变频器在工作过程中如何实现节能呢?
SAJ S350高性能矢量变频器
1、低频力矩大、输出平稳
2、高性能矢量控制
3、转矩动态响应快、稳速精度高
4、减速停车速度快
5、抗干扰能力强
三晶 S350系列是新一代高性能矢量变频器,有如下特点:
■采用最新高速电机控制专用芯片DSP,确保矢量控制快速响应
■硬件电路模块化设计,确保电路稳定高效运行
■外观设计结合欧洲汽车设计理念,线条流畅,外形美观
■结构采用独立风道设计,风扇可自由拆卸,散热性好
■无PG矢量控制、有PG矢量控制、转矩控制、V/F控制均可选择
■强大的输入输出多功能可编程端子,调速脉冲输入,两路模拟量输出
■独特的“挖土机”自适应控制特性,对运行期间电机转矩上限自动限制,有效抑制过流频繁跳闸
■宽电压输入,输出电压自动稳压(AVR),瞬间掉电不停机,适应能力更强
■内置先进的 PID 算法 ,响应快、适应性强、调试简单 ; 16 段速控制,简易PLC 实现定时、定速、定向等多功能逻辑控制,多种灵活的控制方式以满足各种不同复杂工况要求
■内置国际标准的 MODBUS RTU ASCII 通讯协议,用户可通过PC/PLC控制上位机等实现变频器485通讯组网集中控制
没有故障代码
1,可能是停机控制回路接触不良,瞬间断开,相当于按动停止按钮
2 变频器控制板出现故障
调节电机转速:变频器可以通过调节电机转速来控制电机的运行状态,使其在不同的负载条件下以最佳转速运行,从而提高电机的效率,节约能源。
调节电压:变频器可以通过调节输出电压来实现电机的节能控制,保证电机在低负载时也能保持高效率的运行状态。
调节输出频率:变频器可以通过调节输出频率来控制电机的转速,保证电机在不同的负载下始终运行在最佳状态,从而降低能耗。
节能模式:一些先进的变频器可以提供多种节能模式,比如睡眠模式、休眠模式等,通过降低电机的运行功率来实现节能效果。
回馈节能技术:一些高端的变频器可以采用回馈节能技术,将电机的机械能转化为电能回馈给变频器,从而减少能量的浪费。
总之,变频器可以通过调节电机的转速、电压和频率等参数来实现节能效果,不仅可以降低电能消耗,还可以延长电机的使用寿命,降低设备维护成本。
一、引言
在工业生产和产品加工制造业中,风机、泵类设备应用范围广泛;其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%~25%,是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入,市场竞争的不断加剧;节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一.而八十年代初发展起来的变频调速技术,正是顺应了工业生产自动化发展的要求,开创了一个全新的智能电机时代。一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式,使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出,从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。八十年代末,变频调速技术引入我国并得到推广。现已在电力、冶金、石油、化工、造纸、食品、纺织等多种行业的电机传动设备中得到实际应用。目前,变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向。卓越的调速性能、显著的节电效果,改善现有设备的运行工况,提高系统的安全可靠性和设备利用率,延长设备使用寿命等优点随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。
二、综述
通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合,根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样,不论生产的需求大小,风机都要全速运转,而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中,不仅控制精度受到限制,而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加,设备使用寿命缩短,设备维护、维修费用高居不下。泵类设备在生产领域同样有着广阔的应用空间,提水泵站、水池储罐给排系统、工业水(油)循环系统、热交换系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备。而且,根据不同的生产需求往往采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。这样,不仅造成大量的能源浪费,管路、阀门等密封性能的破坏;还加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀,严重时损坏设备、影响生产、危及产品质量。 风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行,存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命,而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备,时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。 近年来,出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求,加之采用变频调速器(简称变频器)易操作、免维护、控制精度高,并可以实现高功能化等特点;因而采用变频器驱动的方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。 变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系: n =60 f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数);通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术,电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。
三、节能分析
通过流体力学的基本定律可知:风机、泵类设备均属平方转矩负载,其转速n与流量Q,压力H以及轴功率P具有如下关系:Q∝n ,H∝n2,P∝n3;即,流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。以一台水泵为例,它的出口压头为H0(出口压头即泵入口和管路出口的静压力差),额定转速为n0,阀门全开时的管阻特性为r0,额定工况下与之对应的压力为H1,出口流量为Q1。流量-转速-压力关系曲线如下图所示。在现场控制中,通常采用水泵定速运行出口阀门控制流量。当流量从Q1减小50%至Q2时,阀门开度减小使管网阻力特性由r0变为r1,系统工作点沿方向I由原来的A点移至B点;受其节流作用压力H1变为H2。水泵轴功率实际值(kW)可由公式:P =Q·H/(η c·η b)×10-3得出。其中,P、Q 、H 、η c 、η b 分别表示功率、流量、压力、水泵效率、传动装置效率,直接传动为1。假设总效率(η c·η b)为1,则水泵由A点移至B点工作时,电机节省的功耗为AQ1OH1和BQ2OH2的面积差。如果采用调速手段改变水泵的转速n,当流量从Q1减小50%至Q2时,那么管网阻力特性为同一曲线r0,系统工作点将沿方向II由原来的A点移至C点,水泵的运行也更趋合理。在阀门全开,只有管网阻力的情况下,系统满足现场的流量要求,能耗势必降低。此时,电机节省的功耗为AQ1OH1和CQ2OH3的面积差。比较采用阀门开度调节和水泵转速控制,显然使用水泵转速控制更为有效合理,具有显著的节能效果。另外,从图中还可以看出:阀门调节时将使系统压力H升高,这将对管路和阀门的密封性能形成威胁和破坏;而转速调节时,系统压力H将随泵转速n的降低而降低,因此不会对系统产生不良影响。从上面的比较不难得出:当现场对水泵流量的需求从100%降至50%时,采用转速调节将比原来的阀门调节节省BCH3H2所对应的功率大小,节能率在75%以上。
与此相类似的,如果采用变频调速技术改变泵类、风机类设备转速来控制现场压力、温度、水位等其它过程控制参量,同样可以依据系统控制特性绘制出关系曲线得出上述的比较结果。亦即,采用变频调速技术改变电机转速的方法,要比采用阀门、挡板调节更为节能经济,设备运行工况也将得到明显改善。
四、节能计算
对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能效果,通常采用以下两种方式进行计算:
1、根据已知风机、泵类在不同控制方式下的流量-负载关系曲线和现场运行的负荷变化情况进行计算。
以一台IS150-125-400型离心泵为例,额定流200.16m3/h,扬程50m;配备Y225M-4型电动机,额定功率45kW。泵在阀门调节和转速调节时的流量-负载曲线如下图示。根据运行要求,水泵连续24小时运行,其中每天11小时运行在90%负荷,
13小时运行在50%负荷;全年运行时间在300天。则每年的节电量为:
W1=45×11(100%-69%)×300=46035kW·h
W2=45×13×(95%-20%)×300 =131625kW·h
W = W1+W2=46035+131625=177660kW·h
每度电按0.5元计算,则每年可节约电费8.883万元。
2、根据风机、泵类平方转矩负载关系式:P / P0=(n / n0)3计算,式中为P0额定转速n0时的功率;P为转速n时的功率。 以一台工业锅炉使用的22 kW鼓风机为例。运行工况仍以 24小时连续运行,其中每天11小时运行在90%负荷(频率按46Hz计算,挡板调节时电机功耗按98%计算),13小时运行在50%负荷(频率按20Hz计算,挡板调节时电机功耗按70%计算);全年运行时间在300天为计算依据。则变频调速时每年的节电量为:
W1=22×11×[1-(46/50)3]×300=16067kW·h
W2=22×13×[1-(20/50)3]×300=80309kW·h
Wb = W1+W2=16067+80309=96376 kW·h
挡板开度时的节电量为:
W1=22×(1-98%)×11×300=1452kW·h
W2=22×(1-70%)×11×300=21780kW·h
? Wd = W1+W2=1452+21780=23232 kW·h
相比较节电量为:W= Wb-Wd=96376-23232=73144 kW·h
每度电按0.5元计算,则采用变频调速每年可节约电费3.657万元。
某工厂离心式水泵参数为:离心泵型号6SA-8,额定流量53. 5 L/s,扬程50m;所配电机Y200L2-2型37 kW。对水泵进行阀门节流控制和电机调速控制情况下的实测数据记录如下:
流 量L/s 时 间(h) 消耗电网输出的电能(kW·h) 阀门节流调节 电机变频调速
47 2 33.2×2=66.4 28.39×2=56.8
40 8 30×8=240 21.16×8=169.3
30 4 27×4=108 13.88×4=55.5
20 10 23.9×10=239 9.67×10=96.7
合计 24 653.4 378.3
相比之下,在一天内变频调速可比阀门节流控制节省275.1 kW·h的电量,节电率达42.1%。
五、结束语
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。
通过对电网进行回馈实现节能。
我们都知道电机工作的工作方式有两种:电动和制动。在电机进行制动的时候,它相当于是一台发电机,变频器通过将电机制动状态下发出的电能回馈给电网进行利用而实现节能。
虽然说单个一台电机进行能量的回馈对节能的贡献很小,但是在工厂中工作的电机往往数量很多,功率很大,这样,把这些电机制动转台的电能都收集起来回馈给电网再进行利用,就能够节约很多的能源。
变频器出现DELTA是什么意思?
一是变频器的软件或者是硬件出现了问题,软件的可能性更大一些,可以联系厂家售后刷机试试。二是电磁干扰问题,就是变频器在工作过程中,电源中的谐波超过了变频器的耐受程度,导致了变频器误报警。像这种情况,应该采取谐波抑制措施,如加装变频器输入端专用滤波器,或者是变频器输入端专用电抗器等谐波抑...
变频器常见故障的原因有哪些
变频器出现故障分为内因和外因,主要有以下三点:1,安装环境的影响及预防 由于变频器为电子器件装置,对环境要求比较严格。比如振动会导致电子器件损伤,潮湿环境、腐蚀性气体及灰尘会造成器件锈蚀,接触不良,绝缘性能降低。温度是影响变频器性能又一主要“病因”,由于变频器在运作过程中,自身温度会不断...
变频器原理
通常,把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC),这个过程叫整流。把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置,其科学术语为“inverter”(逆变器)。一般逆变器是把直流电源逆变为一定的...
变频器工作中能实现频繁的立即换向吗
可以频繁变换给定方向,但是这种频繁最好是秒一级的,如果太频繁会导致控制器无法收敛导致过流。另外即使你的给定方向变换了,但是负载并不会立即改变方向,因为负载是有惯性的,速度是一个渐变的量,所以实际速度不可能立即改变方向,肯定有一个过程。
变频器工作原理及控制过程
变频器工作原理直流->振荡电路->变压器(隔离、变压)->交流输出方波信号发生器使直流以50Hz的频率突变,用正弦和准正弦的振荡器,波形类似于长城的垛口,一上一下的方波,突变量约为5V;再经过信号放大器使突变量扩大至12V左右;经变压器升压至220V输出。将直流电转换成交流电有三种方法:1、用直流...
电机变频器正常运转突然停止又重启动是何原因?
两种可能性,一个是变频器在运行过程中,遭遇了故障或报警,另一个,就是变频器在运行过程中,受到电源中的谐波干扰,导致变频器的误动作。这就要看在变频器正常运转到重新启动这个过程中,控制面板上显示的内容,如果显示内容没有任何变化,则一般是电源谐波导致的,此时,你可以选装MLAD-V-SR变频器输...
它俩工作原理是什么?区别是什么?变频器与逆变器!
变频器的工作原理是先将有频率的交流电变成没有频率直流电,再通过电子电路控制使它可以任意调节它的频率的交流电。逆变器与变频器的后半部差不多,就是把直流电变为交流电 逆变一般是直流电转交流电。变频器中包括整流和逆变,首先是将交流电通过二极管整流,以及电感电容滤波后形成比较平滑的直流电,然...
变频器在运行中出现故障,报警参数是恒速过流,怎么解决呢,请各位高手...
有可能是高次谐波的问题,变频器本身有问题,检查一下变频器输出波形。还需考虑的事变频式不是在50HZ下运行的。普通电机低频工作是不行的,散热不行容易烧
变频器接地与不接地问题
变频器接地线的作用 变频器接地(earthing)指电力系统和电气装置的中性点、电气设备的外露导电部分和装置外导电部分经由导体与大地相连。可以分为工作接地、防雷接地和保护接地。工作接地就是由电力系统运行需要而设置的(如中性点接地),因此在正常情况下就会有电流长期流过接地电极,但是只是几安培到几十...
变频器报过流和过载原因上面来说有什么区别?分别如何检测的
变频器过载是因为误动作的变频器内部的电流检测部分发生故障,检测出的电流信号偏大,导致跳闸。3、故障主要特征不同 变频器过流是因为变频器自身工作的不正常,如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在不断交替的工作过程中出现异常。变频器过载是因为机械负荷过重的主要特征是电动机发热,并可从显示屏...
春可凯复: 1.变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置.2.变频节能原理在生产中,许多设备的能耗都与机组的转速有关,其中油、水泵最为突出,这些设备一般都是根据生产中可能出现的最大负荷条件,如最...
甘州区19413317867: 变频器如何实现节能 - ?
春可凯复: 提高其功率因数,降低电阻率,保持一个恒定的数值.调速控制哦.
甘州区19413317867: 怎么实现变频器节能的最大化 - ?
春可凯复: 不是用变频器就节能的,关键是你的电机在运行中有不有节能点,比如空压机,注塑机等,你把电压弄到350V虽然变频器可以工作,但是长期低电压运行对变频器也是不利的,你那完全是南辕北辙!
甘州区19413317867: 变频器本身也耗电,怎样使用最省电 - ?
春可凯复: 作为电子电路,变频器本身也要耗电(约额定功率的3-5%).一台1.5匹的空调自身耗电算下来有20-30W,相当于一盏长明灯.变频器在工频下运行,具有节电功能,是事实. 但前提条件是 第一,大功率并且为风机/泵类负载 第二,装置本身具...
甘州区19413317867: 变频器是怎样达到节能效果的? - ?
春可凯复: 变频器的主要损耗是在模块上,频率越高开关速度越快功耗越大,普遍认为变频器50HZ一下是节能的1、频繁启动的场合用变频器是节能的,因为变频器启动电机的时候比直接启动电流要小的多,要知道电机启动瞬间消耗的功率是很大的,工业...
甘州区19413317867: 变频器的具体是通过怎样方式让电机运转而达到节电呢? - ?
春可凯复: 各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz),等等.通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”.为了产生可变的电压和频...
甘州区19413317867: 为什么变频能够节能,主要依靠什么样的原理节能? - ?
春可凯复: 变频空调器按工作原理可以分为交流变频和直流变频两种方式. 1、交流变频原理 把220V、50HZ工频交流电转换为310V直流电源,并把它送到逆变器(大功率晶体管开关组合),又称功率模块,为其提供工作电压;同时根据室温和设定温度的...
甘州区19413317867: 变频器是如何实现节能的? - ?
春可凯复: 其实说变频器的节能是相对的,看你是什么负载,什么场合,启动方式等等,一般来说,满负载的情况下,变频器的节能比约为6%-8%之间,有些场合甚至都没有,风机水泵的负载的就远远大于这个数字了
甘州区19413317867: 请问变频器在中央空调系统是如何实现节能的? - ?
春可凯复: 中央空调调节冷冻/冷却泵转速的节电原理:采用交流变频技术控制冷冻/冷却泵的运行,是目前中央空调系统节能改造的有效途经之一.泵的负载功率与转速成3次方比例关系,即P∝N3,其中P为功率,N为转速;可见用变频调速的方法来减...
甘州区19413317867: 变频器如何使用最省电 - ?
春可凯复: 变频器不一定能够省电,变频器设计的目的是控制电机的转速.变频器能够省电,那是因为在某些使用场合中,并不一定需要工频运行,降低一些速度也可以,,而变频器能够使电机的转速降下来,这样才省电.所以说,能不能省电,能省多大的电,其实主要是看整个设备有没有节能空间.详细可查益电通变频