一直都說變頻器能省電,說的人多了也就接受了,那壽力空壓機(jī)裝了變頻器到底省電不省電?如果兩個(gè)一模一樣的電機(jī)都工作在50HZ的工頻狀態(tài)下,一個(gè)使用變頻器,一個(gè)沒有,同時(shí)轉(zhuǎn)速和扭矩都在電機(jī)的額定狀態(tài)下,那么變頻器還能省電嗎?能省多少呢?
答:對(duì)于這種情況,變頻器只能改善功率因數(shù),并不能節(jié)省電力。
1、變頻不是到處可以省電,有不少場合用變頻并不一定能省電。
2、作為電子電路,變頻器本身也要耗電(約額定功率的2-5%)
3、變頻器在工頻下運(yùn)行,具有節(jié)電功能,是事實(shí)。但是他的前提條件是:
第一,裝置本身具有節(jié)電功能(軟件支持), 即和整個(gè)系統(tǒng)或工藝要求匹配;
第二,長期連續(xù)運(yùn)行。
除此之外,無所謂節(jié)不節(jié)電,沒有什么意義。如果不加前提條件的說變頻器工頻運(yùn)行節(jié)能,就是夸大或是商業(yè)炒作。知道了原委,你會(huì)巧妙的利用他為你服務(wù)。一定要注意使用場合和使用條件才好正確應(yīng)用,否則就是盲從、輕信而“受騙上當(dāng)”。
我們使用變頻器經(jīng)常有如下幾個(gè)誤區(qū):
誤區(qū)1、通用電動(dòng)機(jī)只能在其額定傳速以下采用變頻調(diào)速器降速運(yùn)行
經(jīng)典理論認(rèn)為,通用電動(dòng)機(jī)頻率上限為55Hz。這是因?yàn)楫?dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速需要調(diào)到額定轉(zhuǎn)速以上運(yùn)行時(shí),定子頻率將增加到高于額定頻率(50Hz)。這時(shí),若仍按恒轉(zhuǎn)矩原則控制,則定子電壓將升高超過額定電壓。那么,當(dāng)調(diào)速范圍高于額定轉(zhuǎn)速時(shí),須保持定子電壓為額定電壓不變。這時(shí),隨著轉(zhuǎn)速/頻率的上升,磁通將減少,因此在同一定子電流下的轉(zhuǎn)矩將減小,機(jī)械特性變軟,電動(dòng)機(jī)的過載能力大幅度減少。
由此可見,通用電動(dòng)機(jī)頻率上限為55Hz是有前提條件的:
1、定子電壓不能超過額定電壓;
2、電動(dòng)機(jī)在額定功率運(yùn)行;
3、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。
上述情況下,理論和試驗(yàn)證明,若頻率超過55Hz,將使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩變小,機(jī)械特性變軟,過載能力下降,鐵耗急增,發(fā)熱嚴(yán)重。
筆者認(rèn)為,電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況表明,通用電動(dòng)機(jī)可以通過變頻調(diào)速器進(jìn)行提速運(yùn)行。能否變頻提速?能提多少?主要是由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載來決定的。首先,要弄清負(fù)荷率是多少?其次,要搞清楚負(fù)載特性,根據(jù)負(fù)載的具體情況,進(jìn)行推算。簡單分析如下:
1、事實(shí)上,對(duì)于380V通用電動(dòng)機(jī),定子電壓超過額定電壓10%長期運(yùn)行是可以的,對(duì)電動(dòng)機(jī)絕緣及壽命沒有影響。定子電壓提高,轉(zhuǎn)矩顯著增大,定子電流減少,繞組溫度下降。
2、電動(dòng)機(jī)負(fù)荷率通常為50%~60%
一般情況下,工業(yè)用電動(dòng)機(jī)通常在50%~60%額定功率下工作。經(jīng)推算,電動(dòng)機(jī)輸出功率為70%額定功率,定子電壓提高7%時(shí),定子電流下降26.4%,此時(shí),即使是恒轉(zhuǎn)矩控制,采用變頻調(diào)速器提高電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速20%,定子電流也不但不會(huì)上升,反而會(huì)下降。盡管提高頻率后,電動(dòng)機(jī)鐵耗急增,但由其產(chǎn)生的熱量與定子電流下降而減少的熱量相比甚微。因此,電動(dòng)機(jī)繞組溫度也將明顯下降。
3、負(fù)載特性各種各樣
電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)是為負(fù)載服務(wù)的,不同的負(fù)載,機(jī)械特性不同。電動(dòng)機(jī)在提速后必須滿足負(fù)載機(jī)械特性的要求。經(jīng)推算恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載不同負(fù)荷率(k)時(shí)的允許最高運(yùn)行頻率(fmax)與負(fù)荷率成反比,即fmax=fe/k,其中fe為額定工頻。對(duì)恒功率負(fù)載,通用電動(dòng)機(jī)的允許最高工作頻率主要受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸的機(jī)械強(qiáng)度限制,筆者認(rèn)為一般限制在100Hz以內(nèi)為宜。
誤區(qū)2、使用變頻器都能節(jié)電
一些文獻(xiàn)宣稱變頻調(diào)速器是節(jié)電控制產(chǎn)品,給人的感覺是只要使用變頻調(diào)速器都能節(jié)電。
實(shí)際上,變頻調(diào)速器之所以能夠節(jié)電,是因?yàn)槠淠軐?duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。如果說變頻調(diào)速器是節(jié)電控制產(chǎn)品的話,那么所有的調(diào)速設(shè)備也都可以說是節(jié)電控制產(chǎn)品。變頻調(diào)速器只不過比其它調(diào)速設(shè)備效率和功率因數(shù)略高罷了。
變頻調(diào)速器能否實(shí)現(xiàn)節(jié)電,是由其負(fù)載的調(diào)速特性決定的。對(duì)于離心風(fēng)機(jī)、離心水泵這類負(fù)載,轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比,功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。只要原來采用閥門控制流量,且不是滿負(fù)荷工作,改為調(diào)速運(yùn)行,均能實(shí)現(xiàn)節(jié)電。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降為原來的80%時(shí),功率只有原來的51.2%??梢?,變頻調(diào)速器在這類負(fù)載中的應(yīng)用,節(jié)電效果最為明顯。
對(duì)于羅茨風(fēng)機(jī)這類負(fù)載,轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的大小無關(guān),即恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。若原來采用放風(fēng)閥放走多余風(fēng)量的方法調(diào)節(jié)風(fēng)量,改為調(diào)速運(yùn)行,也能實(shí)現(xiàn)節(jié)電。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降為原來的80%時(shí),功率為原來的80%。比在離心風(fēng)機(jī)、離心水泵中的應(yīng)用節(jié)電效果要小得多。對(duì)于恒功率負(fù)載,功率與轉(zhuǎn)速的大小無關(guān)。
水泥廠恒功率負(fù)載,如配料皮帶秤,在設(shè)定流量一定的條件下,當(dāng)料層厚時(shí),皮帶速度減慢;當(dāng)料層薄時(shí),皮帶速度加快。變頻調(diào)速器在這類負(fù)載中的應(yīng)用,不能節(jié)電。
與直流調(diào)速系統(tǒng)比較,直流電動(dòng)機(jī)比交流電動(dòng)機(jī)效率高、功率因數(shù)高,數(shù)字直流調(diào)速器與變頻調(diào)速器效率不相上下,甚至數(shù)字直流調(diào)速器比變頻調(diào)速器效率略高。所以,宣稱使用交流異步電動(dòng)機(jī)和變頻調(diào)速器比使用直流電動(dòng)機(jī)和直流調(diào)速器要節(jié)電,理論和實(shí)踐證明,這是不正確的。