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風(fēng)機(jī)變頻控制的應(yīng)用

2017年06月01日 10:14:27人氣:2711來(lái)源:紹興上虞上鼓風(fēng)機(jī)有限公司

  變頻風(fēng)機(jī)是采用變頻控制技術(shù)來(lái)控制風(fēng)機(jī)根據(jù)條件變速運(yùn)行。
 
  一、*,風(fēng)機(jī)是應(yīng)用量大、應(yīng)用面廣的通用性機(jī)械,與風(fēng)機(jī)配套用的電機(jī)耗用電量約占全國(guó)總發(fā)電量的20%。因此在鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等風(fēng)機(jī)類(lèi)設(shè)備上,推廣節(jié)能技術(shù),取代落后的檔風(fēng)板或閥門(mén)載流調(diào)節(jié)方式,使風(fēng)機(jī)始終處于科學(xué)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài),提高企業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,具有十分重要的意義。
 
  傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)流量的設(shè)計(jì)均以zui大風(fēng)量需求來(lái)設(shè)計(jì),其調(diào)整方式采用檔板、風(fēng)門(mén)、回流、起停電機(jī)等方式控制,無(wú)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(dòng),無(wú)法具有軟起動(dòng)的功能,機(jī)械沖擊大,傳動(dòng)系統(tǒng)壽命短,震動(dòng)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(wèn)題點(diǎn)。從流體力學(xué)原理得知,風(fēng)機(jī)風(fēng)量與轉(zhuǎn)速及電機(jī)功率相關(guān)。當(dāng)風(fēng)量減少風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí),其電動(dòng)機(jī)輸入功率迅速降低。例如風(fēng)量下降到80%時(shí),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(shí),軸功率將下降到額定功率20%。采用變頻調(diào)速,改變風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的輸入頻率從而改變電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,達(dá)到調(diào)節(jié)空氣流量的目的,既滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝變化的要求,又節(jié)省電能,是一舉多得的措施。
 
  二、節(jié)電原理任何利用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為電力傳動(dòng)方式的生產(chǎn)機(jī)械,電動(dòng)機(jī)的功率是按zui大負(fù)荷期額定負(fù)荷選擇的。而工作時(shí)絕大部分不能滿(mǎn)載運(yùn)行,電動(dòng)機(jī)工作于滿(mǎn)電壓、滿(mǎn)速度而負(fù)載很小,也會(huì)有很多時(shí)間空載運(yùn)行,由電機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行特性可以知道,電動(dòng)機(jī)只有運(yùn)行在滿(mǎn)載時(shí)才是效率zui高、功率因數(shù)COS¢狀況,輕載時(shí)降低,空載時(shí)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(cè)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率,這是因?yàn)楫?dāng)輕載、空載時(shí)定子電流有功分量很小,而主要是勵(lì)磁的無(wú)功電流,因此 COS¢很低,而空載損耗中占主要成份的是定子滿(mǎn)電壓的鐵損耗,一點(diǎn)沒(méi)有減少,所以效率很低。如果適當(dāng)降低定子電壓,見(jiàn)電機(jī)定子感應(yīng)電勢(shì)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(shí)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(shí),降低定子電壓U1,則¢m比例下降,也即勵(lì)磁無(wú)功電流IM也成比例下降,這樣定子電流中的無(wú)功分量減少了,COS¢就提高了,適當(dāng)控制可以接近zui高值。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。可以看出,隨著U1下降,PFel以平方比例迅速下降,這樣輕載、空載時(shí)占主要損耗的鐵耗大量減少,使電機(jī)的運(yùn)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(jī)械的相似定理: Q∝n;M∝n2;P∝n3;其中:Q—流體的流量;n— 風(fēng)機(jī)、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(shí),是用檔板或閥門(mén)調(diào)節(jié),這時(shí)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(mén)上了,不僅能耗大而且檔板、閥門(mén)磨損易壞,噪聲也大。由上面公式可見(jiàn),只要改變n,測(cè)流量Q成比例變化,達(dá)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(shí)的12.5%,還能節(jié)能(節(jié)電)80%以上,當(dāng)然這是理想的,考其他因素,節(jié)能率要小些。另外,即使對(duì)于許多“恒轉(zhuǎn)速”性質(zhì)的機(jī)械,如活塞式空壓機(jī)等,用調(diào)速改變負(fù)載,也有明顯的節(jié)能效果,這是因?yàn)榻邓俸?如用變頻調(diào)速)電機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的多種損耗都隨轉(zhuǎn)速風(fēng)速下降,效率都比機(jī)械方法有很大提高。軟起動(dòng)節(jié)能通常感應(yīng)電動(dòng)機(jī)采用直接接入電網(wǎng)起動(dòng)的方法,電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為額定時(shí)的5~7倍不僅損耗大,
 
  對(duì)電網(wǎng)沖擊也大,機(jī)械磨損,振動(dòng)都大,如果用變頻調(diào)速起動(dòng),可以將起動(dòng)電流限制到很小,如果滿(mǎn)載起動(dòng),也只要比額定電流稍大就可以了,這樣起動(dòng)損耗大大降低,既不沖擊電網(wǎng),又不沖擊機(jī)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(dòng)機(jī)的勵(lì)磁無(wú)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(jìn)行變頻調(diào)速改造后,可以增加不少新設(shè)備而不需擴(kuò)容。
 
  三、產(chǎn)品特點(diǎn)
 
  節(jié)省電能,降低能源消耗,節(jié)約生產(chǎn)成本,節(jié)電率達(dá)到20%以上。
 
  提高電網(wǎng)功率因數(shù),節(jié)省就地補(bǔ)償裝置,電網(wǎng)功率因數(shù)可較大幅度的提高。
 
  平滑啟動(dòng),消除啟動(dòng)時(shí)的大電流沖擊,啟動(dòng)時(shí)電機(jī)電流可限制在其額定電流的120%以?xún)?nèi)。
 
  減輕電機(jī)軸承等運(yùn)動(dòng)部件的磨損程度,延長(zhǎng)其使用壽命。
 
  具有完善的保護(hù)和自保護(hù)功能保證設(shè)備安全運(yùn)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(qiáng)大的自變功能,適時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),自動(dòng)適應(yīng)負(fù)載工況的變化,無(wú)需人工調(diào)整。
 
  市電、節(jié)電切換,風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、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(yùn)行,不會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)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(jī)械、自來(lái)水供水公司及空壓機(jī)和空調(diào)等行業(yè)、企業(yè)和場(chǎng)合的離心式風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、蘿茨風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、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(jī)是采用變頻控制技術(shù)來(lái)控制風(fēng)機(jī)根據(jù)條件變速運(yùn)行。比如通過(guò)在鍋爐出口煙道上安裝O2和CO傳感器,將測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸給控制器,經(jīng)過(guò)與理論數(shù)據(jù)對(duì)比后控制送風(fēng)量。由于風(fēng)機(jī)是變頻運(yùn)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(jī)解決了天然氣不*燃燒問(wèn)題,節(jié)約了天然氣。
 
  目前變頻風(fēng)機(jī)技術(shù)已經(jīng)非常成熟并且在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用~!
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