当前位置: 首页 > 传感测量产品 > 数据采集产品 > 数据采集模块

类型分类:
科普知识
数据分类:
数据采集模块

变频调速节能量的计算方法

发布日期:2022-04-17 点击率:47

一、概述
      据统计,全世界的用电量中约有60%是通过电动机来消耗的。由于考虑起动、过载、安全系统等原因,高效的电动机经常在低效状态下运行,采用变频器对交流异步电动机进行调速控制,可使电动机重新回到高效的运行状态,这样可节省大量的电能。生产机械中电动机的负载种类千差万别,为便于分析研究,将负载分为平方转矩﹑恒转矩和恒功率等几类机械特性,本文仅对平方转矩﹑恒转矩负载的节能进行估算。所谓估算,即在变频器投运前,对使用了变频器后的节能效果进行的计算预测。变频器一旦投运后,用电工仪表测量系统的节能量更为准确。现假定,电动机系统在使用变频器调速前后的功率因数基本相同,且变频器的效率为95%。
      在设计过程中过多考虑建设前,后长期工艺要求的差异,使裕量过大。如火电设计规程SDJ-79规定,燃煤锅炉的鼓风机,引风机的风量裕度分别为5%和5~10%,风压裕度为10%和10%~15%,设计过程中很难计算管网的阻力,并考虑长期运行过程中可能发生的各种问题,通常总把系统的最大风量和风压裕量作为选型的依据,但风机的系列是有限的,往往选不到合适的风机型号就往上靠,大20%~30%的比较常见。生产中实际操作时,对于离心风机﹑泵类负载常用阀门、挡板进行节流调节,则增加了管路系统的阻尼,造成电能的浪费;对于恒转矩负载常用电磁调速器﹑液力耦合器进行调节,这两种调速方式效率较低,而且,转速越低,效率也越低。由于电机的电流的大小随负载的轻重而改变,也即电机消耗的功率也是随负载的大小而改变,因此要想精确地计算系统的节能是困难的,在一定程度上影响了变频调速节能的实施。本文介绍用以下的公式来进行节能的估算。
二、节能的估算
1、风机、泵类平方转矩负载的变频调速节能风机、泵类通用设备的用电占电动机用电的50%左右,那就意味着占全国用电量的30%。采用电动机变频调速来调节流量,比用挡板﹑阀门之类来调节,可节电20%~50%,如果平均按30%计算,节省的电量为全国总用电量的9%,这将产生巨大的社会效益和经济效益。生产中,对风机﹑水泵常用阀门、挡板进行节流调节,增加了管路的阻尼,电机仍旧以额定速度运行,这时能量消耗较大。如果用变频器对风机﹑泵类设备进行调速控制,不需要再用阀门、挡板进行节流调节,将阀门、挡板开到最大,管路阻尼最小,能耗也大为减少。节能量可用GB12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式,即:


也应先计算原系统节流调节时消耗的电能,再与系统变频调速后消耗的电能相减,这不正好是(2)式分子的表示式。因此,要准确地计算节能,还需使用(1)式计算系统节流调节时消耗的电能。
2、恒转矩类负载的调速节能

恒转矩负载变频调速一般都用于满足工艺需要的调速,不用变频调速就得采用其他方式调速,如调压调速﹑电磁调速﹑绕线式电机转子串电阻调速等。由于这些调速是耗能的低效调速方式,使用高效调速方式的变频调速后,可节省因调速消耗的转差功率,节能率也是很可观的。
3、电磁调速系统
      电磁调速系统由鼠笼异步电机、转差离合器、测速电机和控制装置组成,通过改变转差离合器的激磁电流来实现调速。转差离合器的本身的损耗是由主动部分的风阻?磨擦损耗及从动部分的机械磨擦损所产生的。如果考虑这些损耗与转差离合器的激磁功率相平衡,且忽略不计的话,转差离合器的输入?输出功率可由下式计算:


      电磁调速电机为鼠笼式电机,由于输入功率和转矩均保持不变,鼠笼式电机的功率保持不变。损耗以有功的形式表达出来,损耗功率通过转差离合器涡流发热并由电枢上的风叶散发出去。
      由损耗功率公式(10)可以清楚看到,电磁调速电机的转速越低,浪费能源越大,然而生产机械的转速通常不在最大转速下运行,变频调速是一种改变旋转磁场同步速度的方法,是不耗能的高效调速方式,因此改用变频调速的方式会有非常好的节能效果,节省的能量直接可用(10)式计算。

下一篇: PLC、DCS、FCS三大控

上一篇: 索尔维全系列Solef?PV

推荐产品

更多