变频机的节能特性及应用

　　水泵供水系统具有管网特性曲线，即通道管网的流量与所消耗的能量之间的关系曲线，可用阻力定律K=RQ2来确定。K―管网阻力（Pa）；R―管阻（kg/m3）；Q―流量（m3 / s）。K-Q曲线是一条抛物线，如图3示，通称管网特性曲线。R与阀门的开度有关，开度愈小，其值愈大，曲线愈陡。

　　水泵的H（扬程）―Q（流量）曲线与管网阻力曲线的相交点既是水泵的工作点。水泵运行工作点位置与水泵负载有关，在水泵负载经常变化的情况下，水泵不能总处在高效区域里工作。为使水泵适应外界负载变化的要求，我们可采用变速调节，即在管网特性曲线基本不变时，采用改变水泵转速来改变泵的Q―H特性曲线。从而改变它的工作点，达到既改变流量又能保证水泵恒定和输入功率减少的目的。

　　3.1.2变频调速节能原理采用变频技术改变电机的转速达到调节流量的方法。

　　对于某特定管路，当流量为Q1需要扬程为H1时，可在泵特性曲线图上求得工作点A1，泵的转速n=2950r/min可以满足要求，相应的功率为P1；当流量从Q1降到Q2时，从管路阻抗特性R1可知，管路要求物流的压头为H2.此时根据泵在不同转速下的特性曲线求得叶轮转速n=2475r/min，扬程为H2.所以出现了工作点A2，其相应功率为P2.很显然，此时的电耗大幅度下降，即在管路特性不变的情况下，依靠改变泵的转速达到调节的目的。

　　根据水泵的相似定律，变速前后流量，扬程，功率与转速之间关系为：Q2=Q1（n2/n1）H2=H1（n2/n1）2 P2=P1（n2/n1）3式中P1，H1，Q1为转速n1时的功率，扬程，流量；P2，H2，Q2为转速n2时的功率，扬程，流量。由此可见，当水泵在变负荷工作情况下，采用变频器调节水泵电机转速时，轴功率与转速比的三次方成正比进行变化，节电效果明显。

　　3.1.3实际应用节能效果

　　实例1：石家庄白楼宾馆水泵房现有供水水泵三台，型号为65DL-4，额定扬程64m，流量30m3 /h，转速1450r/min，电机功率11kW，沈阳马二家水泵厂生产。由于宾馆用水水量极不稳定，早，晚用水高峰常常是平时用量的二倍，而后半夜用水水量仅为平时用量的三分之一，而且用水流量变化快，稳压时间短。原来采用电接点压力表控制各泵的启停，但当用水负荷变化较大时，水泵电机启停频繁，造成电动机及控制开关故障频繁，而且供水压力不稳定。

　　针对宾馆供水泵组存在的问题和用水负荷的实际情况，设计了一套变频调速恒压供水控制装置，采用11kW富士变频器，压力传感器，微电脑控制器（包括PID调节）等组成闭环调节恒压控制系统，使水泵恒压供水，其供水压力可调，解决了宾馆供水系统不稳定的大问题。

　　原来的控制方式下，三台泵平均输入功率20kW，供水压力3.7～5.8kg/cm2，年耗电175200kWh，按0.5元/kWh计算，每年电费8.8万元。采用变频恒压供水控制装置后，三台泵平均输入功率16kW，供水压力4.5kg/ cm2，年耗电140160kWh，电费7.0万元，年节约电费开支1.8万元。该项目改造投资3.2万元，由此可知，采用变频恒压供水控制装置后，每年节约电能35040kWh，节电率20%，投资回收期1.8年。

　　实例2：乌鲁木齐市光明路供热锅炉站2#锅炉为DHL-2500-16/150-A型热水锅炉，额定供热量29000kW，热水出口温度150℃，回水温度90℃，锅炉效率0.80，锅炉总额定耗电功率560kW，采用乌市烟煤，其低位发热量29442kJ/kg，额定燃料消耗量4440kg/h；与锅炉匹配的引风机为Y4-73- 11型18D，风量Q=19×104 m3 /h（3167m3 / min），全压H=2646Pa，电机220kW，风机效率ηF=0.70；鼓风机为G4-73-11型14D，Q= 74600m3 /h（1243m3 /min），H=2757Pa，风机效率ηF=0.80，电机75kW.鼓引风机功率295kW，占该锅炉总耗电的50.7%.该锅炉鼓引风机采用变频调速器控制，变频器选用日本三菱MT-140A-75K和MT-140A- 220K各1台，总投资37.28万元，其中2台变频器33万元，1992年设计施工，1993年底投入使用，作者于1994年3月进行了对比测试。

　　（1）测试用仪表，温度。0～150℃水银温度计，刻度0.5℃；流量：旋翼式水表，0.045～2800m3 /h，精度2.0级；电流，电度表：常规工业用，精度2.0级。

　　（2）数据分析

　　锅炉运行热负荷无变频调速运行：运行热负荷Q=MρcpΔt=421.5×984.3×（84-51.7）×1≈15581kW有变频调速运行：运行热负荷Q′= MρcpΔt=432.5×966.2×（93-63.4）×1= 14419kW鼓风和引风机单位小时耗电量：无变频调速运行N=58+140=198kWh，有变频调速运行N′=26+60=86kWh.

　　每1×106 W锅炉热负荷鼓风和引风机的耗电量：无变频=198/15.581=12.71kWh，有变频=86/14.419=5.96kWh.

　　每1×106 W锅炉热负荷节电12.71- 5.96=6.75kWh，即节电53.1%.

　　由上述测试结果表明，采用变频调速，节电是相当显着的。

上一页  [1] [2] [3] 

本文关键字：暂无联系方式变频器基础，变频技术 - 变频器基础