以節(jié)能為主要目的以流量或壓力需要調(diào)節(jié)的壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵類機(jī)械的轉(zhuǎn)速控制來實現(xiàn)節(jié)能改造效果非常顯著。
變頻調(diào)速的原理
在企業(yè)所使用的耗電設(shè)備中,風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)、液壓油泵、循環(huán)泵等電機(jī)類負(fù)載占絕大多數(shù)。由受到技術(shù)條件限制,這類負(fù)載的流量、壓力或風(fēng)量控制系統(tǒng)幾乎全部是閥控系統(tǒng),即電機(jī)由額定轉(zhuǎn)速驅(qū)動運轉(zhuǎn),系統(tǒng)提供的流量、壓力或風(fēng)量恒定,當(dāng)設(shè)備工作需求發(fā)生變化時,由設(shè)在出口端的溢流、溢壓閥或比例調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)負(fù)載流量、壓力或風(fēng)量、從而滿足設(shè)備工況變化的需要。而經(jīng)溢流溢壓閥或比例調(diào)節(jié)閥溢流溢壓后,會釋放大量的能量,這部分耗散的能量實際上是電機(jī)從電網(wǎng)吸收能量中的一部分,造成了電能極大的浪費。從這類負(fù)載的工作特性可知,其電機(jī)功率與轉(zhuǎn)速立方成正比,而轉(zhuǎn)速又與頻率成正比。如果我們改變電機(jī)的工作方式,讓它不總是在額定工作頻率下運轉(zhuǎn),而是改由變頻調(diào)整控制系統(tǒng)進(jìn)行啟??刂坪驼{(diào)整運行,則其轉(zhuǎn)速就可以在0~2900r/min的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),即輸出的流量、壓力或風(fēng)量也隨之可在0~100%范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),使之與負(fù)載的工作需要求精確匹配,從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
交流電機(jī)轉(zhuǎn)速如下:n=60f(1-s)/p
式中:
n=電機(jī)轉(zhuǎn)速
f=電源頻率
p=電機(jī)的極對數(shù)
s=轉(zhuǎn)差率
由式可見,交流電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n與電源頻率f成正比,所以改變電源頻率就能改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,從而實現(xiàn)調(diào)速的目的。
變頻調(diào)速節(jié)電原理
變頻調(diào)速節(jié)電,顧名思義,變頻調(diào)速才能節(jié)電。下面主要對兩類典型負(fù)載應(yīng)用的節(jié)電原理作一下分析。
(1)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載類應(yīng)用
恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載即不管轉(zhuǎn)速如何變化,負(fù)載轉(zhuǎn)矩是恒定的。
如下公式:P=K*T*N
K=系數(shù)
P=軸功率
T=負(fù)載轉(zhuǎn)矩
N=轉(zhuǎn)速
從上述公式可以看到,軸功率與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比,當(dāng)由于工藝的需要而調(diào)整電機(jī)速度時,自然可以達(dá)到相應(yīng)比例節(jié)電的目的。
(2)變轉(zhuǎn)矩負(fù)載類應(yīng)用
離心風(fēng)機(jī)、泵類是屬于典型的變轉(zhuǎn)矩負(fù)載,其工作特點是:大多數(shù)是長期連續(xù)運行,由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比,所以一旦轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速,就會造成電機(jī)的嚴(yán)重過載,因此風(fēng)機(jī)、泵類一般不超過額定頻率運行。
轉(zhuǎn)載請說明來自西安泰富西瑪電機(jī)(西安西瑪電機(jī)集團(tuán)股份有限公司)官方網(wǎng)站:http://todayo.cn/zixun/weixiubaoyang179.html
電機(jī)是一種應(yīng)用量大、使用范圍廣的高耗能動力設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計,我國的總裝機(jī)容量約為4億千瓦,年耗電量約為6000億kWh,約占工業(yè)用電的70-80%。我國以中小型電機(jī)為主,約占80%,而中小型電機(jī)耗損的電量卻占總損耗量的90%。電機(jī)在我國的實際應(yīng)用中,同國外相比差距很大,機(jī)組效率為75%,比國外低10%;系統(tǒng)運行效率為30-40%,比國際先進(jìn)水平低20-30%。因此在我國中小型電機(jī)具有極大的節(jié)能潛力,推行電機(jī)節(jié)能勢在必行。
由于異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價格低廉、堅固耐用、運行可靠,可用于惡劣的環(huán)境等優(yōu)點,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。特別是對各行各業(yè)的泵類和風(fēng)機(jī)的拖動上非彼莫屬,因此,拖動泵類和壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)的電機(jī)節(jié)能工作倍受重視。
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)的高度發(fā)展和應(yīng)用使變頻器的節(jié)能效果更為顯著。它不但能實現(xiàn)無級調(diào)速,而且在負(fù)載不同時,始終高效運行,有良好的動態(tài)特性,能實現(xiàn)高性能、高可靠性、高精度的自動控制。相對于其它調(diào)速方式(如:降壓調(diào)速、變極調(diào)速、滑差調(diào)速、交流串級調(diào)速等),變頻調(diào)速性能穩(wěn)定、調(diào)速范圍廣、效率高,隨著現(xiàn)代控制理論和電力電子技術(shù)的發(fā)展,交流變頻調(diào)速技術(shù)日臻完善,它已成為交流電機(jī)調(diào)速的最新潮流。變頻調(diào)速裝置(變頻器)已在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
使用變頻器調(diào)速信號傳遞快、控制系統(tǒng)時滯小、反應(yīng)靈敏、調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制精度高、使用方便、有利于提高產(chǎn)量、保證質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本,因而使用變頻器是廠、礦企業(yè)節(jié)能降耗的首選產(chǎn)品。
變頻電機(jī)節(jié)電器是一種革命性的新一代電機(jī)專用控制產(chǎn)品,基于微處理器數(shù)字控制技術(shù),通過其內(nèi)置的專用節(jié)電優(yōu)化控制軟件,動態(tài)調(diào)整電機(jī)運行工程中的電壓和電流,在不改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的條件下,保證電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)荷需求精確匹配,從而有效避免電機(jī)因出力過度造成的電能浪費。
交流電動機(jī)是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的電機(jī),約占各類電動機(jī)總數(shù)的85%。它具有結(jié)構(gòu)簡單、價廉、不需維護(hù)等優(yōu)點,但它的弱點是調(diào)速困難,因而在許多應(yīng)用場合受到限制或借助機(jī)械方式來實現(xiàn)調(diào)速。
變頻器就負(fù)載類型而言主要有兩方面的典型應(yīng)用:1、恒轉(zhuǎn)矩應(yīng)用;2、變轉(zhuǎn)矩應(yīng)用。就應(yīng)用的目的而言主要有:1、以改進(jìn)工藝為主要目的,確保工藝過程中的最佳轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載下的最佳轉(zhuǎn)速以及準(zhǔn)確定位等。以其優(yōu)良的調(diào)速性能,提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高舒適性,使設(shè)備合理化,適應(yīng)或改善環(huán)境等。2、以節(jié)能為主要目的以流量或壓力需要調(diào)節(jié)的壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵類機(jī)械的轉(zhuǎn)速控制來實現(xiàn)節(jié)能改造效果非常顯著。
變頻調(diào)速的原理
在企業(yè)所使用的耗電設(shè)備中,風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)、液壓油泵、循環(huán)泵等電機(jī)類負(fù)載占絕大多數(shù)。由受到技術(shù)條件限制,這類負(fù)載的流量、壓力或風(fēng)量控制系統(tǒng)幾乎全部是閥控系統(tǒng),即電機(jī)由額定轉(zhuǎn)速驅(qū)動運轉(zhuǎn),系統(tǒng)提供的流量、壓力或風(fēng)量恒定,當(dāng)設(shè)備工作需求發(fā)生變化時,由設(shè)在出口端的溢流、溢壓閥或比例調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)負(fù)載流量、壓力或風(fēng)量、從而滿足設(shè)備工況變化的需要。而經(jīng)溢流溢壓閥或比例調(diào)節(jié)閥溢流溢壓后,會釋放大量的能量,這部分耗散的能量實際上是電機(jī)從電網(wǎng)吸收能量中的一部分,造成了電能極大的浪費。從這類負(fù)載的工作特性可知,其電機(jī)功率與轉(zhuǎn)速立方成正比,而轉(zhuǎn)速又與頻率成正比。如果我們改變電機(jī)的工作方式,讓它不總是在額定工作頻率下運轉(zhuǎn),而是改由變頻調(diào)整控制系統(tǒng)進(jìn)行啟??刂坪驼{(diào)整運行,則其轉(zhuǎn)速就可以在0~2900r/min的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),即輸出的流量、壓力或風(fēng)量也隨之可在0~100%范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),使之與負(fù)載的工作需要求精確匹配,從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
交流電機(jī)轉(zhuǎn)速如下:n=60f(1-s)/p
式中:
n=電機(jī)轉(zhuǎn)速
f=電源頻率
p=電機(jī)的極對數(shù)
s=轉(zhuǎn)差率
由式可見,交流電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n與電源頻率f成正比,所以改變電源頻率就能改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,從而實現(xiàn)調(diào)速的目的。
變頻調(diào)速節(jié)電原理
變頻調(diào)速節(jié)電,顧名思義,變頻調(diào)速才能節(jié)電。下面主要對兩類典型負(fù)載應(yīng)用的節(jié)電原理作一下分析。
(1)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載類應(yīng)用
恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載即不管轉(zhuǎn)速如何變化,負(fù)載轉(zhuǎn)矩是恒定的。
如下公式:P=K*T*N
K=系數(shù)
P=軸功率
T=負(fù)載轉(zhuǎn)矩
N=轉(zhuǎn)速
從上述公式可以看到,軸功率與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比,當(dāng)由于工藝的需要而調(diào)整電機(jī)速度時,自然可以達(dá)到相應(yīng)比例節(jié)電的目的。
(2)變轉(zhuǎn)矩負(fù)載類應(yīng)用
離心風(fēng)機(jī)、泵類是屬于典型的變轉(zhuǎn)矩負(fù)載,其工作特點是:大多數(shù)是長期連續(xù)運行,由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比,所以一旦轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速,就會造成電機(jī)的嚴(yán)重過載,因此風(fēng)機(jī)、泵類一般不超過額定頻率運行。
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