变频器节能技术应用与研究

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1、变频器节能技术应用与研究变频器节能技术应用与研究【摘要】本文根据水泵、风机轴功率与转速的平方成正比的特点，阐述变频调速节能原理，提出泵与风机应采用变频技术，已降低成本，延长设备使用寿命，提高经济效益。【关键词】变频器；节能；水泵；风机0引言锅炉是比较常见的用于集中供热设备，通常情况下，由于气温和负荷的变化，需对锅炉燃烧情况进行调节，传统的调节方式其原理是依靠增加系统的阻力，水泵釆用调节阀门来控制流量，风机采用调节风门挡板开度的大小来控制风量。但在运行中调节阀门、挡板的方式,不论供热需求大小，水泵、风机都要满负荷运转，拖动水泵、风机的电动机的轴功率并不会改变，电动

2、机消耗的能量也并没有减少，而实际生产所需要的流量一般都比设计的最大流量小很多，因而普遍存在着“大马拉小车”现象。锅炉这样的运行方式不仅损失了能量，而且增大了设备损耗，导致设备使用寿命缩短，维护、维修费用高。把变频调速技术应用于水泵（或风机）的控制，代替阀门（或挡板）控制就能在控制过程中不增加管路阻力，提高系统的效率。变频调速能够根据负荷的变化使电动机自动、平滑地增速或减速，实现电动机无级变速。变频调速范围宽、精度高，是电动机最理想的调速方式。如果将水泵、风机的非调速电动机改造为变频调速电动机，其耗电量就能随负荷变化，从而节约大量电能。1变频器应用在水泵、风机的节

3、能原理图1为水泵（风机）的H-Q关系曲线。图1中，曲线R2为水泵（风机）在给定转速下满负荷时，阀门（挡板）全开运行时阻力特征曲线；曲线R1为部分负荷时，阀门（挡板）部分开启时的阻力特性曲线；曲线H（nl）和H（n2）表示不同转速时的Q二f（H）曲线。采用阀门（挡板）控制时，流（风）量从Q2减小到Q1,阻力曲线从R2移到R1,扬程（风压）从HA移到HB。采用调速控制时，H（n2）移到H（nl）,流（风）量从Q2减小到Q1,扬程（风压）从HA移到HC。图1水泵（风机）的11-Q关系曲线图2为水泵（风机）的P-Q的关系曲线。由图2可以看出，流（风）量Q1吋，采用阀门（

4、挡板）控制的功率为PB。采用变频调速控制的功率为PCoAP二PB-PC就是节省的功率。图2为水泵（风机）的P-Q的关系曲线如果不计风机的效率II,贝U采用阀门（挡板）吋的功率消耗在图中由面积0IIBBQ1所代表，而采用调速控制时的功率消耗由面积0HCCQ1所代表，后者较前者面积相差为HCHBBC,即采用调速控制流（风）量比采用阀门（挡板）控制可节约能量。2水泵、风机的节能计算和分析通常转速n与频率f成正比，若将电动机的运行频率由原來的50Hz降至40Hz时，其实际转速则降为额定转速的80%,即实际转速nsn和额定转速nn：nsn=（■）nn二0.4rm。设K为电

5、机过载系数，则电动机额定功率Pn=Kn«Bo因此电动机运行在40IIz时，实际功率为：Psn二Kn■■二K（0.4nn）3二0.064Kn■■二0.064Pn节能率二■二■二■二93.6%表1电动机节能率供热公司胜利锅炉房将电动机改为变频调速，其中：表2补水泵电动机在定速和变速不同情况下测出的数据根据表2的数据，一个采暖期按190天计算，工业电费单价为0.37元/kWho加装变频器后补水泵电动机节约电费：（11-1.73）X24X190X0.37=15640.344元表3鼓风机电动机在定速和变速不同情况下测出的数据根据表3的数据，胜利车间有5台鼓风机电动机。一个

6、釆暖期按190天计算，工业电费单价为0.37元/kWho加装变频器后鼓风机电动机节约电费：（18.5-3.95）X24X190X0.37X5=122743.8元表4引风机电动机在定速和变速不同情况下测出的数据根据表4的数据，胜利车间有5台鼓风机屯动机。一个采暖期按190天计算，工业电费单价为0.37元/kWh。加装变频器后引风机电动机节约电费：(37-32.9)X24X190X0.37X5=34587.6元综上所述，胜利车间安装变频后，一个保温期合计节约电费：15640.344+122743.8+34587.6=172971.744元节能效果明显。通过上述分析和

7、实际应用，锅炉水泵、风机采用变频调速后具有以下优点。(1)水泵、风机的电动机工作电流下降，温升明显下降，同吋减少了机械磨损，维修T作量大大减少。(2)保护功能可靠，消除了电动机因过载或单相运行而烧坏的现象，延长了使用寿命，能长期稳定运行。(3)电动机实现软起动，实现平滑地无级调速，精度高，调速范围宽(0-100%)。频率变化范围大(0-50IIz)o效率可高达(90%-95%)以上。减小了对电网的冲击。(4)安装容易，调试方便，操作简便，维护量小。(5)节能省电，燃煤效率提高。(6)变频器可采用软件与计算机可编程控制器联机控制的功能，容易实现生产过程的自动控制。

8、3结束语引进变频器可以实