變頻技術(shù)在風(fēng)機行業(yè)的應(yīng)用及特點
變頻風(fēng)機是采用變頻控制技術(shù)來控制風(fēng)機根據(jù)條件變速運行。
一、眾所周知，風(fēng)機是應(yīng)用量大、應(yīng)用面廣的通用性機械，與風(fēng)機配套用的電機耗用電量約占全國總發(fā)電量的20%。因此在鼓風(fēng)機、引風(fēng)機等風(fēng)機類設(shè)備上，推廣節(jié)能技術(shù)，取代落后的檔風(fēng)板或閥門載流調(diào)節(jié)方式，使風(fēng)機始終處于科學(xué)、經(jīng)濟運行狀態(tài)，提高企業(yè)綜合經(jīng)濟效益和社會效益，具有十分重要的意義。
傳統(tǒng)風(fēng)機流量的設(shè)計均以大風(fēng)量需求來設(shè)計，其調(diào)整方式采用檔板、風(fēng)門、回流、起停電機等方式控制，無法形成閉環(huán)回路控制，也較不考慮省電的觀念。電氣控制采用直接或Y-△起動，無法具有軟起動的功能，機械沖擊大，傳動系統(tǒng)壽命短，震動及噪音較大，需要的電源容量大，功率因數(shù)較低等是其主要的問題點。從流體力學(xué)原理得知，風(fēng)機風(fēng)量與轉(zhuǎn)速及電機功率相關(guān)。當(dāng)風(fēng)量減少風(fēng)機轉(zhuǎn)速下降時，其電動機輸入功率迅速降低。例如風(fēng)量下降到80%時，轉(zhuǎn)速也下降到80%，其軸功率則下降到額定功率的51%；若風(fēng)量下降到50%時，軸功率將下降到額定功率20%。采用變頻調(diào)速，改變風(fēng)機電動機的輸入頻率從而改變電動機、風(fēng)機轉(zhuǎn)速，達到調(diào)節(jié)空氣流量的目的，既滿足生產(chǎn)工藝變化的要求，又節(jié)省電能，是一舉多得的zui佳措施。
二、節(jié)電原理任何利用交流感應(yīng)電動機作為電力傳動方式的生產(chǎn)機械，電動機的功率是按zui大負(fù)荷期額定負(fù)荷選擇的。而工作時絕大部分不能滿載運行，電動機工作于滿電壓、滿速度而負(fù)載很小，也會有很多時間空載運行，由電機設(shè)計和運行特性可以知道，電動機只有運行在滿載時才是效率zui高、功率因數(shù)COS￠zui佳狀況,輕載時降低，空載時甚至降到0.3以下，造成許多不必要的電能損耗。
現(xiàn)在采用檢測負(fù)載大小的方法，根據(jù)負(fù)載的減少，適當(dāng)降低定子電壓可以提gao效率，這是因為當(dāng)輕載、空載時定子電流有功分量很小，而主要是勵磁的無功電流，因此 COS￠很低，而空載損耗中占主要成份的是定子滿電壓的鐵損耗，一點沒有減少，所以效率很低。如果適當(dāng)降低定子電壓，見電機定子感應(yīng)電勢公式： U1≈E1=4.44F1N1KN1￠m其中: U1—定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)；KN1由于輕載、空載時定子電流很小，可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降，所以U1≈E1，當(dāng)其他條件不變時，降低定子電壓U1，則￠m比例下降,也即勵磁無功電流IM也成比例下降，這樣定子電流中的無功分量減少了，COS￠就提高了，適當(dāng)控制可以接近zui佳值。另外，其他條件不變，定子鐵耗：PFel= pFeIN ×(U1/ UIN)2其中：PFel—定子鐵耗；pFeIN —定子額定鐵耗；UIN —定子額定端電壓�？梢钥闯觯S著U1下降，PFel以平方比例迅速下降，這樣輕載、空載時占主要損耗的鐵耗大量減少，使電機的運行效率大大提高，這就是輕載降壓節(jié)電的道理。調(diào)速節(jié)能根據(jù)可變速機械的相似定理： Q∝n；M∝n2；P∝n3；其中：Q—流體的流量；n— 風(fēng)機、泵的軸轉(zhuǎn)速；M—軸轉(zhuǎn)矩；P—軸功率。通常需要改變負(fù)載時，是用檔板或閥門調(diào)節(jié)，這時輸入功率變化不大，大量能量以壓差的形式損耗在檔板、閥門上了，不僅能耗大而且檔板、閥門磨損易壞，噪聲也大。由上面公式可見，只要改變n，測流量Q成比例變化，達到調(diào)節(jié)Q的目的，而軸功率可大大減少，如Q’=1/2，則P’=1/8×P，軸上功率僅為額定時的12.5%，還能節(jié)能（節(jié)電）80%以上，當(dāng)然這是理想的，考慮其他因素，節(jié)能率要小些。另外，即使對于許多“恒轉(zhuǎn)速”性質(zhì)的機械，如活塞式空壓機等，用調(diào)速改變負(fù)載，也有明顯的節(jié)能效果，這是因為降速后（如用變頻調(diào)速）電機和生產(chǎn)機械的多種損耗都隨轉(zhuǎn)速風(fēng)速下降，效率都比機械方法有很大提高。軟起動節(jié)能通常感應(yīng)電動機采用直接接入電網(wǎng)起動的方法，電動機的起動電流為額定時的5~7倍不僅損耗大，
對電網(wǎng)沖擊也大，機械磨損，振動都大，如果用變頻調(diào)速起動，可以將起動電流限制到很小，如果滿載起動，也只要比額定電流稍大就可以了，這樣起動損耗大大降低，既不沖擊電網(wǎng)，又不沖擊機械。功率因數(shù)COS￠改善的好處采用變頻調(diào)速，由于變頻器中有直流電容器的隔離作用，使輸入的功率因數(shù)接近于電動機的勵磁無功電流由電容器提供，這樣可以節(jié)省很大的一塊電網(wǎng)容量，一般可節(jié)省30%左右，所以很多大型企業(yè)中大容量設(shè)備進行變頻調(diào)速改造后，可以增加不少新設(shè)備而不需擴容。
三、產(chǎn)品特點
節(jié)省電能，降低能源消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，節(jié)電率達到20%以上。
提高電網(wǎng)功率因數(shù)，節(jié)省就地補償裝置，電網(wǎng)功率因數(shù)可較大幅度的提高。
平滑啟動，消除啟動時的大電流沖擊，啟動時電機電流可限制在其額定電流的120%以內(nèi)。
減輕電機軸承等運動部件的磨損程度，延長其使用壽命。
具有完善的保護和自保護功能保證設(shè)備安全運行。
設(shè)備故障率下降，可靠性提高，減少備品備件消耗，降低維修成本
數(shù)碼智能控制，具有強大的自變功能，適時動態(tài)調(diào)節(jié)，自動適應(yīng)負(fù)載工況的變化，無需人工調(diào)整。
市電、節(jié)電切換，風(fēng)機、空壓機、水泵智能控制節(jié)電器具有完善的市電、節(jié)電轉(zhuǎn)換功能，特殊情況下，節(jié)電調(diào)速器發(fā)生故障，可以切換到市電運行，不會影響設(shè)備的正常運行。
四、適用范圍 該產(chǎn)品廣泛用于工業(yè)、供暖鍋爐、水泥廠爐窯、煤礦、冶金行業(yè)高爐、轉(zhuǎn)爐、化肥廠、制藥廠、污水處理廠、油田、石油化工廠、紡織機械、自來水供水公司及空壓機和中央空調(diào)等行業(yè)、企業(yè)和場合的離心式風(fēng)機、軸流風(fēng)機、蘿茨風(fēng)機、空氣壓縮機、離心泵、潛水泵、循環(huán)泵、潛水泵、輸油泵、高壓注水泵等設(shè)備的變頻調(diào)速及流量、流速和壓力調(diào)節(jié)控制等。
用在燃?xì)鉅t上的變頻風(fēng)機是采用變頻控制技術(shù)來控制風(fēng)機根據(jù)條件變速運行。比如通過在鍋爐出口煙道上安裝O₂和CO傳感器，將測試數(shù)據(jù)傳輸給控制器，經(jīng)過與理論數(shù)據(jù)對比后控制送風(fēng)量。由于風(fēng)機是變頻運行，因此耗電量降低，節(jié)能效果明顯。更重要的是變頻風(fēng)機解決了天然氣不完全燃燒問題，節(jié)約了天然氣。
目前變頻風(fēng)機技術(shù)已經(jīng)非常成熟并且在各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用！
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