一、变频器的基本原理及特点
变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。常用三相交流异步电动机的结构为图1所示。定子由铁心及绕组构成,转子绕组做成笼型(见图2),俗称鼠笼型电动机。当在定子绕组上接入三相交流电时,在定子与转子之间的空气隙内产生一个旋转磁场,它与转子绕组产生相对运动,使转子绕组产生感应电势,出现感应电流,此电流与旋转磁场相互作用,产生电磁转矩,使电动机转动起来。
二、变频调速技术在节能方面的应用 (ABB变频器ACS880系列)
用变频器来对异步交流电动机调速,它的优点是:调速的机械特性好,调速范围广、调整特性曲线平滑,可以实现连续的,平稳的调速,尤其当它应用于风机、水泵等大容量负载时,可以获得其它调速方式无法比拟的节能效果。
以前的风机、水泵等,对于风量和水流量的调节,都是保持风机、水泵的转速不变,靠调节风门或阀门的开度来实现的。这样,大量的能量都消耗在克服风门或阀门的阻力上了,引入变频调速的概念后,我们就可以将风门或阀门全开,而通过变频器来调节风机或水泵的转速来控制风量或水流量,从而避免了将大量的能量消耗在风门或阀门上,也就起到了节能的效果。
根据流体力学原理,流量Q的三次方与功率P成正比,即!POCαQ3。其中α为一定值系数,那么当所需流量为额定流量的80%时, 所需功率仅为额定功率的(0.8)3,即:51%。
当所需流量仅为额定功率的60%时,
所需功率仅为额定功率的(0.6)3,即:22%;
以我厂一台20t/h的中压锅炉为例;
引风机:110kw/h,鼓风机:55kw/h,共165kw/h;
当用风门控制时,根据阀门特性曲线可知:
风量Q为80%时,需功率P=90%×165≈148kw/h;
风量Q为60%时,需功率P=76%×165≈125kw/h;
使用变频调节时:
风量Q为80%时,需功率P=51%×165≈84kw/h;
风量Q为60%时,需功率P=22%×165≈36kw/h;
则由变频调节与阀门调节相比较可知:
80%风量时每小时节能148-84=64kw;
60%风量时每小时节能125-36=89kw;
按全年运行7000小时计算,其中80%风量运行5000小时;60%风量运行2000小时;
全年节能5000×64+2000×89=49.8万kw/h;
按每kw/h0.5元计,则:
全年可节约49.8×0.5=249万元
一台110kw和55kw变频器共需投资16万元左右,8个月即可收回投资,由此可见,其节能效果非常显著。
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