变频调速技术实验研究及其应用分析VIP免费

第1页共9页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共9页变频调速技术实验研究及其应用分析摘要：从变频调速的基本原理开始，讨论了电动机调速与节能的关系，根据实验数据，结合生产实践中大量使用的风机、水泵进行分析，指出变频调速有利于节能及其它优势，并结合相关实例说明了使用变频技术带来的经济效益。1．概述我国的能源供应还很紧张，最大限度的利用能源是一种客观要求。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。近年来变频技术被广泛的应用在生产、生活的各个方面，就是由于使用了变频技术可以大幅度提高能源的利用率。2变频调速2.1变频调速的基本原理在变频调速中使用最多的变频调速器是电压型变频调速器,由整流器、滤波系统和逆变器三部分组成。在其工作时首先将三相交流电经桥式整流装置整为直流电,脉动的直流电压经平滑滤波后在微处理器的调控下,用逆变器将直流电再逆变为电压和频率可调的三相交流电源,输出到需要调速的电动机上。由电工原理可知电机的转速与电源频率成正比,通过变频器可任意改变电源输出频率从而任意调节电机转速,实现平滑的无级调速。2.2电动机调速与节能的关系风机和水泵都是流体机械，流体机械的转速变化与其流量、压力和功率之间的变化有如下的关系：Q1/Q2=n1/n2H1/H2=(n1/n2)2P1/P2=(n1/n2)3上述式子中Q1、H1、P1分别代表转运n1时的流量、压力、功率。Q2、H2、P2、分别代表转速n2时的流量、压力、功率。即流量与转速的一次方成正比：压力与转速的平方成正比；功率与转速的三次方成正比。由此可见，当通过降低转速以减少流量来达到节流目的时，所消耗的功率将降低很多。例如：当转速降到80%时，流量减少到80%，而轴功率却下降到额定功率的(80%)3≈51%；若流量需减少到40%，则转速相应减少到40%，此时轴功率下降到额定功率的(40%)3≈6.4%。第2页共9页第1页共9页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共9页风机(水泵)调节流量，可行的方式有两种：第一种方式是保持电机转速不变，通过调节风阀来调节流量。此时风机的对H-Q特性曲线不变。而风阀开度发生变化，即管路的阻力特性发生了变化，即管路阻力增加。第二种方式是管路的阻力特性保持不变(即风门不变)，通过调节电机的转速来调节流量。这种方法所消耗的功率相对于第一种要小得多。调速是控制风机、水泵节能的相当有效的措施。风机、水泵一方面由于在生产中具有面广、量大、耗电多的特点，另一方面由于节能潜力大的特点，故此类电机的节能具有广阔的前景，且意义重大。2.3电机在不同频率下运行的节电效果：P=N3(仅供参考)1．频率下降10%情况下的节电率：1-(1-10%)3=27.1%；2．频率下降15%情况下的节电率：1-(1-15%)3=38.6%；3．频率下降20%情况下的节电率：1-(1-20%)3=48.8%；4．频率下降25%情况下的节电率：1-(1-25%)3=57.8%；5．频率下降30%情况下的节电率：1-(1-30%)3=65.7%；如果电机运行频率长期稳定在30%以下，且远期负载无扩展趋势，建议更换电机拖动系统，经济上更合算。3.变频调速技术节省能源：3.1传统的控制流量的办法是用阀门控制，而用阀门控制流量从100％流量减到70％流量时能量只减少2％。而用变频调速控制以后，同样的降到70％流量，能量下降了52％，从而使系统的效率大为提高。国外资料表明：当工作点位于最大流量的80%时，使用风阀将消耗电机能量的93%，导流叶片消耗为70%，涡流联轴器消耗67%，而变频器消耗51%，差不多是风阀的一半；当气流量降至50%时，变频器只消耗15%，而联轴器消耗为29%，导流叶片消耗为49%，风阀为73%。这显示出在输送相同气流量情况下，风阀消耗的能量几乎是变频器的4倍。3.2应用变频器调速的其它好处：(1)、减少噪音，对风机来说降低转速的同时，噪音大幅度降低。风机噪声抑制公式：(dB)551og(速度1/速度2),速度从100％降到50％的噪声降低量为：5...