变频器节能原理

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1、变频器节能原理 变频节能： 为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时， 都留有一定的富余量。 电机不能在满负荷下运行， 除达到动力驱 动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗， 造成电能的浪费， 在压力偏高时， 可降低电机的运行速度， 使其在恒压的同时节约 电能。当电机转速从N1变到N2时，其电机轴功率（P）的变化关系如 下：P2/P1=（N2/N1 ） 3，由此可见降低电机转速可得到立方级的节能 效果。动态调整节能：迅速适应负载变动， 供给最大效率电压。 变频调速器在软件上设 有 5000次/秒的测控输出功能， 始终保持电机的输出高效率运行。 通过变频自身的 V/F 功能节电：

2、 在保证电机输出力矩的情况下， 可自动调节 V/F 曲线。减少电机 的输出力矩，降低输入电流，达到节能状态。 变频自带软启动节能： 在电机全压启动时，由于电机的启动力矩需要，要从电网吸收 7 倍的电机额定电流， 而大的启动电流即浪费电力， 对电网的电压 波动损害也很大，增加了线损和变损。采用软启动后，启动电流 可从 0-电机额定电流，减少了启动电流对电网的冲击，节约了 电费，也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击， 延长了设 备的使用寿命。提高功率因数节能： 电动机由定子绕组和转子绕组通过电磁作用而产生力矩。 绕组由 于其感抗作用。对电网而言，阻抗特性呈感性，电机在运行时吸 收大量的无功功率

3、，造成功率因数很低。实践证明， 变频技术用于风机、 泵类设备驱动控制场合取得了显著的节电效果， 普遍节电达到 30-50% 国家对三相异步电动机运行区域作如下规定： 负载率 70-100% 之间为经济运行区； 负载率在 40-70% 之间为一般运行区； 负载率在 40% 以下为非经济运行区； 一般负载率保持在 60-100%较为理想。在电机选型设计工作中， 大部分电机功率选 型均有适当的裕量， 另外在生产过程中的设备许多时间都是负荷不满或运行有峰谷 时间，如果采用交流电动机恒速传动的方案运行，靠风门调节风机或靠阀门调节的泵类设备， 使用效率较低， 造成 大量的能源浪费。变频调速是通过改变输入到

4、交流电机的电源频率， 从而达到调节交流电动机 转速的目的。根据流体力学的基本定律可知：风机（或水泵）类 设备均属平方转矩负载，其转速N与流量Q、压力（扬程）H以及轴功率P具有如下关系：Q1/Q2=N1/N2 （1）；H1/H2= （N1/N2） 2（2）；P1/P2=（ N1/N2） 3（ 3）Q1、 H1、 P1风机（或水泵）在 N1转速时的流量、压力（或扬程） 、轴功率；Q2、 H2 、 P2风机（或水泵）在 N2 转速时的相似工矿条件下的流量、压力（或扬程） 、轴功率。由（ 1）、（2）、（3） 可知，风机（或水泵）的流量与其转速成正比，压力（或扬程） 与其转速的平方成正比，轴功率与其转速的立方成正比。当风机（或水泵）转速降低后，其轴功率所需的电功率亦可相应降低。 就是说，通过调速方式改变风机风量（或泵流量） ，风量（或泵流量）下降一半时， 即：假如N2/N1 降低 1/2，则P2/P仁1/8,由于轴功率（耗电）与转速的三次方成正比，因此 可节电 87%（在不考虑其它因素的情况下） ，降低转速可大大降低轴功率， 这也是为什么变频调速在应用上节能十分显著的原因 新建项目从开始设计就应该考虑应用变频技术； 技术改造首先考 虑风机、泵类设备使用变频技术，逐步淘汰挡板、阀门等机械调 节方式；全面推广应用变频技术，全国用电量将下降 15-20%