通用和您一起认识变频风机.doc

一、众所周知,风机是应用量大、应用面广的通用性机械,与风机配套用的电机耗用电量约占全国总发电量的20%。因此在鼓风机、引风机等风机类设备上,推广节能技术,取代落后的档风板或阀门载流调节方式,使风机始终处于科学、经济运行状态,提高企业综合经济效益和社会效益,具有十分重要的意义。传统风机流量的设计均以最大风量需求来设计,其调整方式采用档板、风门、回流、起停电机等方式控制,无法形成闭环回路控制,也较不考虑省电的观念。电气控制采用直接或Y-△起动,无法具有软起动的功能,机械冲击大,传动系统寿命短,震动及噪音较大,需要的电源容量大,功率因数较低等是其主要的问题点。从流体力学原理得知,风机风量与转速及电机功率相关。当风量减少风机转速下降时,其电动机输入功率迅速降低。例如风量下降到80%时,转速也下降到80%,其轴功率则下降到额定功率的51%;若风量下降到50%时,轴功率将下降到额定功率20%。采用变频调速,改变风机电动机的输入频率从而改变电动机、风机转速,达到调节空气流量的目的,既满足生产工艺变化的要求,又节省电能,是一举多得的最佳措施。轴流风机二、节电原理任何利用交流感应电动机作为电力传动方式的生产机械,电动机的功率是按最大负荷期额定负荷选择的。而工作时绝大部分不能满载运行,电动机工作于满电压、满速度而负载很小,也会有很多时间空载运行,由电机设计和运行特性可以知道,电动机只有运行在满载时才是效率最高、功率因数COS￠最佳状况,轻载时降低,,造成许多不必要的电能损耗。现在采用检测负载大小的方法,根据负载的减少,适当降低定子电压可以提高效率,这是因为当轻载、空载时定子电流有功分量很小,而主要是励磁的无功电流,因此COS￠很低,而空载损耗中占主要成份的是定子满电压的铁损耗,一点没有减少,所以效率很低。如果适当降低定子电压,见电机定子感应电势公式:U1≈E1=￠m其中:U1—定子每相绕组串联匝数;KN1由于轻载、空载时定子电流很小,可以忽略定子绕组的漏阻抗压降,所以U1≈E1,当其他条件不变时,降低定子电压U1,则￠m比例下降,也即励磁无功电流IM也成比例下降,这样定子电流中的无功分量减少了,COS￠就提高了,适当控制可以接近最佳值。另外,其他条件不变,定子铁耗:PFel=pFeIN×(U1/UIN)2其中:PFel—定子铁耗;pFeIN—定子额定铁耗;UIN—定子额定端电压。可以看出,随着U1下降,PFel以平方比例迅速下降,这样轻载、空载时占主要损耗的铁耗大量减少,使电机的运行效率大大提高,这就是轻载降压节电的道理。调速节能根据可变速机械的相似定理:Q∝n;M∝n2;P∝n3;其中:Q—流体的流量;n—风机、泵的轴转速;M—轴转矩;P—轴功率。通常需要改变负载时,是用档板或阀门调节,这时输入功率变化不大,大量能量以压差的形式损耗在档板、阀门上了,不仅能耗大而且档板、阀门磨损易坏,噪声也大。由上面公式可见,只要改变n,测流量Q成比例变化,达到调节Q的目的,而轴功率可大大减少,如Q’=1/2,则P’=1/8×P,%,还能节能(节电)80%以上,当然这是理想的,考其他因素,节能率要小些。另外,即使对于许多“恒转速”性质的机械,如活塞式空压机等,用调速改变负载,也有明显的节能效果,这是因为降速后(如