變頻調(diào)速節(jié)技術(shù)及其應(yīng)用技術(shù)
發(fā)布時間:2019-08-02 15:32:26來源:
什么叫變頻調(diào)速技術(shù),它是一種以改變電機頻率和改變電壓來達到電機調(diào)速目的的技術(shù)。大家都知道,目前,無論哪種機械調(diào)速,都是通過電機來實現(xiàn)的。從大范圍來分,電機有直流電機和交流電機。過去的調(diào)速,多數(shù)用直流電機,由于直流機調(diào)速容易實現(xiàn)。但直流機固有的缺點:滑環(huán)和碳刷要經(jīng)常拆換,給人們帶來太大的麻煩。因此有人就想,如果把可靠簡單的籠式交流電機用來調(diào)速那該多好!因而就出現(xiàn)了定子調(diào)速、變極調(diào)速、滑差調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、串極調(diào)速、液力偶和調(diào)速等交流調(diào)速方式。當然也出現(xiàn)了滑差電機、繞線式電機、同步機、這些都是交流電機。
到20世紀80年代,由于電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展,才出現(xiàn)了對交流機來說比較好的變頻調(diào)速技術(shù),它一出現(xiàn)就以其優(yōu)異的性能逐步取代其它交流電機調(diào)速方式,乃至直流電機調(diào)速,而成為電氣傳動的中樞。因而說變頻調(diào)速是時代的產(chǎn)物,只有在技術(shù)高度發(fā)展的今天,才能實現(xiàn)。為什么說它是基于電力電子、微電子、信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物?一是它的逆變部分都基于電流很大、電壓很高的 SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等電力電子器件來完成的。什么叫逆變:就是直流變交流(DC-AC)那么交流變直流就叫整流(AC-DC)。二是它的控制部分和負載狀態(tài)的檢測是由CPU(32位計算機)來完成,這是微電子器件發(fā)展的結(jié)果。三是內(nèi)置4-20mA 接口和 RS485 接口可以和儀表、DCS 相接,通過總線Profibus、Interbus 通訊。
1、風機水泵的節(jié)電原理就是用調(diào)速控制代替擋風板或節(jié)流閥控制風流量,這是一個節(jié)電的有效途徑。在用檔風板控制額定風量Q1=100%輸出時,則軸功率N1與面積AH1 OQ1成正比,若風量減半Q2 =50%輸出時,則軸功率N2與面積BH2 OQ2成正比,它比N1減少不多,這是因為需要克服檔風板阻力增大風壓所致。如果采用調(diào)速控制同樣風量減半輸出時,轉(zhuǎn)數(shù)由n1降至n2,按風機參數(shù)比例定律畫出n2時的特性曲線,C點為新的工礦點,這時軸功率N2與面積CH3OQ2成正比,在滿足同樣風量Q2情況下,軸功能降低很多,節(jié)省的功率耗損△N與面積BH2H3C成正比,可見節(jié)電效果十分顯著。 流量∝轉(zhuǎn)速,壓力∝轉(zhuǎn)速^2,軸功率∝轉(zhuǎn)速^3,若轉(zhuǎn)速下降20%,則功率下降到51.2% ;若轉(zhuǎn)速下降50%,則軸功率下降到12.5% ,即使考慮調(diào)速裝置本身的損耗等因素,節(jié)電也是相當可觀的。 為此,許多行業(yè)、如鋼鐵、有色、石油、石化、化工、紡織、機械、電力、建材、醫(yī)藥、煤炭、造紙、卷煙、酒店、自來水等行業(yè)都在許多設(shè)備中采用交流電機變頻調(diào)速技術(shù),產(chǎn)生節(jié)電及增產(chǎn)的效果,下面舉幾個例子: 實例 1、空調(diào)類負載 家庭用空調(diào)只有0.5HP、1HP、2HP、3HP等,而工廠和賓館的空調(diào)容量要大的多,節(jié)電明顯。 泵類負載,量大面廣,包括水泵、油泵、化工泵、泥漿泵、沙泵等,有低壓中小容量,也有高壓大容量。 某煉油廠從1990年開始先后在蒸餾、裂解、加氫、糠醛、酮笨等20多條生產(chǎn)線上使用161臺變頻調(diào)速裝置。變頻器總功率達8091KW。1990年10月至1992年2月對其中30臺泵進行測試,在同等工藝下,采用調(diào)節(jié)閥控制耗電999.9KW,而采用變頻調(diào)速電耗為396.7KW,節(jié)電603.2KW,節(jié)電率60.3%。采用變頻控制時,電機和泵的轉(zhuǎn)數(shù)下降,軸承等機械部件磨損減低,泵端密封系統(tǒng)不易損壞,電機故障率降低,維修工作量大為減少。94年后,該廠又采用了14套6KV大容量變頻裝置,節(jié)電40%到70%。1995年11月14日《中國石化報》第一版“煉油節(jié)能居同行前面”文章稱“僅通過變頻調(diào)速技術(shù)一年就節(jié)電2000萬千瓦時”。
調(diào)速節(jié)能原理從二個方面來說明:
2、流體力學的觀點
實例 2、泵類負載
實例 3、電梯高架游覽車類負載