電機系統節能改造之電機轉速調節。

      電機在我國的實(shí)際應用中，同國外相比差距很大。機組效率為75%，比國外低10%；系統運行效率為30~40%，比國際先進(jìn)水平低20~30%。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的高度發(fā)展和應用，使變頻器的節能效果更為顯著(zhù)。

      電機是一種應用量大、使用范圍廣的高耗能動(dòng)力設備。據統計，我國的總裝機容量約為4億千瓦，年耗電量約為6000億kWh，約占工業(yè)用電的70-80%。我國以中小型電機為主，約占80%，而中小型電機耗損的電量卻占總損耗量的90%。電機在我國的實(shí)際應用中，同國外相比差距很大，機組效率為75%，比國外低10%；系統運行效率為30-40%，比國際先進(jìn)水平低20-30%。因此在我國中小型電機具有極大的節能潛力，推行電機節能勢在必行。
      由于異步電機結構簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格低廉、堅固耐用、運行可靠，可用于惡劣的環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在工農業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。特別是對各行各業(yè)的泵類(lèi)和風(fēng)機的拖動(dòng)上非彼莫屬，因此，拖動(dòng)泵類(lèi)和壓縮機、風(fēng)機的電機節能工作倍受重視。

      隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的高度發(fā)展和應用使變頻器的節能效果更為顯著(zhù)。它不但能實(shí)現無(wú)級調速，而且在負載不同時(shí)，始終高效運行，有良好的動(dòng)態(tài)特性，能實(shí)現高性能、高可靠性、高精度的自動(dòng)控制。相對于其它調速方式（如：降壓調速、變極調速、滑差調速、交流串級調速等），變頻調速性能穩定、調速范圍廣、效率高，隨著(zhù)現代控制理論和電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流變頻調速技術(shù)日臻完善，它已成為交流電機調速的最新潮流。變頻調速裝置（變頻器）已在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應用。

      使用變頻器調速信號傳遞快、控制系統時(shí)滯小、反應靈敏、調節系統控制精度高、使用方便、有利于提高產(chǎn)量、保證質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，因而使用變頻器是廠(chǎng)、礦企業(yè)節能降耗的首選產(chǎn)品。

      變頻電機節電器是一種革命性的新一代電機專(zhuān)用控制產(chǎn)品，基于微處理器數字控制技術(shù)，通過(guò)其內置的專(zhuān)用節電優(yōu)化控制軟件，動(dòng)態(tài)調整電機運行工程中的電壓和電流，在不改變電機轉速的條件下，保證電機的輸出轉矩與負荷需求精確匹配，從而有效避免電機因出力過(guò)度造成的電能浪費。

      交流電動(dòng)機是當前應用最廣泛的電機，約占各類(lèi)電動(dòng)機總數的85%。它具有結構簡(jiǎn)單、價(jià)廉、不需維護等優(yōu)點(diǎn)，但它的弱點(diǎn)是調速困難，因而在許多應用場(chǎng)合受到限制或借助機械方式來(lái)實(shí)現調速。

      變頻器就負載類(lèi)型而言主要有兩方面的典型應用：1、恒轉矩應用；2、變轉矩應用。就應用的目的而言主要有：1、以改進(jìn)工藝為主要目的，確保工藝過(guò)程中的最佳轉速、不同負載下的最佳轉速以及準確定位等。以其優(yōu)良的調速性能，提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高舒適性，使設備合理化，適應或改善環(huán)境等。2、以節能為主要目的以流量或壓力需要調節的壓縮機、風(fēng)機、泵類(lèi)機械的轉速控制來(lái)實(shí)現節能改造效果非常顯著(zhù)。

變頻調速的原理

      在企業(yè)所使用的耗電設備中，風(fēng)機、水泵、空壓機、液壓油泵、循環(huán)泵等電機類(lèi)負載占絕大多數。由受到技術(shù)條件限制，這類(lèi)負載的流量、壓力或風(fēng)量控制系統幾乎全部是閥控系統，即電機由額定轉速驅動(dòng)運轉，系統提供的流量、壓力或風(fēng)量恒定，當設備工作需求發(fā)生變化時(shí)，由設在出口端的溢流、溢壓閥或比例調節來(lái)調節負載流量、壓力或風(fēng)量、從而滿(mǎn)足設備工況變化的需要。而經(jīng)溢流溢壓閥或比例調節閥溢流溢壓后，會(huì )釋放大量的能量，這部分耗散的能量實(shí)際上是電機從電網(wǎng)吸收能量中的一部分，造成了電能極大的浪費。從這類(lèi)負載的工作特性可知，其電機功率與轉速立方成正比，而轉速又與頻率成正比。如果我們改變電機的工作方式，讓它不總是在額定工作頻率下運轉，而是改由變頻調整控制系統進(jìn)行啟?？刂坪驼{整運行，則其轉速就可以在0～2900r/min的范圍內連續可調，即輸出的流量、壓力或風(fēng)量也隨之可在0～100%范圍內連續可調，使之與負載的工作需要求精確匹配，從而達到節能降耗的目的。

      交流電機轉速如下：n=60f(1-s)/p
　      　式中：
　      　n=電機轉速
　      　f=電源頻率
　      　p=電機的極對數
　      　s=轉差率

      由式可見(jiàn)，交流電動(dòng)機的同步轉速n與電源頻率f成正比，所以改變電源頻率就能改變電機轉速，從而實(shí)現調速的目的。

變頻調速節電原理

      變頻調速節電，顧名思義，變頻調速才能節電。下面主要對兩類(lèi)典型負載應用的節電原理作一下分析。

（1）恒轉矩負載類(lèi)應用

      恒轉矩負載即不管轉速如何變化，負載轉矩是恒定的。
　      　如下公式：P=K*T*N
　      　K=系數
　      　P=軸功率
　      　T=負載轉矩
　      　N=轉速

      從上述公式可以看到，軸功率與電機的轉速成正比，當由于工藝的需要而調整電機速度時(shí)，自然可以達到相應比例節電的目的。

（2）變轉矩負載類(lèi)應用

      離心風(fēng)機、泵類(lèi)是屬于典型的變轉矩負載，其工作特點(diǎn)是：大多數是長(cháng)期連續運行，由于負載轉矩與轉速的平方成正比，所以一旦轉速超過(guò)額定轉速，就會(huì )造成電機的嚴重過(guò)載，因此風(fēng)機、泵類(lèi)一般不超過(guò)額定頻率運行。

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