交流电动机变频调速方案。
下表系三大类型风机水泵调节流量方法比较及结论意见。
当今更应该在大容量高压电动机驱动的风机水泵和压缩机上推广应用高压变频调速节能。理由很简单,在节电率百分比相同的情况下装机容量愈大,其绝对节电量也愈大。
变频调速与环境保护:
电动机驱动是电能消耗的大户,在中国占全部用电量的60%以上。过度的电力消耗使得煤炭和石油(天然气)燃料枯竭,同时由于CO2和NO2的大量排放,造成污染环境,破坏臭氧层,影响甚至危及人类的生存。
人类不断地从对生存环境的破坏和对能源资源的浪费过程中接受了惨痛的教训,于是保护人类生存环境成为全世界人民共同的呼声,掀起了减少节约能源和环境保护,造福于社会的浪潮。1972年,瑞典斯德哥尔摩第一届世界人类环境宣言以及1994年日本京都协议,规定所有签约国应使其国家的CO2及其它产生温室效应的有害气体排放量控制在1990年的水平。充分说明环境保护的重要性和全世界人民的关注。
据估计,电气产品对环境污染的影响约占30%左右,因此节省电能,减少浪费便成为履行京都协议承诺的重要因素,变频调速和变频技术能发挥些什么作用和贡献呢?
推广风机水泵变频调速节能技术可达到20%~30%的节电率,这样可以少建火电厂,少发电,即少排放SO2、SO、CO2及灰尘,减少大气环境污染;
牵引变频机车应用,不用燃煤和烧油,减少排放污染;
发展城市轨道交通(地铁和磁悬浮列车)和燃料电池汽车,减少CO2排放。
提倡采用电动自行车(无刷直流电机、自制式变频调速),停用燃油助动车等。
变频调速与制造业生产:
变频调速可提高产量
交流电动机设计在气隙磁通近似不变的条件下,电机允许超速5-10%长期运行(20%短时试验)。例如,某些国家电机可以在50/60Hz下长期运行(当然应保证V/F=Cont),只要电机轴承能够承受,提高5-10%转速是可行的。我公司某化纤厂结合变频调速改造,适当提高变频器的输出频率,已带来可观的增产效果。
变频调速可提高产品质量
变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点,对于化纤纺丝机、纺织印染联合机、造纸机和注塑机等多单元同步传动或比例同步(牵伸)传动非常适用,既有之前直流机传动的性能,又有交流机坚固、可靠、维护简单的特点,使得产品的质量有较大的提升。自动化程度提高,减轻工人劳动强度。
变频调速与某些特殊加工设备
由于变频技术进步,变频调速更适宜用于恶劣环境(爆炸、腐蚀、水下核辐射等)无升速齿轮的甚高速或无降速齿轮的甚低速,以及精确位置控制(变频伺服系统,步进系统,机械手和机器人)系统。
变频调速与软起动、软起动、软停止
电力网和生产工艺需要电机软起动、软停止
交流电动机的起动电流一般为5-7倍额定电流,如果直接起动会对电网引起冲击,影响同一电网上其他电气设备的正常运行。另外巨大的起动电流对电动机和机械设备也会造成严重的电磁应力和机械应力,缩短设备的使用寿命,因此电力系统希望能够软起动(特别是大容量高压电动机)。
某些加工机械,例如自动流水生产线(瓶、罐包装线,输送机等),要求平稳起动和停车以免相互碰撞倒歪;水泵为了防止水锤、喘振现象,也希望软起动和软停止(最好是“泵控特性”专用的软起动和软停止)。
变频器用作软起动器的特点
不同于电子固态电动机软起动器,因为变频器起动时,电动机的电压和频率同时改变,可以维持电动机的磁通不变(电子式软起动器只变压不变频,故电机在削弱磁通下起动),因此变频器软起动具有更大的起动力矩。非常适合用于重负载、大惯性的设备,例如:高炉风机等。这种场合电子式电动机软起动器性能无法比拟或根本不能胜任的变频器既可软起动又可调速,应用前景十分看好。目前因价格因素尚不能广泛推广,除非个别的重载起动和大惯量起动场合外,变频器不单作软起动器来使用。也许若干年后,待变频器进一步降价会普遍地应用。
变频调速(含变频器技术与家用电器)
在普通家庭中,耗电比重最大的是空调器,其次是电热器具,最后是照明和视听电器等,变频调速(含变频技术)也能发挥节约电能和保护环境的作用。
变频空调器--由于配置了变频器(有常规的它制式变频器和自制式变频器,即直流无刷电动机调速两种),不停压缩机能够连续控制压缩机的制冷量,实现有效的运转,有利于节能。另外,变频空调器的快速性和舒适感非常好,也有利于环保。
高频电磁灶和电饭煲--利用变频技术产生(20-30)KHZ高频电源使电饭煲本身电磁感应(IH-Inductionheating)加热方式,其烹调热效率达80%左右(比早先的电阻加热器的电饭煲效率提高30%),有利于节能。
变频式照明设备--利用变频技术产生(20-70)KHZ高频电源给日光灯,可节省15%电功率,同时可做到立即点亮,没有工频日光灯的内烁,适于工作或学习,也有利于环保。
其他家用电器例如变频冰箱,变频洗衣机、变频微波炉等也已相继出现。