變頻調(diào)速的方法及節(jié)能原理

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1、變頻調(diào)速的方法及節(jié)能原理　變頻調(diào)速的方法　　變頻調(diào)速就是通過改變輸入到交流電機的電源頻率，從而達到調(diào)節(jié)交流電動機的輸出轉速的目的。交流異步電動機的輸出轉速由下式確定：　　n=60f(1—S)/p（1）　　式中n——電動機的輸出轉速；　　f——輸入的電源頻率；　　S——電動機的轉差率；p——電機的極對數(shù)。　　由公式(1)可知，電動機的輸出轉速與輸入的電源頻率、轉差率、電機的極對數(shù)有關系，因而交流電動機的直接調(diào)速方式主要有變極調(diào)速(調(diào)整p)、轉子串電阻調(diào)速或串級調(diào)速或內(nèi)反饋電機(調(diào)整S)和變頻調(diào)速(調(diào)整f)等?！　∽?/p>

2、頻調(diào)速器從電網(wǎng)接收工頻50Hz的交流電，經(jīng)過恰當?shù)膹娭谱儞Q方法，將輸入的工頻交流電變換成為頻率和幅值都可調(diào)節(jié)的交流電輸出到交流電動機，實現(xiàn)交流電動機的變速運行?！　⒐ゎl交流電變換成為可變頻的交流電輸出的變換方法主要有兩種：一種稱為直接變換方式，又稱為交—交變頻方式，它是通過可控整流和可控逆變的方式，將輸入的工頻電直接強制成為需要頻率的交流輸出，因而稱其為交流—交流的變頻方式。另一種稱為間接變換方式，又稱為交-直-交變頻方式，它是先將輸入的工頻交流電通過全控/半控/不控整流變換為直流電，再將直流電通過逆變單元變換

3、成為頻率和幅值都可調(diào)節(jié)的交流電輸出?！　≌{(diào)速節(jié)能的原理　　通過流體力學的基本定律可知：風機（或水泵）類設備均屬平方轉矩負載，其轉速n與流量Q、壓力（揚程）H以及軸功率P具有如下關系：　　Q1/Q2＝n1/n2（2）　　H1/H2＝（n1/n2）2（3）　　P1/P2＝（n1/n2）3　（4）　　式中Q1、H1、P1——風機（或水泵）在n1轉速時的流量、壓力（或揚程）、軸功率；　　Q2、H2、P2——風機（或水泵）在n2轉速時的相似工況條件下的流量、壓力（或揚程）、軸功率。　　由公式(2)、(3)、(4)可知，風機

4、（或水泵）的流量與其轉速成正比，壓力（或揚程）與其轉速的平方成正比，軸功率與其轉速的立方成正比。　　由公式(4)可知，在其它運行條件不變的情況下，通過下調(diào)電機的運行速度，其節(jié)電效果是與轉速降落成立方的關系，節(jié)電效果非常明顯。例如工況只需要50％的風量或水量，則可以將電機的轉速調(diào)節(jié)為額定的一半，此時電機消耗的功率僅為額定的12.5％，即理論上節(jié)能可達87.5％。　　高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)與液力偶合器的比較　　液力偶合器存在的主要缺陷　　火力發(fā)電廠一般采用液力偶合器進行風機調(diào)速的居多，由于液力偶合器本身具有如下技術缺陷，在

5、電廠中將無法較好地滿足安全生產(chǎn)的要求。　　a．液力偶合器調(diào)速屬耗能型調(diào)速方式，在調(diào)速范圍較大時，產(chǎn)生機械損耗和轉差損耗，消耗能量，效率較低，節(jié)能效果一般?！　．液力偶合器是一種以液體為介質，靠液體動量矩的變化傳遞能量的裝置，工作時是通過一導管調(diào)整工作腔的充液量，從而改變傳遞扭矩和輸出轉速來滿足工況要求。因此，對工作腔及供油系統(tǒng)需經(jīng)常維護及檢修。　　c．液力偶合器故障時，無法再用其它方式使其拖動的風機運行，必須停電檢修?！　．采用液力偶合器時，在低速向高速運行過程中，延遲性較明顯，不能快速響應，同時這時候的電流

6、較大，如整定不好會引起跳閘，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性?！　．液力偶合器本身控制精度差，調(diào)速范圍窄，通常在40％～90％之間?！　．電機啟動時，沖擊電流較大，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性?！　．在高速運行時，液力偶合器有丟轉現(xiàn)象，嚴重時會影響工作的正常進行。　　從以上情況來看，如果繼續(xù)使用液力偶合器，將會制約電廠節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、增加企業(yè)競爭力的目的?！　「邏鹤冾l器具有的優(yōu)點　　現(xiàn)在有很多電力企業(yè)已經(jīng)采用新型的高壓大功率變頻調(diào)速裝置拖動風機，取得了良好的應用效果。同傳統(tǒng)的液力偶合器比較，高壓變頻器具有以下優(yōu)點：

7、　　a．采用先進的拓撲結構與輸入變壓器副邊多級繞組移相整流技術，減少了輸出側的電流諧波，提高了功率因數(shù)，解決了對電網(wǎng)的諧波污染，無需任何濾波或功率因數(shù)的補償?！　．電動機實現(xiàn)了真正的軟啟動、軟停運，變頻器提供給電機的無諧波干擾的正弦波電流，峰值電流和峰值時間大為減少，可消除對電網(wǎng)和負載的沖擊，避免產(chǎn)生操作過電壓而損傷電機絕緣，延長了電動機和風機、水泵的使用壽命。同時，變頻器設置共振點跳轉頻率，避免了風機、水泵處于共振點運行的可能性，使風機、水泵工作平穩(wěn)，軸承磨損減少，啟動平滑，消除了機械的沖擊力，提高了設備的使

8、用壽命?！　．變頻器自身保護功能完善，同原來繼電保護比較，保護功能更多，更靈敏，瞬間過流保護(超過200%額定電流峰值)10μs,動作有效過流保護(150%額定電流)3s動作，過載保護(120%額定電流)1min動作，大大加強了對電動機的保護。　　d．調(diào)速工段內(nèi)的設備調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制由機組DCS完成，DCS負責采集模擬量、開關量等信號，變頻器輸出的模擬量、開關量信號全部進