随着工业化脚步的加快,节能降耗的形式越来越严峻,一些能降低工业损耗的电子产品都涌现出来。变频器和软启动器的应用领域是越来越广,使用也是越发频繁。在电机和风机的控制中,变频调速和软启动节能效果非常明显。
二、 电力能耗分析
为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费,在生产过程中,由于电机的负荷变化范围很大www.cechina.cn,必须实时调节风机水泵等的流量。目前调节流量的方式多为调节阀调节控制工程网版权所有,这种调节方式仅仅是改变了通道的通流阻抗,而电动机的输出功率并没有多大改变www.cechina.cn,往往是电机在全速运行,调节阀通
在电机全压启动时www.cechina.cn,由于电机的启动力矩需要,要从电网吸收 7 倍的电机额定电流,而大的启动电流即浪费电力
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,对电网的电压波动损害也很大控制工程网版权所有,增加了线损和变损。过大的起动转矩产生机械冲击,对被带动的设备造成大的冲击力,缩短使用寿命,影响精确度。如使连轴器损坏、皮带撕裂等。造成机械传动部件的非正常磨损及冲击,加速老化CONTROL ENGINEERING China版权所有,缩短寿命从而增加维护工作量。电机硬启动对电网造成严重的冲击,而且还会对电网容量要求过高www.cechina.cn,启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大,对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用软启动装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。电机启动时启动电流可从0 —— 电机额定电流逐步增加,减少了启动电流对电网的冲击,节约了电费,也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击控制工程网版权所有,延长了设备的使用寿命。三、 变频节能分析
3.1变频器的工作原理
交流电动机的同步转速表达式位:
n=60 f(1-s)/p 式(1)
式中 n———异步电动机的转速;
f———异步电动机的频率;
s———电动机转差率;
p———电动机极对数。
由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0~50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
变频器的作用是通过改变电源的频率来改变电机的转速,也就是通常所说的变频调速。变频器分为交直交、交交变频两大类。目前交直交变频使用比较广泛,它由顺变器、中间滤波环节、逆变器三部分组成。顺变器的作用是将定压定频的交流电变换为可调直流电,通过电压型或电流型滤波器为逆变器提供直流电源。逆变器将直流电源变为可调频率的交流电。顺变器和逆变器都是晶闸管三相桥式电路。滤波器由电容或电抗器组成,为逆变器提