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        奧卓變頻器在風機、水泵節能改造中的應用
        發布時間:2017-3-24

        一、概述:

              目前,企業之間的競爭日益加劇,生產成本的高低決定了企業在市場競爭中的地位。而能耗占生產成本的很大一部分,因此,降低生產過程中電能的浪費就可以有效的降低成本。

              風機、水泵在國民經濟各個部門的用電設備中占有重要地位,生產過程中,風機、水泵被大量的用于工藝流程上。風機、水泵的耗電量非常大,年耗電量約占全國用電總量的1/3,占工業用電總量的45%左右。傳統啟動方式啟動電流高,電流沖擊大,維護成本高;同時,用閥門、擋風板等裝置來調節壓力、流量,功率因數低,造成了電能的大量浪費??梢姡禾岣唢L機、水泵系統的效率對我國經濟和社會發展具有重要意義。

        隨著電力、電子技術的發展,變頻技術日趨成熟,變頻器被越來越多的用于工業生產的各個領域。尤其被廣泛用于調節風機、水泵的壓力和流量,不僅能很好的滿足生產工藝要求,減少電流沖擊,提高功率因數;并且具有顯著的節能效果。因此:變頻器成為風機、水泵類負載節能降耗的佳、首選的電氣傳動方案。 

        二、   變頻節能原理:

                         由流體力學知識我們知道:風機、水泵類設備屬于平方轉矩負載,其流量Q、揚程H、功率P與轉速N之間存在如下關系:


        即:流量與轉速成正比,壓力與轉速的平方成正比,軸功率與轉速的立方成正比。

               因此,只要調節轉速,就可以實現控制流量和壓力的目的。由于功率和轉速是三次方關系,轉速的降低可以引起功率的減小,從而達到節能降耗的目的。例如:當電機在額定轉速的80%運行時,理論上其消耗的功率為額定功率的512%,去除機械損耗、電機銅損、鐵損以及變頻器自身的損耗等影響,節電效率也接近40%。同時由于電機運行速度降低,機械轉動噪音也因此變小。 

        變頻控制原理圖


         變頻調速系統以輸出壓力/流量作為控制對象,由變頻器、壓力傳感器、電機構成的閉環恒壓控制系統,工作壓力值可由操作面板直接設置,現場壓力由壓力傳感器檢測,轉換成電信號后反饋給變頻器。變頻器通過其內置PID進行比較計算,從而調節其輸出頻率,達到恒壓供水和節能的目的。

        三、   應用案例

        1   某電廠一臺75kW風機,原由風門控制風量。晝夜運行,每年運行時間約8000小時,其中4000小時需風量85%,另4000小時需風量60%?,F進行節能改造,即將所有風門全開,由變頻器調節風機的轉速,從而調節風量。節能效果計算如下:

        風門控制總能耗

        = 75kW(85%流量) ×91%×4000小時+75kW(60%流量) ×76%×4000小時

        = 273,000+228,000 kWh

        = 501,000 kWh

        使用變頻器調節風機轉速時電動機的耗電量

        = 75kW×(85%流量)×61%×4000小時+75kW×(60%流量)×22%×4000小時

        = 183,000+66,000

        = 249,000 kWh

        l 年節能千瓦時= 501,000-249,000= 252,000 kWh

        直接經濟效益= 252,000×0.65=163,800元(電費按0.65/小時計算)

        2    某鋼廠一臺水泵,其額定功率是30kW,額定輸出流量為300GPM,額定轉速是2950轉,求出在輸出250GPM時,使用變頻調節比使用閥門調節,每年節省的電費。(假如按這個流量每年運行2000小時,泵的效率為0.75,每度電價格為0.8元。)

            閥門控制:

             軸功率:30 ×0.75=22.5kW

            每年消耗軸功率為:22.5 ×2000=45,000kWh

            每年投入電費:45,000 ×0.8=36,000

            變頻控制

            軸功率:30 ×(250/3003× 0.75=10.85kW

            每年消耗軸功率為:10.85 ×2000=21,700kWh

            投入電費:21,700 ×0.8=17,360

          直接經濟效益36,000-17,360=18,640

          間接經濟效益:

            啟動電流小,對電網無沖擊

        變頻器可以使電機軟啟動,加載時電流平緩上升,沖擊很小,且可使電機實現軟停機,避免反生電勢造成的危害,有利于延長設備的使用壽命。

            輸出壓力穩定

        變頻調速系統將管網壓力作為控制對象,裝在管網中的壓力傳感器將管網的壓力轉變為電信號送給變頻器進行PID運算,與壓力給定值進行比較,并根據差值的大小,產生控制信號去調節變頻器的輸出電壓和逆變頻率,調整電動機的轉速,從而使實際壓力始終維持在給定壓力。


         設備維護量小

        變頻啟動電流小,小于2倍額定電流,流量閥無需反復動作。變頻器根據設定的目標壓力/流量自動調節電機轉速,提高了設備的自動化程度,運行頻率低,轉速慢,軸承磨損小,延長了設備的使用壽命,維護工作量變小。

        四、   變頻器特點:

              全新的空間矢量技術

        優秀的矢量算法保證在低開關損耗前提下實現低頻大轉矩,高效率電網電壓利用率及優化的正弦波輸出,使電機工作噪音降低、發熱減少。

              特有的軟件死區補償

        死區時間是變頻器低頻脈動轉矩產生的罪魁禍首.RNB1000獨特的軟件死區補償大限度地保證低頻極速條件下的平穩轉矩特性 。

              優秀的無速度傳感器轉速跟蹤自啟動

        能夠啟動正在運轉中的電機,保證用戶設備平穩繼續運行, RNB1000能夠自動識別轉速實現平穩轉速跟蹤。

              自動節能運行

        獨特的軟件功率因數調節,根據負載的變化,動態調節功率因數.節省更多的能源。

              電壓波動抑制

        動態自動電壓控制(AVC)功能,確保輸入電壓波動±20%時.輸出電壓波動小于±5%。

             完善的保護功能

        具有過壓、過流、欠壓、IGBT短路、反時限過載等保護設計,另外在負載短路、接地情況下能安全保護。

             直流電源供電

         節省保安電源投資。

              內置柔性PWM能耗制動

        用戶選擇適當的制動電阻可方便實現能耗制動

              友好的人機界面靈活的輸入輸出接口

        LCD中英文顯示,提供8路數字輸入,2路模擬輸入,3路數字輸出,2路模擬輸出;八段用戶可編程運行,電動電位器設定模式。

              智能溫度檢測.

        智能風機管理

              直流制動

             無電跨越 

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