电机采用变频调速技术的节能效果分析.

焦炉煤气鼓风机采用变频调速技术

的节能效果分析

Energy Saving Analysis on Coal—gas Blower of Coke—oven with Variable Frequency

Speed Control Technology

金立明杨生桥王莉武汉钢铁集轩团能源动力公司(武汉430083

杜强丁宁北京经资风机水泵节能技术中心(北京100037

摘要:介绍了变频调速技术在焦炉煤气鼓风机上的首次应用,根据武钢煤气管网的工况,提出了改造方案,进行了系统设计和现场测试,并作了节能效果及效益分析。

叙词:煤气系统鼓风机变频调速技术节能献承

Ahsth'act:This paper introduces first application offrequency control technology on coal-gas blower.Based Oil practical situation ofWngang gas pipdine net,put forwards improvement sdution and system d8ign.FurLhe㈣,make energy saving effect and benefit analysis accord—ing to

siteⅡM目目Ⅱ℃H枷results

Keywor凼:Coal-gas system Blower Variable frequency删contcol technology Energy saving

l刖置

武汉钢铁集团能源动力公司燃气厂担负着整个武钢厂区的生产用气和生活用气。为保证系统用量和管网压力,设有三个煤气加压站,要求管网压力保持在23kPa 左右,因加压站分布远,煤气管线长.用户多.用量不平衡,日供气量波动大,在保证用量的情况下,管网压力只能由运行人员调节挡风门来控制。为稳定中压焦炉煤气主干

线压力.降低焦炉煤气鼓风机电耗,对第三煤气加压站焦炉煤气鼓风机(4+、5‘进行了变频改造,取得了显著的技术经济效果。

1.1鼓风机主要工艺参数

焦炉煤气鼓风机型号:c750—1.286/1.061

进口介质:焦炉煤气进13流量:7鼬一/面n

进口压力:0.104MPo(绝出口压力:O.1261MPo(绝

升压能力:22kP.进121介质密度:O.4284吲矗

主轴转速:2980r/iron所需功率:351kW

配用电机型号:JB0710SI

电机容量:500kW转速:2980r/min

额定电压:6000V额定电流:59.5A

负载类型:平方转矩负载

额定出气量:45000矗,,J、时/台实际出气量:30000o,,J、时/台总管网用气

量:120(】00-150000ms主管网工作压力:23—26kP,

电机功率因数:0.85

2鼓风机调速节能原理

焦炉煤气鼓风机都采用离心鼓风机调节流量和系统管网压力,由于考虑生产过程中工况的不断变化、用户用量的增减和其他多种因素的影响。设计选型时,离心鼓风机必须按所需的最大风量设计,通常预留较大富裕量。为此,原设计选配的鼓风机的额定风量为45000矗/h。为满足系统流量和管网压力变化的要求,在煤气管道中设有电动阀门、调节翻板和大、小循环管等装置。电机的转速不可调,只能通过调

节调节翻板的开度(0—90。来控制风量和平衡系统压力。鼓风机正常运行时,有时调节翻板的角度只有30~柏%,风量比设计的最大风量小得多,很多情况下风机都是在低负荷下运行。这种通过增加系统阻力来改变风量和平衡系统压力的办法,在翻板上产生很大的能量损耗,造成大量的电能消耗。风机的能耗与机组的转速有关,风机的风量O正比于转速n;风压H正比于n2;轴功率N正比于n3,当转速n减少时,其实际功率按转速n3的比例降低。让调节翻板全开,采用电机变频调速的方式,风机的转速随系统流量或压力的变化而改变,节电效果十分明显。

3改造方案的确定

第三煤气加压站一般情况下运行二台焦炉煤气鼓风机,管

-849?

网压力24kPa左右。风机的电动机不作改动,将其中一台改为变频控制运行。改造后的变频风机和工频风机能并列运行,在保证正常流量的情况下,管网压力要求控制在22kPa左右。

根据工艺要求,对系统管网和运行工况进行了认真分析,反复论证,并作了理论计算。

3.1变频风机节电理论计算

?风机升压能力为:

P=01261Mpa一0.104Mpa=0.0221MPa一22kPa ?风机人口压力:4.5kPa

?改造后风机应升压:

P1=22kPa一4.5kPa=17.5kPh

?压力比值:

PUP=17.5/22=079S≈0.8

?变频器输出频率:

根据公式H/P=(Nl,N2=(Fl/V2

08=(R/502

Fl=4472(1-k

?速度下调:

(50—4472÷50×100%一1056%

-变频风机节能

能耗比为W1/W=(N,/N3=(E/F3=(44.72/503

=0.70

节能为30%

?风机用电量计算:

风机改造前工频运转情况哀

序号电压KV电流A压力MPa 16542l6

26542l8

365021.9

4650220

根据上表改造前风机年用电量:

O前=1.732×uXlX C0曲X24×330

=1732×6X52X0.85×24小时X330工作日一364万度

改造后理论节能30%时风机年用电量:

Q节=Q前X30%

=364×0.3—109万度

3.2变频风机实际节电计算

?改造后风机变频调速运行情况裹

频率电压电流压力

流量大瓦小瓦

(地(kv(A“-Pa温度温度

41492022l31科2023 414.9202I.3314862426

850

频率电压电流压力大瓦小瓦(№(kv(A(kin

流量

温度温度

43.150522224494543334

44153028228401263734

422503202223J92l2123

44349626220329922529?根据上表计算变频改造后年实际用电量: Q后=1.732×U×I×c0∞×24×330

=1.732x6X22x0.95×24x330≈172万度

?变频改造后年实际节电量:

△Q(实际节电量=Q前一Q后

=364万度一172万度=192万度

3.3变频调速可行的技术方案

33.1采用一台变频器驱动两台焦炉煤气鼓风机的一拖二控制方案。

33.2两台焦炉煤气鼓风机分别带有工频旁路,提高风机运行的安全性。

3.3.3风机的拖动电机容量为500kw,对于这种大惯量负荷的风机,不可避免发生风机喘振现象,采用跳频技术跳过风机共振点。

3.3.4减小风机电机起动对电网的冲击电流,实现电机的软起动。

3.3.5控制方式有手动和自动控制,自动控制操作由上位机s5—155U实现。

4系统设计

根据确定的改造方案和工艺要求,选用了美国罗宾康公司(ROBICON生产的完美无谐波型高压变频器。其主要技术特点:采用多重化脉宽调制技术,输出谐波小,消除了谐波引起的转矩脉动,使电动机的发热及噪声大大减小,可使用普通电动机。焦炉煤气鼓风机采用变频调速,将原来的调节翻板全开,通过变频实现风机电动机转速的改变以调节风量大小,而保证系统管网压力。煤气管网压力控制系统示意图(图1。

控制系统采用闭环控制,系统要求控制的压力值由手操器给定(4—20mA电流信号,压力反馈信号经压力变送器检测后.再由DCS供给。压力比较和PID运算均由变频器内部完成,比例增益0.1;积分增益0.1;微分增益0。其结果作为变频器给定信号,以控制电动机转速,使管网的压力稳定在压力设定值上.碉到自动跟踪管网压力的目

的。同时,通过变频器的模拟量输出接口将管网压力、实际电压、电流、频率反馈到操作台上的一次仪表。相应的电气联锁由eLC(SS-USU完成。

5变频器主要参数设置及保护

5.1按照变频器的参数和电机参数正确设置各

项菜单参数

6000V

图1煤气管网压力控制系统示意图

5.1.1高压变频器铭牌参数如下:

NxG Harmony Drive P/N:3[00(】006;S/O:918693t.

额定功率500kw,额定输入电压60GOVAC、50也、67.3A。

输出频率0—50Hz,输出电压0—6000VAC,额定输出电流70A。控制电源380V,50m,20A。

512电机铭牌参数为:

额定功率500kw,额定电压6000VAC,额定转速2980rpm,额定电流59.5A.

5.2变频器及电机保护主要参数整定:

5.2.1过负荷保护:反时限,1.2xIn(In为电机额定电流,60秒。

5.2.2过流保护:1.5×k。

5.2.3过压保护:7200V。

5.2.4超速保护:105%×Ne(Ne为电机额定转速。

5.2.5接地保护:5%×Un(Ur.-额定输出电压。

52.6加速时间:(60秒,调试时决定。

5.2.7减速时间:(60秒,调试时决定。

5.28速度给定丢失时保持原速度。

变频器的自身定义、硬件故障、软件故障和其它报警条件(具体见说明书。

另将变频器控制类型设置为开环矢量控制(OLVC。风机负载,起动时间60s、停止时间90s,最小钳位嘶%,最大钳位100%,反向最大速度限值0.对一台工频风机与一台变频风机并列运行时,关键是变频风机下限频率的设置,要防止回流和风机喘振,可利用变频器的谐振频率菜单,通过定义跳跃频率和跳跃带宽来回避机械共振。经反复调试后,最后将下限频率设置为43lk。6系统测试

6.1变频器测试

(1就地启动变频器,使变频器处于OLTM(开环测试方式运行状态,测试电网电压波形正常。

i{:

:.{

p《

八

簿!∥甏氧1

^

。≥≮-。㈦l≮一虹?}}

U飞蜓∥0i

电网A相(Chl,B馆(Ch2电压波形

图2电网A相(Chl,B相(Ch2电压波形

(2测量变频器的输出电压波形和有效值。

’冬‘?:一^^翩

L~L_

l V0一}V0∥鬃

000vOc

栏甾器

“2Freq

280mV 25%速度时输出A相(Chl,B相(Ch2电骶波形

图3

表1五号焦炉煤气加压机变频运行。空载运行情况

翻板管网压力电机电阿一次二次

系统序号开度压力给定频率电压电流电流

状况%Ida%Hz kV A A

l0225805025966178正常20226805025.96618正常3023.0805025.976183正常4023.58049.85.86122l7正常50227805025.976177正常(3将变频器控制方式设置为开环矢量模式(OLVC。变频器带电机调试。适当改变变频器的有关参数。测试相关点波形正常。

?851?

厂￥、i

烈瓜:}

r /’舡’\:恁弦1

\.

￥

f

:/k

、,

‘

.,上

妁

’l、l y I X ●

;\y:

y,!Y 。;\,’陟{\

图4

50%速度时输出A相(chl,B相(ch2电压波形图6

50%速度时电机A相电压(chl电流(cll2波形

●

.0絮。了j’《

X ;.

1|爹

1

,、

》_

r

渊■

,

黟

o o ◇■l

i

图5

100%速度时输出A相(011,B相(ch2电压波形

6.2实际运行情况

(1表1是二号机工频运行,调节翻板开度为20%,五号机变频运行,调节翻板开度为O%,变频器空载运行情况。人工调节二号机调节翻板开度来保证系统管网流量和管网压力。

(2表2是二号机工频运行,调节翻板开度为20%,五号机变频运行.压力给定24kPa,调节翻板开度.变频器负载运行情

况。

裹2五号焦炉煤气加压机变颈运行

压力给定24kP8.负载运行情况

翻板管嘲

压力

电机电两一次二次

序号

开度

压力

给定

频率电压

电流

电流

系统

%

kPa %

m

kV

A

A

状况

l

1523.6

8049.55.9012222正常215 23

8

8045

l

5.4018288正常3

50

24,080

45.2

5.45

3t5

447

正常

结果:管网压力24k1】a时,变频下限频率为44.91tz

(3表3是二号机工频运行.调节翻板开度为加%,五号机

变频运行.压力给定23kPa,调节翻板开度100%,变频器负载运?852?

1bk^Ill:soks#s

e13

0.000

VDC

行情况。

矗矾

箍;篇

岛勰裂

100%速度时电机A相电压(chl电流(Ch2波形

裹3五号焦炉煤气加压机变频运行

压力蛤定23kPa,负载运行情况

翻板

管阿

压力电机

电网

一次二次序号开度

压力

给定

频率

电压

电流

电流

系统

%

kPa %

地

kV

A A

状况

l 100 225765442 530

24

36.6正常2t00

22.6

765

43.752422346正常

3

100234

76.5

43.15.162l

335正常

d

10023l 76542.05021828.1正常5 100

229

76.5

417

502

17

296

回流

结果:管网压力23kPa时,变频下限频率为41.8Hz

(4表4是二号机工频运行,调节翻板开度为20%,五号机变频运行,压力给定22kPa,调节翻板开度100%,变频器负载运行情况。

结果:管网压力22kPa时,变频下限频率为40.8Hz

(5表5是二号机工频运行,调节翻板开度为o%(回流阀

开,五号机变频运行,压力给定23kPa.调节翻板开度100%,变

频器负载运行情况。

衰4五号焦妒煤气加压机变频运行。

压力给定22kPa。负载运行情况

翻板管网压力电机电网一次二次

序号开度压力给定频率电压电流电流

系统%kPa%}k kV A A

状况l10022l73542.350520323正常210022273542250320332正常310022373542.04981830l正常410022273542.350420324正常

510022l73540.74901426.1回流表5五号焦炉煤气加压机单台变频运行

压力给定23kPa。负载运行情况

翻板管网压力电机电网一次二次

序号开度压力给定频率电压电流电流

系统%kPa%}k kV A A

状况l10022.973546.05.3530383正常210023.573543552228414正常310022373543.55.223044l正常410022073542.75.1228428正常

510022.573.541.049122348回流结果:管网压力23kPa时,变频下限频率为41.8Hz

7改造效果及效益分析

通过对二号机工频运行与五号机变频运行的比较,以及五号机变频运行的实际情况,在系统工况条件相似的情况下,变频风机始终在43也左右运行,实际节电率比理论计算的还要高。同时,风机在相同负荷下变频运行,风门开度也是影响风机变频运行节电率的重要因素。变频风机在全负荷运行时仍可降低电耗。这是因为风机一般都有较大的余量。

焦炉煤气鼓风机采用变频调速后,其调速范围大,受机组负荷影响小,与工频风机并列运行动态响应快。

变频风机实现了软起动,风机在低频下起动,电流很小,避免了原来在较大的惯性负荷情况下,数倍于额定起动电流对电网和机械设备的冲击。另外,提高了功率因数,完美元谐波型高压变频器功率因数总在0.95以上。

风机转速的降低,减缓了风机叶轮、轴承和密封件的磨损,变频风机的振动明显好于其他工频风机,有利于延长电机和风机的使用寿命。

焦炉煤气鼓风机采用变频调速技术,节能效果明显。变频风机在43}k下运行,机后压力保持在23kPa,转速下降23%,风机每天运行24小时,若年运行330天,风机年节电量为192万kwh。电价以04元/kWh计,每年约为76.8万元。设备回收期为两年左右。

8应用前景

变频调速技术在焦炉煤气鼓风机上的应用,节能降耗。同时,系统性能稳定,工作可靠,操作简便,减轻了运行人员的劳动强度,深受运行人员和维修人员的欢迎。能源

动力公司还有焦炉煤气鼓风机、转炉鼓风机、高炉鼓风机二十多台;锅炉引风机、送风机二十多台和大量的高压水泵。变频调速技术将会得到更广泛的应用。

(上接第859页

对程序中的手动运行、连锁保护、故障报警、开启关闭闸阀等部分也对照梯形图程序清单进行逐一检查。

6.2变频器参数设置与调试

上限频率:50tk;下限频率:25m。

变频器H调节器的调试:P值大,则负载变化后供水压力恢复得快,但是容易产生振荡,水泵在“工频一变频”之间频繁切换。I值大,克服振荡的效果好,但供水压力恢复较慢。反复调节P、I值,直到既不振荡,供水压力又恢复得最快为止。

7结束语

完成PLC模拟调试后,再到现场去实行系统的统一调试获得了成功,达到了设计的目的,体现了PLC控制的变频恒压供水系统压力稳定、设备耐用、节能能源的先进性和科学性。这种“一拖二”标准化编程方法也可以推广到“一拖三”、“一拖四”……“一拖N”,也可以推广到“二拖三”、“三拖四”等各种类型的变频恒压供水系统中去。

参考文献

(1廖常初主编可编程序控制器的编程方法与工程应用重

庆:重庆大学出版社2001年

(2张燕宾编著SPWM变频词速应用技术(第二版北京:机械工业出版社2002年

(3林辛畴住宅小区变频恒压供水系统的“傻瓜”型设计深

圳:《变频器世界l002年11期

(4DV卜PLc可程序逻辑控制器使用手册上海中达一斯米

克电子有限公司

(5加CROMASIER Eeo&MIDIMASIER Eeo操作手册德国西门子公司

作者简介

林辛畴,男,长沙锐菱工业自动化设备有限套司电气工程师,毕业于中南大学工业自动化专业,主要从事PLC度变频调速控制系统的设计与应用、电力配电设备厦自动化系统设计。曾在《变频器世界》等专业杂志上发表多篇,o_18技术的文章。

?853

焦炉煤气鼓风机采用变频调速技术的节能效果分析作者: 作者单位: 金立明, 杨生桥, 王莉, 杜强, 丁宁金立明,杨生桥,王莉(武汉钢铁集轩团能源动力公司(武汉, 杜强,丁宁(北京经资风机水泵节能技术中心(北京相似文献(2条 1.期刊论文卢凤莉.李振华.陈波.董珍亚鼓风机负压管道裂纹修补技术的应用 -燃料与化工2006,37(5 煤气鼓风机是焦化厂的心脏设备,与其相关的煤气管道也是焦化生产的重要设施.焦炉要正常生产就必须保证鼓风机连续运行,另一方面煤气系统要保持较高的气密性,以防止外部空气进入,造成煤气含氧超标而引起爆炸. 2.期刊论文段润娥饱和器阻力增长过快的原因及对策 -燃料与化工2003,34(3 1问题提出下. 化产车间1号饱和器自1990年以来运行状态一直不稳定,1999年以后情况更为严重(表1,最长运行周期仅为42天,且饱和器的阻力经常超标,最短时不足一周就被迫停车,致使鼓风机后压力超标,气封憋漏,饱和器加酸制度混乱,水平衡破坏等情况频繁发生,严重影响煤气系统的正常运行.再加上因饱和器频繁倒换和检修而使硫铵的生产成本居高不本文链

接:https://www.docsj.com/doc/6c328475.html,/Conference_4505486.aspx 下载时间:2010年4月6

日

同步电机变频节能改造

550kW/10kV同步电机变频节能改造 The Energy-saving transform of the inverter in synchronism motor 550KW/10kV 吴加强成都佳灵电气制造有限公司四川成都610041 Wu jiaqiang (Chengdu Jialing Electric manufacture corporation Chengdu city Sichuan 610041) 摘要：现阶段采用IGBT电压型高压变频器实现高压同步电机的速度及位置开环控制是很困难的。本文根据客户现场工况，提出了采用专用的JCS型IGBT高压变频器，实现高压同步电机拖动活塞式空压机的变频调速改造，取得了良好的运行效果和节能效果。关键词：高压同步电机；高压变频器；速度和位置开环控制；励磁；恒压力；节能Abstract: It difficult of Adopt HV inverter realize HV synchronous speed and position of synchronism motor open-loop controls at the present. Customer's on-the-spot operating mode of the foundation of this paper, has proposed adopting the special Model JCS IGBT HV inverter, realize HV synchronous motor pull piston type frequency conversion of air compressor adjust and transform rapidly, have made the good operation result and energy-saving result. Keyword: HV Synchronous motor; HV inverter; speed and position open-loop control; Excitation; constant pressure; Energy-saving 1、前言现阶段采用IGBT电压型高压变频器实现高压同步电机的速度、位置开环控制是很困难的；目前在国内基本应用无相关案例。我们根据客户现场工况，提出了采用专用的JCS型IGBT高压变频器，实现了高压同步电机拖动活塞式空压机的变频调速改造，取得了良好的运行效果和节能效果。包头铝厂电解四公司空压车间现有五台活塞式空压机，主要用于为后级生产设备提供高压气源，其适配电机为TK550-12/1430(10kV/550kW)同步电机。正常生产时，五台空压机三用两备。工艺要求设备恒压力运行，风压在0.5-0.6Mpa之间。实际上，在工频条件下，设备往往运行在低于0.45Mpa，高于0.8Mpa的风压范围，不能满足正常的生产工艺要求，生产用风量极不稳定。风压调节采用风门手动调节，这样的运行操作方式，既耗能又操作慢而复杂。风压高时将风门开度增大，并及时排空降压，反之减小；当后级设备用风量需求大时，开三台空压机且要求风门开度很小才能满足要求，而用风量小时则开两台空压机就能满足要求。由于该系统负荷变化范围较大，采用变频调速具有很大的改造节能空间。 2、节能分析空压机是耗电量大的机械流体性质设备。采用不同的流量调节方式，所耗的电能不同；风机为典型的平方减转矩负载，下面以风机的工作特性来分析节能原理。风机的电动机轴功率P与其流量Q，风压H之间的关系式如下： P∝Q×H 当电动机的转速为n1、n2时，流量Q1变化到Q2，此时Q、H、P相对于转速的关系：Q2＝Q1×（n2／n1）（1）H2＝H1×（n2／n1）2 （2）P2＝P1×（n2／n1）3 （3）由式（1）（2）（3）式可以看出，调节电机转速即可调节流量，风压与转速的2次方成正比, 风机轴功率（功率输出）与转速的3次方成正比，从理论上讲，速度降低10％时会带来30％左右的功率下降，由于功率的大幅度降低，可获得显著的节能效果显著。下表为调速后与调速前功率理论比值表：n2／n1 100％90％85％80％70％60％50％P2／P1 100％73％61.4% 51% 34% 21.6% 13.0% 节电率0 27% 38.6% 49% 66% 78.4% 87% （a）（b）压力转速N2时转速N1时阻力曲线0 Q1 H1 H2 功率P 转矩T 功率与转速的立方成正比转矩与转速的平方成正比0 Q2 转速100% 图1(a) 风机的压力与流量的关系曲线图1(b) 转矩与电机速度的关系曲线根据上述的节能分析表明，采用变频

变频水泵节能原理及分析

变频水泵节能原理及分 析 Revised as of 23 November 2020

前言 离心式水泵在我国当前的工农业生产和人民日常生活中起到很大的作用，水泵使用三相异步电动机进行拖动，其流量和压力等控制对象大多采用管道阀门截流的调节方式。这种人为增加管阻的调节方式虽然满足了生产生活所需的对流量的控制，但是浪费了大量的电能，不是一种经济的运行方式。在电力能源越发短缺的今天，找寻并普及一种既经济又方便的水泵运行方式，对节能工作有着重大的意义。 1、离心式水泵工作特性 离心式水泵工作原理 离心式水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械。由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。起动前应先往泵里灌满水，起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转，水作离心运动，向外甩出并被压入出水管。水被甩出后，叶轮附近的压强减小，在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多，外面的水就在大气压的作用下，冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出，并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转，水就源源不断地从低处被抽到高处。 泵类负载特性分析 为适应用户用水量的变化，调节出水流量，现通常采用两种方法来完成流量的连续调节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流，以改变出水流量；另一种是泵的调速控制，调节泵的转速来改变出水流量。图1为水泵调速时的全扬程特性（H—Q）曲线。

图1 水泵调速时的H-Q曲线 在上图中，曲线n0表示，管路中阀门开度不变时，水泵在额定转速下的扬程—流量曲线。R1表示水泵转速不变时，全扬程与流量之间的关系曲线，又称管阻特性曲线。H0为供水量Q接近0时，所需的扬程等于实际扬程，其物理意义是：如果全扬程小于实际扬程，系统将不能供水。 由上图可知，水泵的扬程特性曲线和管网的管阻特性曲线有交叉点，这个点就是水泵工作时既满足扬程特性又满足管阻特性，供水系统工作于平衡状态，系统稳定运行。 在使用管道阀门控制时，当流量要求从QA减小到QB，就必须减小阀门开度。这时供水管道的阻力变大，管阻特性曲线从R1移到R2，扬程则从HA上升到HB，运行工况点从A点移到B点。 在使用水泵调速控制时，当流量要求从QA减小到QB，由于阀门开口度不变，管道的阻力曲线R不变，此时水泵的特性取决于其转速。如果把速度从n0降到n1，运行工况点则从A点移到C点，扬程从HA下降到HC。 根据离心泵特性曲线公式： 其中：P——为泵使用的工况点轴功率（KW）； Q——为使用工况点的水压或流量（m2/s）； H——为使用工况点的扬程（m）； ρ——为输出介质的密度（kg/m3）； η——为使用工况点的泵的效率（%）。 由公式1，可得出在使用阀门调节时，水泵运行在B点的轴功率，和用转速调节时，水泵运行在C点的轴功率分别为：

变频调速技术的作用和节能原理

一、变频调速技术的作用和节能原理 1、变频节能： 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，在压力偏高时，可降低电机的运行速度，使其在恒压的同 时节约电能。 当电机转速从 N1 变到 N2时，其电机轴功率（P）的变化关系如下： P2／ P1 = （N2/N1）3 ，由此可见降低电机转速可得到立方级的节能效果。 2、动态调整节能： 迅速适应负载变动，供给最大效率电压。变频调速器在软件上设有 5000次/秒的测控输出功能，始终保持电机的输出高效率运行。 3、通过变频自身的V/F功能节电： 在保证电机输出力矩的情况下，可自动调节V/F曲线。减少电机的输出力矩，降低输入电流，达到节能状态。 4、变频自带软启动节能： 在电机全压启动时，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，对电网的电压波动损害也很大，增加了线损和变损。采用软启动后，启动电流可从0 -- 电机额定电流，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，延长了设备的使用寿命。 5、提高功率因数节能： 电动机由定子绕组和转子绕组通过电磁作用而产生力矩。绕组由于其感抗作用。对电网而言，阻抗特性呈感性，电机在运行时吸收大量的无功功率，造成功率因数很低。 采用变频节能调速器后，由于其性能已变为： AC－－ DC －－AC，在整流滤波后，负载特性发生了变化。变频调速器对电网的阻抗特性呈阻性，功率因数很高，减少了无功损耗 根据负载转速的变化要求，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的，以获得合理的电机运行工况。在不同的转速情况下，均保持较高的运行效率，不仅降低了电能消耗，同时能改善启动性能，保护电机及负载设备免受瞬

变频器在风机上的应用

一、概述： 目前在我国各行各业的各类机械与电气设备中与风机配套的电机约占全国电机装机量的60%，耗用电能约占全国发电总量的三分之一。特别值得一提的是，大多数风机、水泵在使用过程中都存在大马拉小车的现象，加之因生产、工艺等方面的变化，需要经常调节气体和液体的流量、压力、温度等；目前，许多单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体或液体的流量、压力、温度等。这实际上是通过人为增加阻力的方式，并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体、液体流量调节的要求。这种落后的调节方式，不仅浪费了宝贵的能源，而且调节精度差，很难满足现代化工业生产及服务等方面的要求，负面效应十分严重。 变频调速器的出现为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频调速性能日趋完美，已被广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益，推动了工业生产的自动化进程。 变频调速用于交流异步电机调速，其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。而且结构简单，调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著，已经成为交流电机调速的最新潮流。 二、变频节能原理： 1. 风机运行曲线 采用变频器对风机进行控制，属于减少空气动力的节电方法，它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较，具有明显的节电效果。 由图可以说明其节电原理： 图中，曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H―Q）特性，曲线（2）为管网风阻特性（风门全开）。曲线（4）为变频运行特性（风门全开） 假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出，风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然，轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q―H）特性，如曲线（4）所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。显然，节能的经济效果是十分明显的。 2.风机在不同频率下的节能率

DB13_T2025-2014电动机系统变频调速节能改造规程

ICS03.080.01 A 12 DB13 河北省地方标准 DB 13/T 2025—2014 电动机系统变频调速节能改造规程 2014-07-07发布2014-07-31实施河北省质量技术监督局发布

DB13/T 2025—2014 前言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由石家庄市质量技术监督局提出。 本标准起草单位：河北玖翔节能技术有限公司、河北省冶金行业协会、石家庄经济学院、河北省产 品质量监督检验院、石家庄市节能监察中心。 本标准主要起草人：刘庆荣、焦辉广、王大勇、刘勇军、杨计延、陈俊芬、秦彭、于洋、刘东水、 王孟。

电动机系统变频调速节能改造规程 1 范围 本标准规定了电动机系统变频调速节能改造的总则、改造、验收与维护服务。 本标准适用于电动机系统变频调速节能改造项目。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 24915 合同能源管理技术通则 GB/T 13471-2008 节电技术经济效益计算与评价方法 GB 50168 电气装置安装工程 电缆线路施工及验收规范 GB/T 19012-2008质量管理 顾客满意 组织处理投诉指南 3 总则 3.1 基本原则 电动机系统节能改造应遵守国家法律法规及产业政策要求，执行国家、行业和地方相关技术标准的规定，遵循安全、环保、节能、适用的原则。 3.2 基本要求 3.2.1 节能改造单位应具备电动机系统能耗基准确定及测试能力，并与之相匹配的技术人员和检测仪器。 3.2.2 现场设备工况采集时须遵守用能企业相关安全操作规程。 4 改造 4.1 改造准备 4.1.1 确定改造意向 根据用能单位电动机系统的能耗管理现状、拟改造的节能项目需求，确定改造意向。 4.1.2 采集电动机系统设备工况 统计了解用能企业电动机系统的运行情况，采集各设备数据。采集数据时应以实测数据为主，同时采集额定数据及1年内运行记录。工况采集表参见附录A。 4.1.3 进行节能诊断 4.1.3.1 计算、分析采集数据，确定节能潜力。

一次风机变频改造及节能分析

一次风机变频改造及节能分析 摘要：介绍了某电厂一次风机的变频改造方案，给出了一套可靠的控制策略。比较了一次风机变频控制和工频控制的节能效果，阐述了变频控制技术在电厂节能降耗的效果，对降低厂用电率，提高机组运行效率有很大的意义。 关键词：一次风机;变频改造;控制策略;节能 Abstract: A certain power plant is introduced of the primary air fan frequency converter design, and design a reliable control strategy for the primary air energy-saving effect of adopting transducer fore-and-aft is compared, which has practical meaning on reducing power plant curl consumption and increasing unit running efficiency. Key words: induced draft fan; frequency converter reconstruction; control strategy; energy-saving 1引言 在火力发电厂中，一次风机是最主要的耗电设备之一，这些设备都是长期连续运行并常常处于变负荷运行状态，其节能潜力巨大。发电厂辅机的经济运行，直接关系到厂用电率的高低。随着电力行业改革的不断深化，厂网分家、竞价上网等政策的逐步实施，降低厂用电率，降低发电成本，已成为发电厂努力追求的经济目标。在目前电力短缺的情况下，厉行节能，已经被推到了能源战略的首位。 2设备概述 华电集团某电厂一期工程采用2×330MW国产亚临界、燃煤空冷抽汽凝汽式供热机组，锅炉、汽轮机均采用上海电气集团公司设备。其中锅炉型号SG-1170/，为亚临界参数汽包炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。每台锅炉配四台钢球磨煤机，一次风机为静叶可调轴流风机。 3 一次风机变频改造方案 % 主要设计原则 目前，交流调速取代其它调速及计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流调速技术是节能、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速、启动和制动性能、高效率、高功率因素和节电效果、广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。

风机变频调速节能改造的分析及计算

风机变频调速节能改造的分析及计算 张恒谢国政张黎海 （昆明电器科学研究所，云南昆明 650221） 摘要：以变频调速改造来达到调节工业工程所需风量成为目前实现电机节能的一种主要途径。当我们进行变频节能改造时，投入和收益是必须认真考虑的，收益就涉及到节能量的计算。在变频器未投运之前，计算节能量是比较困难的。本文通过分析变频节能的原理，介绍了针对阀门及液力耦合器调节流量系统的变频改造的节能估算的一些思考及方法。 关键词：风机变频节能原理调速节能阀门液力耦合器节能估算 一、 引言 在工业生产、发电、居民供暖（热电厂）和产品加工制造业中，风机水泵类设备应用范围广泛。其电能消耗和诸如阀门、挡板、液力耦合器等相关设备的节流损失以及维护、维修费用约占到生产成本的7%~25%，是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入，以及能源的危机，节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。变频调速因其调速效率高，力能指标（功率因数）高，调速范围宽，调速精度高等优势，又可以实现软起动，减少电网的电流冲击及设备的机械冲击，延长设备使用寿命，对于大部分采用笼型异步电动机拖动的风机水泵，变频调速不失为目前最理想的调速节能方案。 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量是困难的，这在一定程度上影响了变频调速节能改造的实施。

二、 变频器节能的调速实质和原理 节约能源最根本的方法就是要提高能源的利用率，所谓的“节能”，不仅仅是节省能耗，还包括不浪费能源，用一句最简单的话说就是：“需要多少，就提供多少!” 变频器本身不是发电机。在变频器应用到风机等平方转矩负载的工业场合中，其节能原因不是由变频器本身带来的，而是通过变频器的调速特性来减小风机输出流量以适应工况中实际所需流量。 叶片式风机水泵的负载特性属于平方转矩型，即负载的转矩与转速的二次方成正比。风机水泵在满足三个相似条件：几何相似、运动相似和动力相似的情况下遵循相似定律；对于同一台风机（或水泵），当输送的流体密度ρ不变仅转速改变时，其性能参数的变化遵循比例定律：流量 (Q)与转速(n)的一次方成正比；扬程（压力）H 与转速的二次方成正比；轴功率 (P)则与转速的三次方成正比。即： ''n n Q Q = ; 2''(n n H H = 2''(n n p p = ; 3''(n n P P = 当风机、水泵的转速变化时，其本身性能曲线的变化可由比例定律作出，如图1所示。因管路阻力曲线不随转速变化而变化，故当流量由Q1变至Q2时，运行工况点将由A 点变至C 点。 图1风机流量、压力特性

变频节能技术应用分析

变频节能技术应用分析 发表时间：2009-12-04T11:31:02.450Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年10月下旬刊供稿作者：王栋 [导读] 变频技术，就是通过技术手段，来改变用电设备的供电频率，进而达到控制设备输出功率的目的 王栋（广东电网公司惠州供电局） 摘要：变频技术，就是通过技术手段，来改变用电设备的供电频率，进而达到控制设备输出功率的目的。变频技术随着微电子学、电力电子、计算机和自动控制理论等的发展，已经进入了一个崭新的时代,完全成熟的技术，也使其应用进入了一个新的高潮。它是通过变频调速改变轴输出功率，达到减少输入功率节省电能的目的。是感应式异步电动机节能的重要技术手段之一。 关键词：变频器节能技术 0 引言 对于异步电动机通过调速达到节能目的方法很多，如：调压调速,又称为滑差调速；变极对数调速和品闸管串极调速等等，根据不同的负载性质，有针对性的选择。在各种调速节能中，利用变频调速，是异步电动机调速效果最好、最成熟、最有发展前途的节能技术。 1 变频器控制对像： 变频器应用，可分为两大类：一种是用于传动调速，另一种是各种静止电源（静止电源暂且不讲）。变频传动调速，其应用目的就是通过对电机调速来达到节约能源。控制对象就是在动力设备上实现电—机转换的电动机。这是由感应式异步电动机的性能和特征决定，其次是由于所带的负载对电机调速的负荷适应性所决定。由电机转速的数学公式我们知道，电机的实际转速，主要取决于电机定子的旋转磁场（n1=t*f/p）。对一个绕制好的电机，其旋转磁场转速完全取决供电频率，t 为时间常数，P为电机的极对数，n1正比电源频率f，从电机的结构上我们看到定、转子之间没有任何电的连接，基于磁场感应和机械惯性，转子的转速和定子旋转磁场的转速总是不同步，差一个转差数（一般为n1的1%-1.8%,）称为转差率S，由此可见电机的转速也正比于电源的频率。n2=t*f(1-s)/p从异步电动机变频时机械特性曲线中，我们不难看出转速的变化对电机的转矩影响较小，对于传动机械功率要求完全可以满足。变频调速控制是在降低输出频率的同时输出电压也相应降低，转矩正比输出电压。转矩也会有些减少。这种纯电气调速系统是人为地改变电动机的机械特性来获得不同的转速，直接与拖动机械相连接不需原机械设备做任何调整，这对于节能改造成本，保持原有机械性能都大有好处。变频传动调速的特点是：①不用改动原有设备包括电机本身；②可实现无级调速，满足传动机械要求；③变频器软启、软停功能，可以避免启动电流冲击对电网的不良影响，减少电源容量的同时还可以减少机械惯动量，减少机械损耗；④不受电源频率的影响，可以开环、闭环手动/自动控制；⑤低速时，定转矩输出、低速过载能力较好；⑥电机的功率因数随转速增高功率增大而提高，使用效果较好。 2 节能变频控制 机电设备配合设计原则：电机的最大功率必须满足负载下的机械功率和转矩，对于不同的负载，最大值并非时时刻刻都发生、负载的变化是非线性的，而电机的输出功率却是恒定的，这就意味着在非最大负载时电机输出了相当一部分多余功率，电能也就白白浪费掉了。风机、水泵类就是较典型例子。 风机、水泵类风量和流量的控制在过去很少采用转速控制方式，基本上都是由鼠笼型异步电动机拖动，进行恒速运转，当需要改变风量或流量时，事实上都采用调节挡风板或节流阀。这种控制虽然简单易行，能满足流量要求，但对电机来讲，从节省能源的角度来看是非常不经济的。生产中很容易检测出来。 这类设备一般都是长时间运行，甚至很久不停机。在实际检测中发现，除在极短时间流量最大值外，近90％时间运行在中等或较低负荷状态，总用电量至少有40％以上被浪费掉。采用变频调速控制，对风机、水泵类机械进行转速控制来调节流量的方法，对节约能源，提高经济效益具有非常重要意义。 3 风机、水泵的节能方法 从流量控制原理上讲，风机、水泵的结构和工作原理基本相同. 3.1 具体测试某工厂炉底风机散热控制系统，冶炼炉根据不同材料、需要不同的炉底冷却温度，设计满足最大冷却风量设计为四台18.5KW4极叶轮式风机，全功率运转，但用最大冷却风量的概率极低。冶炼常用几种材料，四台风机对开风量过大；对开两台时，达不到冷却要求；对开一对再侧开一台，冷却不均、无法满足工艺要求；原设计4台对开风机靠调节挡风板可满足冷却要求，但对电机来讲，浪费电能。风板全开时，运行电流24A，全关闭时22A，输入功率从17.0KW—18.5KW变化，节电率不足8％。针对这一特殊要求制定方案，对其中两台对开电机进行开环变频调速控制，配合两台全速风机，即满足不同材料的温控要求，又能节约电能。按照这一方案进行改造后，节电效果非常明显。针对其中一种材料需固定频率控制进行冷却,几个月才换一次，设定频率在25—35之间，完全满足冷却要求。工频下运行时一台18.5KW风机（经变频器输出），每小时耗电为11.9度/小时，日耗电量为：285.6度/24小时。在正常运行时根据不同材料的温度要求，设定频率分别为：25Hz、30Hz、35Hz、40Hz和45Hz。 需要指出的是：变频器当输出频率降低时，输出电压也相应降低，输入功率明显减少，对应频率降低时电压降低电机不会有温升，若频率不变时电压降低至浮动电压下限值时，电机就会有温升。 3.2 水泵节电：同风机原理很相近。以某酒店750TRT中央空调冷水机组水系统90KW冷冻泵和55KW冷却泵为例：主机制冷是根据温度的变化而工作，是非线性负荷，而水泵电机基本上是线性恒功率输出。1台55KW冷却水泵靠调整阀门来改变流量，虽然能满足主机运行要求，但对于电机来讲节电意义不大，阀门的全开和全闭，电流从107A—97A之间变化，平均节电不足7％。通过改造采用温度控制为主，压力控制为铺进行闭环变频控制水泵电机，水泵电机平均节电率都在30％以上；90KW冷冻水泵电机靠调节阀门电流在163—148A之间变化，平均节电不足6％，经闭环控制变频调速改造后，节电率平均也在30％以上。为什么会有这么大节电空间呢，因为中央空调系统设计时的最大容量是以人流、气温、空间散热三项极限指标为依据计算的（即人流最大、气温最高、空间散热最差），平时出现这种情况的概率极低，从经验上讲不到10%，空调系统大部分运行时间都在中、低负荷状态，空调主机的负荷曲线是非线性的，而水系统的水泵负荷是线性恒功率的，以满足主机的最大负荷为标准。这样在主机非最大负荷时水泵就必然存在着电能浪费空间。通过变频调速控制使水泵电机的负载曲线符合或接近空调主机的负载曲线。 3.3 高压变频控制传动调速控制设备都是在3KV以上大容量电机，一般都在几百KW到几千KW，负载率大于0.5,节电效率较低压变频控制略低，在18—25%左右，电机容量大耗电也多，虽然节电率较低，但用电基数大，也是非常可观，高压变频设备技术复杂设备体积大，

风机水泵的变频调速节能分析

风机水泵的变频调速节能分析 节能降耗、增加效益是全社会应为之努力的方向。我国的电动机用电量占全国发电量 的60％～70％，风机、水泵设备年耗电量占全国电力消耗的1/3。应用于风机、水泵等设备的传统方法是通过调节出口或入口的挡板、阀门开度来控制给风量和给水量，其输出功 率大量消耗在挡板、阀门地截流过程中。另外，由于在通常的设计中为了满足峰值需求， 水泵选型的裕量往往过大，也造成了不应有的浪费。根据风机、水泵类的转矩特性，采用 变频调速器来调节流量、风量，将大大节约电能。下面就分析一下在风机水泵类负载中使 用变频器所能达到的效果。 一，通过变频调速达到的一次节能。 下面以水泵为例来说明，由图1可以看到： 流量Q正比于转速n 压力H正比于n2 转矩T正比于n2 功率P正比于n3 图1 水泵流量、压力、功率曲线…

在普通的水泵流量控制中使用阀门来调节，如图2所示： 图2 阀门控制水泵流量 管道阻力h与流量Q的关系为h正比于RQ2，其中R为阻力系数 电机在恒速运行时，流量为100%情况下（工作点为A），水泵轴功率相当于Q1AH1O 所包容的面积。 电机在恒速运行时，采取调节阀门的办法获得70%的流量（工作点为B），将导致 管阻增大，水泵轴功率相当于Q2BH2O所包容的面积，所以轴功率下降不大。 采用变频调速控制流量时，由于管道特性没有改变，水泵特性发生变化（工作点为C），轴功率与Q2CH3O所包容的面积成正比。故其节能量与CBH2H3所包容的面积成正比， 输入功率大大减小。如图3所示： 图3 变频调节水泵流量

正如前面提到的，轴功率P与转速n的三次方成正比。采用变频器进行调速，当流量 下降到80%时，转速也下降到80%，而轴功率N将下降到额定功率的51.2%,如果流量下降到60%,轴功率N可下降到额定功率的21.6%,当然还需要考虑由于转速降低会引起的效 率降低及附加控制装置的效率影响等.即使这样,这个节能数字也是很可观的,因此在装有风机水泵的机械中,采用转速控制方式来调节风量或流量,在节能上是个有效的方法。 二，变频调速所实现的二次节能 变频调速自动根据负载情况调整输出电压，通过对电机的最佳励磁，有效地降低了无 功损耗，提高系统功率因数，降低电机工作噪音, 延长电机使用寿命。 电动机的总电流(IS)为电机励磁电流(IM)与电机力矩电流(IT)的矢量和, IS和IM夹角的余弦值即为电动机的功率因数; 电机励磁电流决定于加在电机线圈上的电压, 在工频状态下, 交流电压为380V恒定不变, 因此励磁电流也不会改变; 在变频状态下, 变频器自动检测负载力矩, 根据实际负载决定输出电压, 因此在负载较低的时候自动降低输出电压, 以维持最高的功率因数. 由于变频器自动降低了电机励磁电流, 使得输出总电流明显低于工频工作的总电流, 节约了线路中的损耗和无功功率的损失; 这个功能在丹佛斯VLT系列变频器中称为AEO功能(Automatic Energy Optimization, 自动节能功能). 声明：上海津信电气有限公司拥有此篇技术文档的所有权，任何人如需转载，必须表明出处。

变频调速器的节能节电技术原理及其应用技术

变频调速器的节能节电技术原理及其应用技术 什么叫变频调速技术，它是一种以改变电机频率和改变电压来达到电机调速目的的技术。大家都知道，目前，无论哪种机械调速，都是通过电机来实现的。从大范围来分，电机有直流电机和交流电机。过去的调速，多数用直流电机，由于直流机调速容易实现。但直流机固有的缺点：滑环和碳刷要经常拆换，给人们带来太大的麻烦。因此有人就想，如果把可靠简单的笼式交流电机用来调速那该多好！因而就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速、液力偶和调速等交流调速方式。当然也出现了滑差电机、绕线式电机、同步机、这些都是交流电机。 到20世纪80年代，由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展，才出现了对交流机来说最好的变频调速技术，它一出现就以其优异的性能逐步取代其它交流电机调速方式，乃至直流电机调速，而成为电气传动的中枢。因而说变频调速是时代的产物，只有在技术高度发展的今天，才能实现。为什么说它是基于电力电子、微电子、信息技术发展的产物？一是它的逆变部分都基于电流很大、电压很高的SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等电力电子器件来完成的。什么叫逆变：就是直流变交流（DC－AC）那么交流变直流就叫整流（AC －DC）。二是它的控制部分和负载状态的检测是由CPU（32位计算机）来完成，这是微电子器件发展的结果。三是内置4－20mA 接口和RS485 接口可以和仪表、DCS 相接，通过总线Profibus、Interbus 通讯。 调速节能原理从二个方面来说明： 1、风机水泵的节电原理就是用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量，这是一个节电的有效途径。在用档风板控制额定风量Q1=100%输出时，则轴功率N1与面积AH1 OQ1成正比，若风量减半Q2 =50%输出时，则轴功率N2与面积BH2 OQ2成正比，它比N1减少不多，这是因为需要克服档风板阻力增大风压所致。如果采用调速控制同样风量减半输出时，转数由n1降至n2，按风机参数比例定律画出n2时的特性曲线，C点为新的工矿点，这时轴功率N2与面积CH3OQ2成正比，在满足同样风量Q2情况下，轴功能降低很多，节省的功率耗损△N与面积BH2H3C成正比，可见节电效果十分显著。 2、流体力学的观点 流量∝转速，压力∝转速^2，轴功率∝转速^3，若转速下降20%，则功率下降到51.2% ；若转速下降50%，则轴功率下降到12.5% ，即使考虑调速装置本身的损耗等因素，节电也是相当可观的。 为此，许多行业、如钢铁、有色、石油、石化、化工、纺织、机械、电力、建材、医药、煤炭、造纸、卷烟、酒店、自来水等行业都在许多设备中采用交流电机变频调速技术，产生节电及增产的效果，下面举几个例子： 实例1、空调类负载

变频调速电机的选型

变频调速电机的选型

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

变频调速电机的选型 变频调速电机一般均选择4级电机，基频工作点设计在50Hz，频率0-50Hz（转速0-1480r/min）范围内电机作恒转矩运行，频率50-100Hz（转速1480-2800r/min）范围内电机作恒功率运行，整个调速范围为(0-2800r/min），基本满足一般驱动设备的要求，其工作特性与直流调速电机相同，调速平滑稳定。如果在恒转矩调速范围内 要提高输出转矩，也可以选择6级或8级电机，但电机的体积相对要大一点。 由于变频调速电机的电磁设计运用了灵活的CAD 设计软件，电机的基频设计点可以随时进 行调整，我们可以在计算机上精确的模拟电机在各基频点上的工作特性，由此也就扩大了 电机的恒转矩调速范围，根据电机的实际使用工况，我们可以在同一个机座号内把电机的 功率做的更大，也可以在使用同一台变频器的基础上将电机的输出转矩提的更高，以满足 在各种工况条件下将电机的设计制造在最佳状态。变频调速电机可以另外选配附加的转速 编码器，可实现高精度转速、位置控制、快速动态特性响应的优点。也可配以电机专用的 直流（或交流）制动器以实现电机快速、有效、安全、可靠的制动性能。由于变频调速电 机的基频可调性设计，我们也可以制造出各种高速电机，在高速运行时保持恒转矩的特性 ，在一定程度上替代了原来的中频电机，而且价格低廉。变频调速电机为三相交流同步或 异步电动机，根据变频器的输出电源有三相380V或三相220V，所以电机电源也有三相380V 或三相220V的不同区别，一般4KW以下的变频器才有三相220V可，由于变频电机是以电机 的基频点（或拐点）来划分不同的恒功率调速区和恒转矩调速区的，所以变频器基频点和 变频电机基频点的设置都非常重要。 同步变频与异步变频调速电机的区别 异步变频调速电机是由普通异步电机派生而来，由于要适应变频器输出电源的特性，电机在转子槽型，绝缘工艺 ，电磁设计校核等作了很大的改动，特别是电机的通风散热，它在一般情况下附加了一个独立式强迫冷却风机， 以适应电机在低速运行时的高效散热和降低电机在高速运行时的风摩耗。变频器的输出一般显示电源的输出频率 ，转速输出显示为电机的极数和电源输出频率的计算值，与异步电机的实际转速有很大区别，使用一般异步变频 电动机时，由于异步电机的转差率是由电机的制造工艺决定，故其离散性很大，并且负载的变化直接影响电机的 转速，要精确控制电机的转速只能采用光电编码器进行闭环控制，当单机控制时转速的精度由编码器的脉冲数决 定，当多机控制时，多台电机的转速就无法严格同步。这是异步电机先天所决定的。 同步变频调速电机的转子内镶有永磁体，当电机瞬间起动完毕后，电机转入正常运行，定子旋转磁场带动镶有永 磁体的转子进行同步运行，此时电机的转速根据电机的极数和电机输入电源频率形成严格的对应关系，转速不受 负载和其他因数影响。同样同步变频调速电机也附加了一个独立式强迫冷却风机，以适应电机在低速运行时的高 效散热和降低电机在高速运行时的风摩耗。由于电机的转速和电源频率的严格对应关系，使得电机的转速精度主 要就取决于变频器输出电源频率的精度，控制系统简单，对一台变频器控制多台电机实现多台电机的转速一致， 也不需要昂贵的光学编码器进行闭环控制。 TYP 变频调速永磁同步电机具有的三大优点： 1、高效节能与异步变频调速电机相比，高效节能。同规格相比，该系列电机效率比异步变频电机效率高 3~10个百分点。以1.5kW为利，两者效率差近7个百分点； 2、可精确调速与异步变频系统相比，无需编码器即可进行准确的速度控制； 3、高功率因数既可减少无功能量的消耗，又能降低变压器的容量

电机变频控制节能技术的应用探讨

电机变频控制节能技术的应用探讨 在我們国家不断繁荣发展过程中，人们环保意识不断增强，当今社会也是是倡导绿色技术的社会，其中电力企业作为社会中的重点企业，电力作为人们生活的来源，因此，电力设备节能方面已经成为人们关注的重点，也是建立节约型和环境友好型社会的关键。 标签：电机变频控制;节能技术;应用 引言 在我们国家各项经济不断攀升，科学技术不断发展的今天，电机变频控制节能技术的应用研究对电力效能有一定节约，让工作人员看到了电能中有效的节约点，并通过专业的技术增加对电机变频控制节能技术的研究，提高电机变频控制节能技术在实际中的作用，促进电能发展，增加工作人员实践中的工作经验，让电机变频控制节能技术变得更精良。 1电机变频控制节能技术概述 电机变频控制节能技术是一种包含了计算机技术、电力传动技术以及电子信息技术的综合性节能技术。电机变频控制节能技术在实践应用过程中，需要控制机械制备的强弱电，通过调整机械设备的电机转速和电流频率来实现节能的目的。电机变频控制节能技术可以把机械设备的工作电流频率转化为其它频率，并利用专业半导体构件将交流电转换为直流电，此时，机械设备的逆变器就可以完成对电流与电压的全面控制。通过调整电机的电流频率对电机转速进行控制，可以在保证电机功率满足运行要求的前提下，进一步提高电机的节能效率，减少电机在运行过程中产生的能源损耗。 2电机变频控制节能技术的应用 2.1在提升机中的应用（如图一） 在煤矿生产中，矿井是十分重要的生产要素，同时也由于其复杂性与危险性一直制约着煤矿生产的安全与稳定。近年来，我国矿井安全事故频发，对煤矿产业的可持续发展造成一定影响，人们也对矿井的安全生产提出更高的要求。矿井在煤矿生产中需要经历多次的启动与操作，在这个过程中很容易造成设备出现故障的问题。在变频节能技术的快速发展下，在矿井提升机中，该技术也得到广泛应用，这就使得提升机的整体性能进一步增强，并且在提升机系统中进行运行，促进提升机的工作性能与质量的提升，从而降低提升机运行中产生的能耗。在提升机中变频节能技术的应用得到进一步优化，具备更高的兼容性。在提升机的控制器中，核心是有32位数字信号的处理器进行运算实现的，在运算中要进行合理的设计，才能提升电机的运行性能。在人机界面中，以当下较为常见的显示界面为主，并能够对井下做业务实现远程监控。在提升机的开关设计中，以PLC

变频器节能计算方法

变频调速节能量的计算方法 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： 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：

变频器为什么可以节能

变频器节能节电原理及其应用 什么叫变频调速技术，它是一种以改变电机频率和改变电压来达到电机调速目的的技术。大家都知道，目前，无论哪种机械调速，都是通过电机来实现的。从大范围来分，电机有直流电机和交流电机。过去的调速，多数用直流电机，由于直流机调速容易实现。但直流机固有的缺点：滑环和碳刷要经常拆换，给人们带来太大的麻烦。因此有人就想，如果把可靠简单的笼式交流电机用来调速那该多好！因而就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速、液力偶和调速等交流调速方式。当然也出现了滑差电机、绕线式电机、同步机、这些都是交流电机。 到20世纪80年代，由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展，才出现了对交流机来说最好的变频调速技术，它一出现就以其优异的性能逐步取代其它交流电机调速方式，乃至直流电机调速，而成为电气传动的中枢。因而说变频调速是时代的产物，只有在技术高度发展的今天，才能实现。为什么说它是基于电力电子、微电子、信息技术发展的产物？一是它的逆变部分都基于电流很大、电压很高的 SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等电力电子器件来完成的。什么叫逆变：就是直流变交流（DC－AC）那么交流变直流就叫整流（AC－DC）。二是它的控制部分和负载状态的检测是由CPU（32位计算机）来完成，这是微电子器件发展的结果。三是内置4－20mA 接口和 RS485 接口可以和仪表、DCS 相接，通过总线Profibus、Interbus 通讯。 调速节能原理从二个方面来说明： 1、风机水泵的节电原理就是用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量，这是一个节电的有效途径。在用档风板控制额定风量Q1=100%输出时，则轴功率N1与面积AH1 OQ1成正比，若风量减半Q2 =50%输出时，则轴功率N2与面积BH2 OQ2成正比，它比N1减少不多，这是因为需要克服档风板阻力增大风压所致。如果采用调速控制同样风量减半输出时，转数由n1降至n2，按风机参数比例定律画出n2时的特性曲线，C点为新的工矿点，这时轴功率N2与面积CH3OQ2成正比，在满足同样风量Q2情况下，轴功能降低很多，节省的功率耗损△N与面积BH2H3C成正比，可见节电效果十分显著。 2、流体力学的观点 流量∝转速，压力∝转速^2，轴功率∝转速^3，若转速下降20%，则功率下降到 51.2% ；若转速下降50%，则轴功率下降到12.5% ，即使考虑调速装置本身的损耗等因素，节电也是相当可观的。 为此，许多行业、如钢铁、有色、石油、石化、化工、纺织、机械、电力、建材、医药、煤炭、造纸、卷烟、酒店、自来水等行业都在许多设备中采用交流电机变频调速技术，产生节电及增产的效果，下面举几个例子： 实例 1、空调类负载 家庭用空调只有0.5HP、1HP、2HP、3HP等，而工厂和宾馆的空调容量要大的多，节电明显。 北京丽都假日饭店动力中心是一个集中供冷、供热的工厂，安装有 20吨/小时蒸汽锅炉3台，300万大卡溴化锂制冷机4台，负责动力厂周围的丽都假日饭店、燕翔饭