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變頻器控制柜的節(jié)能特點(diǎn)

發(fā)布日期：2012-10-17 15:00  瀏覽次數(shù)：

變頻器控制柜是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，不僅具有軟啟動(dòng)器柜的特點(diǎn)，而且能夠進(jìn)行變頻調(diào)速，變頻器的類別有多種，按照變流環(huán)節(jié)的不同，可分為交一直一交變頻器和交一交變頻器。交一交變頻器由于沒有中間環(huán)節(jié)，變換效率高，但其連續(xù)可調(diào)的頻率范圍窄，故主要用于容量較大的低速拖動(dòng)系統(tǒng)中；交一直一交變頻器由于把直流電逆變成交流電的環(huán)節(jié)較易控制，在頻率的調(diào)節(jié)范圍以及變頻后電動(dòng)機(jī)的特性等方面，都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，目前迅速普及應(yīng)用的主要是這一種。按電壓的調(diào)制方式分為SPWM 和PAM 變頻器，中、小容量的通用變頻器幾乎全部采用SPWM 變頻器。按直流電路的儲(chǔ)能環(huán)節(jié)分為電壓型和電流型變頻器，中、小容量的通用變頻器以電壓型變頻器為主。按輸入電源的相數(shù)分為三進(jìn)三出變頻器和單進(jìn)三出變頻器，大多數(shù)變頻器均為三進(jìn)三出變頻器，單進(jìn)三出變頻器主要用于容量較小的家用電器。變頻器在煤礦提升絞車、水泵、風(fēng)機(jī)等得到了大量的應(yīng)用。下面我們分析一下變頻器控制柜的節(jié)能特點(diǎn)。

變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)節(jié)能
    　變頻調(diào)速自動(dòng)根據(jù)負(fù)載情況調(diào)整輸出電壓，通過對(duì)電機(jī)的較佳勵(lì)磁，有效地降低了無功損耗，提高系統(tǒng)功率因數(shù)，降低電機(jī)工作噪音, 延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命。
　　電動(dòng)機(jī)的總電流(IS)為電機(jī)勵(lì)磁電流(IM)與電機(jī)力矩電流(IT)的矢量和, IS和IM夾角的余弦值即為電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)；
　　電機(jī)勵(lì)磁電流決定于加在電機(jī)線圈上的電壓, 在工頻狀態(tài)下, 交流電壓為380V恒定不變, 因此勵(lì)磁電流也不會(huì)改變；
　　在變頻狀態(tài)下, 變頻器自動(dòng)檢測(cè)負(fù)載力矩, 根據(jù)實(shí)際負(fù)載決定輸出電壓, 因此在負(fù)載較低的時(shí)候自動(dòng)降低輸出電壓, 以維持較高的功率因數(shù)。
由于變頻器自動(dòng)降低了電機(jī)勵(lì)磁電流, 使得輸出總電流明顯低于工頻工作的總電流, 節(jié)約了線路中的損耗和無功功率的損失；管道阻力h與流量Q的關(guān)系為h正比于RQ2，其中R為阻力系數(shù) 電機(jī)在恒速運(yùn)行時(shí)，流量為100%情況下（工作點(diǎn)為 A），水泵軸功率相當(dāng)于Q1AH1O所包容的面積。電機(jī)在恒速運(yùn)行時(shí)，采取調(diào)節(jié)閥門的辦法獲得70%的流量（工作點(diǎn)為 B），將導(dǎo)致管阻增大，水泵軸功率相當(dāng)于Q2BH2O所包容的面積，所以軸功率下降不大。 采用變頻調(diào)速控制流量時(shí)，由于管道特性沒有改變，水泵特性發(fā)生變化（工作點(diǎn)為 C），軸功率與Q2CH3O所包容的面積成正比。故其節(jié)能量與CBH2H3所包容的面積成正比，輸入功率大大減小，正如前面提到的，軸功率P與轉(zhuǎn)速n的三次方成正比。采用變頻器進(jìn)行調(diào)速，當(dāng)流量下降到80%時(shí)，轉(zhuǎn)速也下降到80%，而軸功率N將下降到額定功率的51.2%,如果流量下降到60%,軸功率N可下降到額定功率的21.6%,當(dāng)然還需要考慮由于轉(zhuǎn)速降低會(huì)引起的效率降低及附加控制裝置的效率影響等.即使這樣,這個(gè)節(jié)能數(shù)字也是很可觀的,因此在裝有風(fēng)機(jī)、水泵的機(jī)械中,采用轉(zhuǎn)速控制方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量,在節(jié)能上是個(gè)有效的方法。