交流调速系统及应用 拓展应用篇拓展二 变频器的节能应用.ppt

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1、2008年江苏省精品课程《交流调速系统及应用》（应用二变频器的节能应用）2.1概述2.2工频下的变频器节能问题2.3不同负载形式下的变频器运行与节能2.4风机、水泵型负载下的变频器运行与节能2.5案例2.1概述使用变频器调速系统可以实现节能的目的，但不是在任何情况下都能实现。例如，使用三相异步电动机拖动向下运行的重力负载时，如使用变频器控制电动机，由于再生制动电能无法回馈反而造成电能的浪费。在负载、工况相同的情况下，使用运行频率为50Hz的变频器与直接使用工频电源供电相比较，前者可以达到一定的节能效果但并不明显。2.2工频下的

2、变频器节能问题功率因数增大损耗增大实践表明，电动机功率越大，节电量越多。但当电动机长时间处于额定频率运行状态时，其节能效果并不明显。因此，变频器的节能运行一般指电动机运行在额定频率（50Hz）以下时，通过降低电动机的运行速度以达到节能的效果。2.3不同负载形式下的变频器运行与节能恒转矩负载恒功率负载二次方率负载2.3.1恒转矩负载负载转矩＝阻力矩＝摩擦力×转动半径负载转矩与转速无关——恒转矩负载节能效果分析：消耗功率与速度成正比，转速越低，节能越明显。但采用机械手段或其他非电气手段进行调速时，也可以获得相同的节能效果，采用变频

3、器并没有优势。因此，恒转矩负载在采用变频器进行调速时，节能并非变频应用的主要理由，改善设备工艺特性、提高产品质量才是变频器应用的主要目的。2.3不同负载形式下的变频器运行与节能恒转矩负载恒功率负载二次方率负载2.3.2恒功率负载常数常数常数与半径成正比与半径成反比负载功率与转速无关——恒功率负载节能效果分析——无节能效果卷绕控制系统中，采用的是具有转矩控制的高性能变频器，它直接将变频器的给定值设定为转矩。在转矩控制方式下，电动机的转速大小取决于给定转矩与负载转矩比较的结果，而该结果只能决定拖动系统是加速运行还是减速运行，变频器

4、的输出频率是不能调节的。2.3不同负载形式下的变频器运行与节能恒转矩负载恒功率负载二次方率负载2.3.3二次方率负载考虑摩擦力矩考虑空载损耗当负载的转速小于电动机额定转速时，其节能潜力比较大。在实际工程应用中，无论是恒压供水系统还是风机的变频调速系统，其应用目的一般均是节约电能。链接：变频调速的节能措施额定转矩负载转矩自然机械特性低频机械特性有效转矩额定转矩：电动机在额定频率下，允许长时间运行的最大转矩，如果负载转矩超过额定转矩，电动机将过载。有效转矩：电动机在低频时，允许长时间运行的最大转矩，如果负载转矩超过额定转矩，电动机

5、将过载。2.4风机、水泵类负载下的变频器运行与节能2.4.1风机特性与变频器节能分析QQ风机是典型的二次方率转矩负载，其风量与转速成正比，风阻与转速二次方成正比，机械轴功率与转速三次方成正比。QP风量风压风压特性风阻特性工作点N风机消耗的功率与风量与风压的乘积成正比！2.4风机、水泵类负载下的变频器运行与节能风量的调节方法QQ调节风门开度调节转速QP风量风压风压特性风阻特性风门开度变小功率2.4风机、水泵类负载下的变频器运行与节能风量的调节方法QQ调节风门开度调节转速QP风量风压风压特性风阻特性风门开度变小功率调节转速的节能效

6、果非常明显！2.4风机、水泵类负载下的变频器运行与节能2.4.2离心式水泵特性与变频器节能分析UFL1L2L3UWV电机水泵主要参数流量扬程单位重量的水通过水泵所获得的能量，单位m静态扬程供水系统为了获得一定的能量必须上扬的高度HA，单位mHA动态扬程供水系统克服管道内各种损失后，使水流获得一定的流速所需要的扬程。全扬程管阻2.4风机、水泵类负载下的变频器运行与节能2.4.2离心式水泵特性与变频器节能分析UFL1L2L3UWV电机水泵流量Q全扬程H扬程特性H0:空载扬程，流量趋近于0时所能达到的最高扬程。QH流量扬程H0流量越

7、大，扬程越低。空载扬程与水泵转速有关，转速下降，空载扬程下降，扬程曲线下移。2.4.2离心式水泵特性与变频器节能分析扬程特性QH流量扬程H0管阻特性管阻特性表明了管路的阻力对流量的影响，即流量越大，克服管阻所需要的扬程越大。HA静扬程物理意义：如果全扬程小于静扬程，将不足以克服管路的管阻，从而不能供水。阀门开度减小工作点2.4.2离心式水泵特性与变频器节能分析扬程特性QH流量扬程H0管阻特性HA工作点AQAQB阀门开度减小供水系统消耗功率克服静扬程所消耗功率2.4.2离心式水泵特性与变频器节能分析扬程特性QHH0管阻特性HA工

8、作点AQAQB阀门开度减小节约的流体功率B1转速下降扬程特性HH0管阻特性HA工作点AQAQBB1节能效果与流量的关系HAQHH0扬程特性管阻特性工作点AQAQBQCQΔP并不是流量越小，节约的功率越多！扬程特性HH0管阻特性HA工作点AQAQBB1节能效果与静扬程的关系静扬