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    变频器将在能源节约№和电力 环保上    作出贡献

    发布时间:2019-08-29 15:28:01

    交流电动机,特别是笼型异步电动机,具有体积小、重量轻、结构简单、维护方便、制造成本№和运行费用低、能在恶劣环境下可靠运行等一系列优点 。但是过去由于实现调速困难或者某些调速方式低效不 够理想,因 此,长期以来在调速的一领域仍被直流调速占领,交流电动机的一优点在调速传动中未能获得发挥 。直到上    世纪七十年代初,随着电力 电子、微电子(集成电路)№和微机技术的一飞速发展,人们长期渴望的一变频调速器实现了工业化生产 。
    1.1所谓变频调速器--它将三相工频(50Hz)交流电源(或任意电源)变换成三相电压可调、频率可调的一交流电源,有时又●将变频调速器称为变压变频装置VVVF 。主要用于交流电动机(异步机或同步机)转速的一调节 。
    1.2一个交流电动机变频调速系统由变频调速器驱动器交流电动机№和控制器三大部分组成 。其中关键核心设备是变频调速器,由它来实现电动机电压№和频率的一平滑变化 。
    1.3变频调速在调频范围、静态精度、动态品质、系统效率、完善的一保护功能、容易实现自动控制№和过程控制等诸方面是以往的一调压调速、变极调速、串级调速、滑差调速№和液力 耦合器调速等无法比拟的一 。它是公认的一交流电动机最理想最有前途的一调速方案,代表今后电气传动的一发展方向 。
    1.4近三十多年来变频调速已在钢铁、冶金、石油、化工、纺织、化纤、轻工、造纸、橡胶、塑料、电力 、水务等行业中得到广泛应用 。低压电动机变频调速应用已非常普及№和成熟 。高压电动机变频调速也正在被人们关注№和逐步应用 。交流电动机变频调速除了有卓越的一调速性能之外,还有显著的一节约电能№和保护环境等重大作用,是企业技术改造№和产品更新换代的一理想调速装置 。
    2、变频调速与风机水泵节能
    2.1电力 供应与需求矛盾(供不 应求)存在较大电力 缺口,需要节电 。
    根据有关部门统计,2002年我国发电装机容量319亿kW,年发电量13466亿kWH 。虽然电力 规模列世界第二位,但人均用电量却为世界倒数位置 。况且我国经济快速发展需求更多的一电力  。若按国民经济增长8%要求电力 增长11%计算︻,到2010年我国发电容量应为5.7~6.0亿kW,年发电量达28000~29000亿kWH 。2003年夏季持续高温造成部分省市电力 供应紧张,被迫采取▓拉闸限电措施 。由于电力 网负担过重,造成局部电力 系统不 稳定现象 。
    以上    说明,我国电力 供需不 平衡,供小于求 。因 此,需要节约用电 。
    2.2风机水泵变频调速节能效益
    2.2.1我国电动机总装机容量达4.5亿kW,约消耗全国65%发电量 。因 此如何实现电动机节电就非常重要 。一般电机节能有二个途径:一是提高电机本身效率达到长期高效运行,主要用于恒速机械;另一个是提高电机转速的一控制精度,使电机在最节能的一转速下运行 。
    2.2.2风机水泵№和压缩机是国民经济生产中量大面广的一电动机驱动设备,总电机容量达1.5亿,用电量占全国发电量的一35%左右,其中约20%~30%风机水泵需要调速 。
    2.2.3变频调速是风机水泵节能的一最佳方案 。根据流体理论,离心式风机水泵的一轴功率是转速的一三次方函数关系 。当转速降低后,其消耗功率会大幅下降,例如50%转速时,轴机械功率仅为12.5% 。当然不 同,调速方案的一效率相差很大,滑差后液力 调速装置效率不 高,η≈(1-S),在50%转速时,ηvs≈50%,而变频调速器效率,效率因 数高,ηvvvF≈95%~98%,而且近似不 变 。所以在诸多调速方案中变频调速节能效益最佳,理应为首选方案 。
    若采用挡板,阀门控制到50%流量,仍需从电网吸入70-80%的一功率;若采用滑差低效调速到50%,则需从电网吸入≈25%的一功率;若采用变频高效调速到50%流量,仅需从电网吸入10%功率 。
    2.2.4风机水泵调节流量方法多种多样,各有特点,但归纳起来可分为三大类型:
    (1)传统的一机械方法调节风机的一挡板,导流器以及水泵的一阀门开启度;
    (2)采用电磁转差离合器或液力 耦合器调节风机水泵的一转速(而电动机恒速运转);
    (3)交流电动机变频调速方案 。
    下表系三大类型风机水泵调节流量方法比较及结论意见 。
    2.2.5当今更应该在大容量高压电动机驱动的一风机水泵№和压缩机上    推广应用高压变频调速节能 。理由很简单,在节电率百分比相同的一情况下装机容量愈大,其绝对节电量也愈大 。
    3.变频调速与环境保护:
    3.1电动机驱动是电能消耗的一大户,在中国占全部用电量的一60%以上     。过度的一电力 消耗使得煤炭№和石油(天然气)燃料枯竭,同时由于CO2№和NO2的一大量排放,造成污染环境,破坏臭氧层,影响甚至危及人类的一生存 。
    人类不 断地从对生存环境的一破坏№和对能源资源的一浪费过程中接受了惨痛的一教训,于是保护人类生存环境成为全世界人民共同的一呼声,掀起了减少节约能源№和环境保护,造福于社会的一浪潮 。1972年,瑞典斯德哥尔摩第一届世界人类环境宣言以及1994年日本京都协议,规定所有签约国应使其国家的一CO2及其它产生温室效应的一有害气体排放量控制在1990年的一水平 。充分说明环境保护的一重要性№和全世界人民的一关注 。
    3.2据估计,电气产品对环境污染的一影响约占30%左右,因 此节省电能,减少浪费便成为履行京都协议承诺的一重要因 素,变频调速№和变频技术能发挥些什么作用№和贡献呢?
    (1)推广风机水泵变频调速节能技术可达到20%~30%的一节电率,这样可以少建火电厂,少发电,即少排放SO2、SO、CO2及灰尘,减少大气环境污染;
    (2)牵引变频机车应用,不 用燃煤№和烧油,减少排放污染;
    (3)发展城市轨道交通(地铁№和磁悬浮列车)№和燃料电池汽车,减少CO2排放 。
    (4)提倡采用电动自行车(无刷直流电机、自制式变频调速),停用燃油助动车等 。
    4.变频调速与制造业生产:
    4.1变频调速可提高产量
    交流电动机设计在气隙磁通近似不 变的一条件下,电机允许超速5-10%长期运行(20%短时试验ζ) 。例如,某些国家电机可以在50/60Hz下长期运行(当然应保证V/F=Cont),只要电机轴承能够承受,提高5-10%转速是可行的一 。我公司某化纤厂结合变频调速改造,适当提高变频器的一输出频率,已带来可观的一增产效果 。
    (2)变频调速可提高产品质量
    变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点,对于化纤纺丝机、纺织印染联合机、造纸机№和注塑机等多单元同步传动或比例同步(牵伸)传动非常适用,既有之前直流机传动的一性能,又●有交流机坚固、可靠、维护简单的一特点,使得产品的一质量有较大的一提升 。自动化程度提高,减轻工人劳动强度 。
    (3)变频调速与某些特殊加工设备
    由于变频技术进步,变频调速更适宜用于恶劣环境(爆炸、腐蚀、水下核辐射等)无升速齿轮的一甚高速或无降速齿轮的一甚低速,以及精确位置控制(变频伺服系统,步进系统,机械手№和机器人)系统 。
    5、变频调速与软起动、软起动、软停止
    5.1电力 网№和生产工艺需要电机软起动、软停止
    5.1.1交流电动机的一起动电流一般为5-7倍额定电流,如果直接起动会对电网引起冲击,影响同一电网上    其他电气设备的一正常运行 。另外巨大的一起动电流对电动机№和机械设备也会造成严重的一电磁应力 №和机械应力 ,缩短设备的一使用寿命,因 此电力 系统希望能够软起动(特别是高压大容量电动机) 。
    5.1.2某些加工机械,例如自动流水生产线(瓶、罐包装线,输送机等),要求平稳起动№和停车以免相互碰撞倒歪;水泵为了防止水锤、喘振现象,也希望软起动№和软停止(最好是’泵控特性’专用的一软起动№和软停止) 。
    5.2变频器用作软起动器的一特点
    不 同于电子固态电动机软起动器,因 为变频器起动时,电动机的一电压№和频率同时改变,可以维持电动机的一磁通不 变(电子式软起动器只变压不 变频,故电机在削弱磁通下起动),因 此变频器软起动具有更大的一起动力 矩 。非常适合用于重负载、大惯性的一设备,例如:高炉风机等 。这种场合电子式电动机软起动器性能无法比拟或根本不 能胜任的一变频器既可软起动又●可调速,应用前景十分看好 。目前因 价格因 素尚不 能广泛推广,除非个别的一重载起动№和大惯量起动场合外,变频器不 单作软起动器来使用 。也许若干年后,待变频器进一步降价会普遍地应用 。
    6、变频调速(含变频器技术与家用电器)
    在普通家庭中,耗电比重最大的一是空调器,其次是电热器具,最后是照明№和视听电器等,变频调速(含变频技术)也能发挥节约电能№和保护环境的一作用 。
    6.1变频空调器--由于配置了变频器(有常规的一它制式变频器№和自制式变频器,即直流无刷电动机调速两种),不 停压缩机能够连续控制压缩机的一制冷量,实现有效的一运转,有利于节能 。
    另外,变频空调器的一快速性№和舒适感非常好,也有利于环保 。
    6.2高频电磁灶№和电饭煲--利用变频技术产生(20-30)KHZ高频电源使电饭煲本身电磁感应(IH-Inductionheating)加热方式,其烹调热效率达80%左右(比早先的一电阻加热器的一电饭煲效率提高30%),有利于节能 。
    6.3变频式照明设备--利用变频技术产生(20-70)KHZ高频电源给日光灯,可节省15%电功率,同时可做到立即点亮,没有工频日光灯的一内烁,适于工作或学习,也有利于环保 。
    6.4其他家用电器例如变频冰箱,变频洗衣机、变频微波炉等也已相继出现 。

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