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发布日期:2021年09月26日
 
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变频调速技术在风机与泵类节能中的应用
作者:admin  来源:本站  发表时间:2020-09-04 16:22:54  点击:189

企业的生产过程中,对泵类和风机设备的应用非常广泛,而这类设备的电能消耗非常大,其耗能占企业总耗能比重很大。当前,我国正深化市场经济体制改革,市场竞争已可以用“惨烈”这个词来形容,因此,企业为了增强自身的竞争力,必须优化生产技术和工艺,在生产过程中的节能降耗,加变频器的变频改造,降低生产成本,提高产品的价格竞争力。

1、变频器的作用

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2、不同种类下的变频器

2.1 开关方式不同下的变频器分类

开关不同,则变频器的种类也不同,按照开关分类,变频器可分为四种:第一,SPWM控制变频器;第二,PAM控制变频器;第三,SVPWM控制变频器;第四,PWM变频器。在这四种不同类型的变频器中,PAM控制是脉冲幅度调制,它通过改变脉冲列脉冲的幅度,实现对波形和输出量值的调制,从而实现变频器的变频功能;和PAM控制不同,PWM控制是脉冲宽度调制控制,也就是在调节波形和输出量时,它能用改变脉冲的宽度的方式,从而实现变频器的变频功能;在PWM的基础上,改变调制脉冲后便是SPWM控制,为了做到正弦波输出,需要遵循正弦规律,排列出适当的脉冲宽度来过滤并输出波形,经常在生产中运用到支流交流逆变器;而SVPWM控制则是空间矢量脉宽调制,作为PWM技术调制的一种方法,将PWM插入电机三相定子绕组中,促进旋转磁场在定子中的产生,从而带动电机旋转。

2.2 按照工作原理对变频器进行分类

按照工作原理进行分裂,变频器可以分为三种:第一种是矢量控制变频器,第二种是V/f控制变频器,第三种是转差频率控制变频器。V/f控制变频器可以保证频率与输出电压成正相关,这样就可以实现电动机磁通的一致性,有效地避免了弱磁和、磁饱和问题的产生;所谓转差调速就是在调速时采用改变异步电动机滑差的方式,速度决定滑差要求,通过转差频率控制技术,在一定程度上能够对系统的动态性能和静态性能进行改善;矢量控制变频器最主要的一个特点就是直流电动机调速控制,按照矢量变化的方法分解异步电动机定子绕组电流,可以实现直流电动机的磁场电流分量。

3、风机、泵类变频节能的工作原理分析

风机、泵类变频要实现节能,有两种途径:一种是软启动节能,一种是变频节能。笔者下面具体介绍这两种节能方式的节能原理:

3.1 关于软启动节能

由于电机为Y/D启动或者是直接启动,额定电流的4~7倍就是启动电流,这样就会对供电电网和机电设备产生巨大的冲击,如果对供电容量要求很高,在启动时就会产生很大的损害性,比如阀门和挡板遭到电流和震动的损害,从而缩短设备的使用寿命等。安装变频节能装置以后,变频器的软启动功能能够将开始时的启动电流自动调节为0,这样就不用担心产生的电流会超过额定电流,在一定程度上减轻了对电网产生的冲击,起到了延长阀门和设备使用寿命的作用,从而可以节省变频器维护的相关费用。

3.2 关于变频节能

流体力学上有一个公式,即P=H×Q,专业人士都知道,P、H和Q三者之间是存在一定的关系的,且都是正比例关系,只是大小有所不同。如果水泵的效率是一个固定值,那么,当降低调节流量时,转速N也会跟着下降,而输出功率P也会跟着下降,且是立方关系的下降。这也就是说,水泵的转速与水泵电机的耗电率是立方关系。

4、变频调速与风机、水泵节能

4.1 调节风机、水泵流量的方法

调节风机、水泵流量的方法多种多样,每种方法各具优点,有三种是经常用到的:(1)交流电动机变频调速;(2)在对水泵、风机的转速进行调节时,采用电磁转差离合器的方式,但是电动机在这种情况下的运转是恒速的;(3)在调节风机挡板时,如果采用传统的机械方法,则可使实现对水泵、导流器的阀门开启度的调节。在节电率百分比相同的情况下,装机容量和电节能会变成最大值,因此,在生产过程中,应广泛应用高压变频调速节能技术,而把变频调速应用到大容量压缩机、水泵和风机上,以达到节能的目的。

4.2 变频调速在风机、水泵节能中的应用

将流体理论作为基本的出发点,可以用三次方函数来表示离心式风机、水泵的轴功率和转速的关系。在研究中表明,滑差后液力调速的效率会随着调速方案效率的变化而降低,当转速下降为50%时,变频调速器会呈现出较高的效率,这样一来,就会发现一切基本没有发生任何变化。所以变频调速是所有调速方案中节能效果最好的。用一个实际例子来说明,同一台水泵、风机的转速流量和轴功率都为100%时,将转速流量调到50%,轴功率也会降到50%。但如果滑差调到50%,则只需从电网中吸入25%左右的功率;假如通过变频的方式,将流量降到50%,则只需从电网中吸入10%左右的功率。因此,我们不难发现,变频调速具有无可比拟的优势。

5、变频调速与环境保护

在企业电能总消耗中,电机驱动耗能占很大比例。我们有理由相信,天然气、燃煤、石油等燃料的枯竭,很大程度上要归咎于过度的电力消耗。二氧化氮和二氧化碳的过量排放,会造成严重的空气污染,会对大气臭氧层造成无法修补的严重破坏,对人类的生活造成极为不利的影响。当前,环境问题日益严重,已经影响到了人们的日常生活,但随着人们环保意识的不断提高,越来越多的人开始关注环境问题,并积极投身到环境保护中来。因此,在企业的生产过程中,企业理应广泛采用变频调速节能技术,这样不仅有效地节约了能源,还减少了污染的排放,起到了保护环境的作用。

6、结语

综上所述,泵类、风机等设备的节能运行通过变频调速技术来实现,受到国家和政府的普遍重视。通过实践表明,在泵类和风机设备驱动控制中运用变频器能够收到明显的节能效果,是一种可广泛采用的调速控制方式。变频调速技术有许多优点,不仅能够提高设备的运转效率,而且能够最大限度满足企业对于高效率生产的需求。同时,它还可以切实减少设备的养护和维修费用,有效延长其寿命,可谓一举多得。在国内外,变频调速技术已经并将持续受到人们的关注,在我国的经济建设中,其也必会发挥重要作用。

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