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KV3000变频器在节能改造中的分析

  


 

一、负载类型与节能关系
  生产机械是各式各样,种类繁多的,但负载类型主要有三类,它们与节能的关系见表1。表中的PKW)、Mnm)、nr/min)。
1 负载类型与节能关系

二、风机水泵节能原理
  风机水泵的轴功率P与其风(水)量Q、扬程H之间的关系为:P正比Q*H,当流量Q1变化到Q2时,电动机的转速为n1n2 , 此时QHP相对于转速的关系如下:
Q2=Q1×( n2 / n1)
H2=H1×( n2 / n1 )2
P2=P1×( n2 / n1 )3

风机水泵H-Q特性曲线图

n1-
代表风机水泵在额定转速运行时的特性;
n2-
代表风机水泵降速运行在n2转速时的特性;
R1-
代表风机水泵管路阻力最小时的阻力特性;
R2-
代表风机水泵管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。
  风机水泵在管路特性曲R1工作时,工况点为A,其流量压力分别为Q1H1,此时风机水泵所需的功率正比于H1Q1的乘积,即正比于AH1OQ1的面积。由于工艺要求需减小风量(流量)到Q2,实际上通过增加管网管阻,使风机水泵的工作点移到R2上的B点,风压(水压)增大到H2,这时风机水泵所需的功率正比于H2Q2的面积,即正比于BH2OQ2的面积。显然风机水泵所需的功率增大了。这种调节方式控制虽然简单、但功率消耗大,不利于节能,是以高运行成本换取简单控制方式。
  若采用变频调速,风机水泵转速由n1下降到n2,这时工作点由A点移到C点,流量仍是Q2,压力由H1降到H3,这时变频调速后风机水泵所需的功率正比于H3Q2的乘积,即正比于CH3OQ2的面积,由图可见功率的减少是明显的。
由上述原理可知,降低风机水泵的转速,风机水泵的输出功率将下降更多。

                   
三、节能计算
  将电机的供电频率由50Hz降为40Hz,则理论上,频率改变后与改变前的输出功率之比为 (40/50)3 = 51.2%。例如:一台水泵电机功率为55KW,当转速下降到原转速的4/5时,其耗电量为28.16KW,省电48.8%,当转速下降到原转速的1/2时,其耗电量为6.875KW,省电87.5%。
  风机、泵类等设备采用变频调速技术实现节能运行是我国节能的一项重点推广技术,受到国家政府的普遍重视,《中华人民共和国节约能源法》第39条就把它列为通用技术加以推广。实践证明,变频器用于风机、泵类设备驱动控制场合取得了显著的节电效果,是一种理想的调速控制方式。既提高了设备效率,又满足了生产工艺要求,并且因此而大大减少了设备维护、维修费用,还降低了停产周期。直接和间接经济效益十分明显,设备一次性投资通常可以在9个月到16个月的生产中全部收回。

             

 

 

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