交流变频器把来自电网的固定 电压和频率按照电力控制信 号转换成可变的电压和频率。频率 的变化使配备传动的电机速度 (和扭矩) 产生相应变化。这意味着,电机 的速度,以及电机所驱动的设备速 度,均可根据流速或温度等外部参 数进行调整。
速度调控可大幅提高整个电机驱动 系统的效率。在常规的泵和风机系 统中,电机全速驱动泵或风机,然 后再采用阀门、节气阀或类似的“节 流”装置,对输出进行限制,从而 实现所需的液体或气体的流速。 系统全速运转,然后限制其输出, 显然这样的效率非常低。实践证 明www.cechina.cn,适当降低电机转速可相应降低 能耗。根据泵和风机性能的相似定 律,相比于全速运转,以 80 % 速度 运转的泵,只需使用 64 % 的能源和 50 % 多的电力。
利用变频器调控速度实现节能减 排,其应用范围极其广泛。泵、风 机、压缩机、挤压机及其它电机 驱动应用领域的电力消耗占整个 工业的三分之二,占世界用电总量 的 40 %。但目前配备变频器的电 机不到 10 %,其中,2.2 kW 以下的 电机驱动应用中,多达 97 % 的电 机根本没有使用任何形式的速度控 制。据估计,如果整个欧洲大陆的 电机驱动都使用变频器,每年总计 可节省 5,000 万 MWh 的电力。这相 当于减少 2,500 万吨二氧化碳1) 排 放,或芬兰全年四分之一的排放。
回报期
由于投资成本、能耗减少以及电力 成本可以获得,所以变频器的经济 效益比较容易计算CONTROL ENGINEERING China版权所有,投资回收期因 此也容易计算。但要对变频器的环 境影响进行量化,则比较复杂。 研究产品制造、使用和处置的环境 影响www.cechina.cn, 一般使用生命周期评估法 (LCA)。ABB 根据 ISO 14000 环境管 理标准的要求,开展产品生命周期 评估工作。生命周期评估涵盖产品 生命周期的所有阶段:从原材料和 零部件的生产到产品的最终处置。 首先收集所有相关的输入和产出数 据,然后,将这些数据与全球变暖 和臭氧损耗等环境影响类别进行比 较。影响类别的选择取决于生命周 期评估的目的,变频器最常用的评 估类别详见图 1 。为了降低环境的 不良影响www.cechina.cn,需要找出影响最大的区 域,然后加以解决。这样,生命周 期评估研究,就可列举出环境设计 及环保化设计和产品开发实践的重 要性。
环境产品声明 (EPDs) 以生命周期评 估的信息 (或结果) 为基础。环境产品声明描述了产品在制造、使用和废 弃处置阶段对环境所造成的最重要 影响。这些数据经独立第三方机构 认证,具有可信度。ABB 出具所有 核心产品的环境产品声明www.cechina.cn,包括变 频器,以及由环境产品声明提供的 与 ABB 的 250 kW ACS800 工业传 动相关的资源利用、能源消费和损 失以及排放等方面的信息,详见图 2 至图 4 。