浅析变频器技术在节能工程中的应用 xie

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1、浅析变频器技术在节能工程中的应用摘要：变频调速技术比以往的滑差调速，调压调速，变极调速，串级调速，整流子电机调速，液力耦合调速等更出色，在钢铁，化工，石油，电力，机械，建材，医药，煤炭，造纸等行业中应用广泛。文中分析了变频调速节能技术的节能原理和节能分析，在风机、水泵的节能分析给出了变频意义、风机节能举例、水泵节能举例，最后分析了变频节能技术前景，这一研究对于进一步推广开发变频技术具有一定的意义。关键词：变频技术；节能工程；风机；水泵0引言当代电机调速的潮流是变频调速技术的应用。它的优点是体积小，质量轻，通用性强，精度高，工艺先进，操作简便，可靠性高。正是这些优点，使得变

2、频调速技术比以往的滑差调速，调压调速，变极调速，串级调速，整流子电机调速，液力耦合调速等更出色，在钢铁，化工，石油，电力，机械，建材，医药，煤炭，造纸等行业中受到广大的欢迎。本文基于这一背景分析了变频器技术在节能工程中的应用，这一研究对于进一步推广开发变频技术具有一定的意义。1变频调速节能技术1.1节能原理　　在流体力学的原理中，泵，风机类负载的转速和流量是成正比的。泵风机类负载的压力与转速也是成正比的，用公式表示为：P（功率）=Q（流量）*H（压力）。由此可知，功率P与转速N的立方成正比例关系。当水泵效率一定，流量被调节下降时，转速也会成比例下降，这时轴输出功率成立方关

3、系下降。即水泵电机的耗电功率和转速呈立方比的关系。如一台水泵有55kw的电机功率，当电机的转速以原转速的80%运转时，其有28.1kw的耗电量，同比节能48%左右。由此可见，电动机的输出功率是由电动机的转速决定的，转速降低，输出功率就会下降。转速仅下降十分之一，其功率消耗就下降了27%，节省了相当一部分电费的开支。所以说，变频调速技术对于风机，泵类电动机的节能是非常有帮助的。1.2节能分析在实际的运行中，变频调速的负载也决定着变频节能的效果。在恒功率负载时，转矩与速度呈大致反比关系。在水泵，风机类的恒转矩负载时，就会有明显的节能效果。尤其在恒转矩负载时，节能调速能够达到最

4、佳状态。在流体理论中，水泵，风机的转速与轴功率呈三次方函数的关系。根绝流体机械的公式为：转速与流量成正比，转速与轴功率呈立方正比，转速与压力呈平方正比，当所需风量减小，转速降低，其轴功率的下降比例为转速的三次方。理论上如果风量控制在额定功率的八成，那么电机转速也控制在额定转速的80%，这时轴功率就会以51%的额定功率运行。相比普遍采用的挡板调节，可以减少一般的功率。如果流量和感应电机的转速都控制在额定流量和转速的50%，那么轴功率就会下降为额定功率的13%。可以相比挡板调节节省87%的功率。所以，变频调节技术可以应用在应用量大的通风机，补水泵，加压泵，等的设备。这些设备所

5、涉及的行业有冶金，建材，矿山，石油，电力等行业。这些行业的设备一般都采用三相电驱动，功率一般都在几百几千甚至几万千瓦，其耗电量是相当可观的。不过大部分设备在正常运行的时候是无法达到其额定功率的，一般只有五成到八成的输出。所以采用变频节能技术，对其功率和耗电量的影响是不容忽视的。此外，采用变频调速技术还可以消除大型电动机启动时的电流冲击带来的设备振动，设备振动的消除可以使得设备的故障率降低，维修工作的工作量减少。2   风机、水泵的节能分析 2.1变频意义过去，风机，水泵大都是由异步电机进行拖动，转速恒定，当需要风量或流量改变时，一般通过对挡风板和节流阀的调节而达到效果。这

6、种方法的控制虽然也能满足生产和发展的需要，但从节能的角度来说，其做法是非常不科学的，而采用转速控制的方法在过去的控制中是很少有的方式。生产中很容易检测出来。过去的设备都是长久不停机，使设备处于恒定功率长时间运行的状态。在这种情况下，机器设备有九成以上的实践是处于低负荷运行的状态，只有极少的时间其流量和功率可以被正常使用。被浪费的电量可以达到五成以上。如果采用变频调速控制，对风机，水泵电机进行控制来调节其转速和流量，可以极大提高能源的节约，可以从根本上提高生产的经济效益。 2.2风机节能举例在此，我们以某工厂炉底风机的散热控制系统。冶炼炉一般会根据材料的不同，设计不同的炉底

7、冷却温度，以达到适应期所生产必须的冷却风量，一般设计的满足最大冷却风量为四台18KW的四级叶轮式风机。一般这四台风机都会开启以确保风量的正常，但一般情况下工厂不需要用最大的冷却风量，所以，其功率浪费的能耗非常大。按照冶炼材质的不同，有时需要对开一对风机，有时需要对开两对风机，有时却需要对开一对，同时侧开一台风机。但冷却不均所带来的困难就显而易见。如果四台风机全开，那么挡风板可以控制风量，但这样做对于电能的消耗也是极大的。如果对其中的两台风机进行变频调速控制，那么使一对风机全速运转，另外两台根据不同材质的需要来调速，这样既能保证