凤凰体育平台 变频调速节能计算方法

日期:2021-03-09 09:10:00 浏览量: 121

一。概述

根据统计,全世界约60%的电力消耗是由电动机消耗的。由于考虑了启动,过载,安全系统和其他原因,高效电机通常在低效率条件下运行。使用变频器控制交流异步电动机的速度可以使电动机恢复到高效运行状态,从而可以节省很多钱。电能。生产机械中有许多不同类型的电动机负载。为了便于分析和研究,将负载分为几种类型的机械特性,例如方转矩,恒转矩和恒功率。本文仅估算平方转矩和恒定转矩负载的节能效果。所谓估算,是指变频器投入使用后,使用变频器后的节能效果的计算和预测。逆变器投入运行后,使用电气仪器测量系统的节能将更加准确。现在假设使用变频器前后的电动机系统的功率因数基本相同,变频器的效率为95%。

在设计过程中,过多考虑了施工前后长期工艺要求的差异,这使得裕度过大。例如,火电设计规范SDJ-79规定燃煤锅炉鼓风机和引风机的风量裕度分别为5%和5〜10%,气压裕度为10%和10 %〜15%。很难设计。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,系统始终以最大风量和气压裕度作为选择的依据,但是风扇的数量有限,并且通常不可能选择合适的风扇。风扇型号向上倾斜,更常见的是增大20%〜30%。在生产的实际操作中,通常用于离心风机和泵负载的阀门和挡板的节流阀调节会增加管道系统的阻尼,并导致电能浪费;对于恒定转矩负载,通常使用电磁调速器和液压动力。耦合器调整后,这两种调速方法的效率较低,而速度越低,效率越低。由于电动机的电流随负载的重量而变化,也就是说,电动机消耗的功率也随负载的大小而变化。因此,难以准确计算系统的节能量,在一定程度上影响变频调速的节能量。执行。本文介绍了以下公式来估算节能量。

二、节能估算

1。风扇,水泵,方矩负载的变频调速节能风扇,水泵和通用设备约占电动机用电量的50%,这意味着它们占该国电力消耗的30% 。使用电动机变频调速器来调节流量乐鱼体育网 ,与调节挡板,阀门等相比,可以节省20%至50%的电量。如果以30%的平均值计算,则节省的电量占该国总用电量的9%。将产生巨大的社会和经济效益。在生产中,对风扇和水泵的通用阀门和挡板进行节流和调节,以增加管道的阻尼。电机仍以额定速度运行,此时能耗较高。如果使用变频器控制风扇和泵的速度,则无需使用阀门和挡板进行节流调节。阀门和挡板最大程度地打开,管道阻尼最小化,能耗大大降低。节能可以使用GB12497《三相异步电动机的经济运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式,即:

对于风扇和泵,使用挡板调节流量对应于电动机输入功率PL和流量Q之间的关系

变频节能计算公式

与三次方成正比,即减去与使用挡板进行流量调节相对应的电动机输入功率PL,然后除以

变频节能计算公式

节电与系统速度调整前后的速度差成正比。速度差越大,节能效果越明显。

恒转矩负载变频调速一般是为了满足过程调速的需要,没有变频调速的,必须采用其他调速方式,如电压调速,电磁调速,绕组电机转子等。串联电阻速度控制等。由于这些速度调节是耗能低效率的速度调节方法,因此在将高效速度调节方法用于变频调速之后,可以通过速度调节来消耗转差功率节省了能源,节能率也相当可观。

3、电磁调速系统

电磁调速系统由鼠笼式异步电动机,滑动离合器,测速电动机和控制装置组成。通过改变滑动离合器的励磁电流来实现速度调节。滑动离合器的损失是由驱动部分的风阻和摩擦损失以及从动部分的机械摩擦损失引起的。如果认为这些损失与滑动离合器的励磁功率相平衡并且被忽略,则可以通过以下公式计算滑动离合器的输入和输出功率:

电机轴输出功率

变频节能计算公式

其中:T2-滑动离合器的输出扭矩

n2滑动离合器的输出轴转速

电动机的输出功率是滑动离合器的输入功率。对于恒定转矩负载,T = T1 = T2 =恒定,因此滑动离合器的效率:

变频节能计算公式

电磁调速电动机是鼠笼式电动机。由于输入功率和转矩保持不变,因此鼠笼式电动机的功率保持不变。损耗以有功功率的形式表示,损耗功率由滑动离合器的涡流产生,并由电枢上的风扇叶片发出。

从功率损耗公式(1 0)中可以清楚地看出,电磁调速电动机的速度越低,浪费的能量就越大,但是生产机械的速度通常不会以变频速度控制是一种变化同步旋转磁场速度的方法是一种不消耗能量的有效速度控制方法,因此北京快乐8 ,切换到变频速度控制方法将具有非常好的效果。节能效果,节省的能量可以直接使用(1 0)方程计算。

4,液力偶合速度控制系统

液力偶合器通过控制工作室中工作流体的动量变化来传递电动机的能量。电机通过液力偶合器的输入轴驱动主动工作轮,以使工作油加速并被加速。液力偶合器的工作油驱动液力偶合器的从动工作涡轮将能量传递到输出轴和负载。液力偶合器有两种:速度控制型和转矩限制型。前者用于电力传输的速度控制,而后者用于电动机的启动。启动电动机时,系统中的液力偶合器充当缓冲器。由于液力偶合器的结构与电磁滑动离合器相似,因此模仿电磁调速器效率的计算方法,可以得到:

变频节能计算公式

类似地bg真人厅 ,使用(1 2)公式可以计算出将液力耦合速度调节转换为变频速度调节后的节能量。

5乐鱼直播 ,绕线电动机串联电阻调速系统

绕线电动机是最常用的改变转子电路串联电阻以调节速度的方法。随着转子的串联电阻的增加,不仅可以容易地改变电动机的前进速度,而且还可以在负载就位时改变电动机的前进速度。电动机的反向旋转并改变电动机的反向速度,因此这种调速方法被广泛用于起重和冶金行业。

对于绕线型电动机,无论是在启动,制动还是速度调节方面,使用转子串联电阻都会带来功率损耗。这种损耗随着速度的降低和滑移率S的增加而增加。此外,随着串联电阻的增加泛亚体育 ,机械特性变软,并且难以实现调速的静态指标。

绕组电机输入的电磁功率为:

变频节能计算公式

变频节能计算公式

进行逆变器节能改造时,必须认真考虑投资和收益。收入与节能计算有关。在变频器投入运行之前,很难计算出节能量。人们通常希望有一种简单实用的计算方法可用来预测节能量。利用以上计算公式计算出的节能量变频节能计算公式,投资和收益也一目了然。

示例1:有一台4极Pe = 55KW的电动机,用于驱动风扇。实际风量Q与风扇的额定风量之比Q / QN为0. 8。现在,变频器用于调节速度以找到节电率。

通过(2)公式

节电率为36%。

三个。变频调速与节能与系统功率因数的关系

水泵变频节能原理_变频节能计算公式_变频节能改造

以前,已经假设在使用变频器进行调速之前和之后,电动机系统的功率因数基本相同,因此在计算节能时就不会考虑系统功率因数的影响。 。实际上,在逆变器投入使用之前和之后,其功率因数可能会有所不同。因此,计算出的节能量是否考虑了变频器调速前后的功率因数变化?

变频节能计算公式

使用电度表测量实际节能量时,电度表测量的是电动机系统消耗的有功功率。如果原始电动机系统的功率因数较低,则在使用变频器后,它将以50Hz的恒定速度运行,并且此时功率因数将得到改善。功率因数提高后,电动机的运行状态不变,电动机消耗的有功功率和无功功率也没有变化。变频器中的滤波电容器与电动机交换无功电能,因此降低了变频器的实际输入电流,从而减少了电网和变频器之间的线损以及电源变压器的铜损变频节能计算公式,并且同时减少无功电流连接到弦网。因此,在计算节能量时,应考虑增加功率因数后的节能量。

增加功率因数后,配电系统的电流下降率是:

变频节能计算公式

配电系统的电流减小率和配电系统的损耗减小率均以单个电动机补偿前后的电流和损耗来表示,而不涉及实际的变化。配电系统的电流和损耗。

这是一个典型的例子。

变频节能计算公式

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配电室电度表的测量结果仍在节能,节能超过15%。

在此示例中,如果仅增加功率因数,则无需使用变频器,只需使用功率电容器进行现场补偿,但如果仍需要满足过程需求调速,最好使用变频器进行调速和节能,此时的节能量应为线路上的能耗与变频调速节能量之和。

如果原始电动机系统的功率因数很高,并且在打开变频器后功率因数没有太大变化,则可以忽略功率因数改变后线损的影响,并且[1)〜(本文中的1 4))计算节能量。

4。计算变频器调速节能量时应考虑变频器的效率

GB12668将变频器定义为一种电能转换设备,它可以转换电能并可以改变频率。能量转换过程中的必然伴侣

有损失。在逆变器中,逆变器功率器件的开关损耗最大,其余的是电子元件的热损耗和风扇损耗。逆变器的效率通常为95%-96%。因此,在计算变频器的节能量时应使用变频器。考虑了转换器损耗的4%-5%。如果考虑逆变器的损耗,本文示例1中计算的节能率不是36%,而是31%-32%。计算结果更接近实际节能率。

五个。结束语

通常,变频器用于50Hz速度控制。不管是平方转矩特性负载还是恒转矩特性负载,调速都可以节省能源,并且在没有调速的工业频率下运行时,没有节能效果。有时系统的功率因数很低,使用逆变器后有节能效果。这不是变频调速的节能,而是功率因数补偿引起的节能。本文所述的变频调速节能计算方法具有很好的实用性。参考文献:

([1)彭友源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

([2)杜俊明,彭海宇