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1、国外建材科技2007年 第28卷 第4期变频器的节能原理及在浮法玻璃生产线中的应用谢 健(南宁浮法玻璃有限责任公司动力分厂,南宁530031)摘 要:对变频器的功率因数问题、变频器的节能原理进行了分析,简单介绍了变频器在浮法玻璃生产线中的应用及经济效益分析。关键词:变频调速; 功率因数; 软启动; 应用; 效益ElectricitySavingPrincipalofConverterandItsApplicationinFloatPlateGlassProductionLineXIEJian(PowerBranchFactory,Nanning
2、FloatPlateGlassCompanyLtd,Nanning630031,China)Abstract:Thisarticleanalyzesconverterforthepowerfactorandtheprincipleofelectricitysaving.It’salsoconcernedintheapplicationofconvertertofloatplateglassproductionlineandthebenefitbytheapplication.Keywords:speedregulationtechniqueby
3、frequencemodulation;powerfactor;smoothstart;application;benefit 随着电力电子技术的发展和与先进控制技术的乎保持不变故未增加额外损耗,是最节能的一种调结合,以电力电子技术为核心的变频器获得了飞速速方式。因此,变频调速是交流调速中用得最广、效发展。目前,采用大功率全控型开关器件(如GTO、率最高、调速性能最优的调速方式。变频器就是一IGBT、GTR、MOSFET等)的SPWM正弦脉宽调制种可以任意调节其输出电压频率,使三相交流异步型变频器,已经成为通用变频器的主流。这种变频电动机实现
4、无级调速的装置。器由于具有大容量化、微型化、高功率因数、高效率、2 变频器的节能原理低噪音、低转矩脉动、高可靠性、低价格等优点,现已在建材、电力、化工等行业的电机拖动系统中得到广变频器具有调速性能好、功率因数高、可实现软泛应用。该文主要介绍变频器的节能原理及其在浮启动等优点,这些优点使变频器在实际应用中具有法玻璃生产线中的应用和经济效益分析。显著的节能效果。变频器的节能原理主要表现在以下3个方面:1 变频调速的原理2.1 变频调速节能交流异步电动机转子转速n由下式确定当设备容量偏大,工频运行产生浪费即大马拉60f小车的情况下,利用变频调速,使设
5、备降速运行而产n=n0(1-s)=(1-s)(r/min)p生的节能效果是相当可观的。下面以风机泵类负载式中,n0为同步转速;f为电源频率(Hz);p为磁极说明变频调速的节能原理。对数;s为转差率。风机泵类负载属于典型的二次方律负载,主要由上式可知,改变电源频率f,改变电机磁极对用于控制流体(气体或液体)的流量。在实际应用数p,改变转差率s均能改变电机的转速。通过改中,风机水泵的容量往往偏大,并且流量需要根据工变电源频率f可以实现电机的无级调速,这种方法艺要求来调节。流量的调节方法有2种:一是控制称为变频调速。变频调速因在调速过程中转差率几阀门
6、开度,此法虽能减少部分输入功率,但却有相当82国外建材科技2007年 第28卷 第4期一部分能量损失在调节阀门上,节能效果较差。二形为非正弦波,其中含有5次及以上奇次谐波。输是采用调速控制流量,可达到很好的节能效果。调入电流的表达式为速的方法有多种,其中又以变频调速的节能效果最2323ki=πIdsinωt+πId∑(-1)好。风机水泵的工作特性曲线类似,下面就以风机n=6k±1为例,说明风机泵类负载2种调节流量方法的节能1sinnωtk=1,2,3⋯(1)n效果比较。因此功率因素的计算公式修正为风机的特性曲线如图1所示。λ=νcos<1(2)
7、式中,ν=I1/I即基波电流有效值与总电流有效值之比,称为基波因数,而cos<1称为位移因数或基波功率因数。由上述式(1)得出电流基波和各次谐波的有效值分别为6I1=Idπ(3)6In=n=6k±1,k=1,2,3,⋯图1 风机调速节电示意图nπ如图1所示,曲线p1为额定转速下风压与流量交流侧电流有效值与直流电流的关系为的特性曲线,与风阻特性曲线R1相交于额定工作2I=Id(4)点A,对应的风量为QA,此时风机的轴功率为3PA=KQApA,K=1/1000η由式(3)和式(4)可得基波因素为:ν=I1/I=3/π≈式中,PA为交点A处风机轴功率
8、(kW);QA为交点0.9553在LC滤波型三相桥式二极管整流电路中,cosA处风机风量(m/s);pA为交点A处风机风压<1≈1,所以λ≈0.955
