摘要:交流变频调速技术是集电子、自动控制、微电子、电机学等技术为一体的先进产品。随着科技的发展,变频器技术的成熟,以及其优异的调速性能、显著的节能效果,已广泛应用于各行各业,是电气传动的发展方向。一个大型建筑中用于泵类和风机类的电机是主要负荷,其中多数是适合于采用调速运行的。传统作法是风机、泵类采用交流电动机恒速传动,靠调节风闸和阀门的开度来调节流量,这种调节的方法是以增加管网的损耗,耗用大量的能源为代价的。如果改用调节电机转速的办法来调节流量,就从根本上克服了电能的浪费。随着电力电子技术的飞速发展,变频调速技术已日臻完善。它不仅仅可以大幅度节能,而且在改善机械性能、实现完善的自动控制、环境保护等多方面都有显著的效果。特别是对风机、水泵的节能改造目前已在工业领域中广泛推广,其平均节电30%以上。由于空调系统主要设备是风机和水泵,所以节能最佳方法就是采用变频器。
一、 变频器节能原理
以往风机、水泵的风(流)量是通过挡板(阀门)来调节,大量的能量被挡板和阀门白白浪费。据统计,目前使用的风机、水泵大约有25-60%的能量是无谓消耗。根据风机水泵原理我们知道风机、水泵的能量与转速一次方成正比,压力与转速二次方成正比,轴功率与转速三次方成正比,即
Q2/Q1=n2/n1 (1)
H2/H1=(n2/n1)2 (2)
P2/P1=(n2/n1)3 (3)
图一中,曲线①、③为水泵在不同阻力下的特性曲线。曲线②、④为工频、变频状态下的流量与压力关系曲线。水泵工作在A点时,轴功率P1等于Q1、H1的乘积,即与图中面积AQ10H1A成正比。若要将流量从Q1降到Q2时,如用闸阀调节,则工作点由A移到B,流量下降,压力上升,轴功率减少不多;若采用变频调速,则工作点由A移动到C,在满足同样流量Q2的情况下,压力也下降,轴功率大大降低。假设电机的运行频率由工频下调到45Hz,则
节电率=(电机工频功率-电机变频功率)/电机工频功率
=(W工频 – W变频)/W工频=1 -(45/50)3 =27%