使用變頻器的三大誤區是哪些?
發(fā)布日期:
2021-12-16

??誤區1、使用變頻器都能節電

一些文獻宣稱(chēng)變頻調速器是節電控制產(chǎn)品,造成只要使用變頻調速器都能節電的錯覺(jué)。實(shí)際上,變頻調速器之所以能夠節電,是因為其能對電動(dòng)機進(jìn)行調速。如果說(shuō)變頻調速器是節電控制產(chǎn)品的話(huà),那么所有的調速設備也都可以說(shuō)是節電控制產(chǎn)品。變頻調速器只不過(guò)比其它調速設備效率和功率因數略高罷了。

變頻調速器能否實(shí)現節電,是由其負載的調速特性決定的。對于離心風(fēng)機、離心水泵這類(lèi)負載,轉矩與轉速的平方成正比,功率與轉速的立方成正比。只要原來(lái)采用閥門(mén)控制流量,且不是滿(mǎn)負荷工作,改為調速運行,均能實(shí)現節電。當轉速下降為原來(lái)的80%時(shí),功率只有原來(lái)的51.2%??梢?jiàn),變頻調速器在這類(lèi)負載中的應用,節電效果更為明顯。對于羅茨風(fēng)機這類(lèi)負載,轉矩與轉速的大小無(wú)關(guān),即恒轉矩負載。若原來(lái)采用放風(fēng)閥放走多余風(fēng)量的方法調節風(fēng)量,改為調速運行,也能實(shí)現節電。當轉速下降為原來(lái)的80%時(shí),功率為原來(lái)的80%。比在離心風(fēng)機、離心水泵中的應用節電效果要小得多。對于恒功率負載,功率與轉速的大小無(wú)關(guān)。水泥廠(chǎng)恒功率負載,如配料皮帶秤,在設定流量一定的條件下,當料層厚時(shí),皮帶速度減慢;當料層薄時(shí),皮帶速度加快。變頻調速器在這類(lèi)負載中的應用,不能節電。

與直流調速系統比較,直流電動(dòng)機比交流電動(dòng)機效率高、功率因數高,數字直流調速器與變頻調速器效率不相上下,甚至數字直流調速器比變頻調速器效率略高。所以,宣稱(chēng)使用交流異步電動(dòng)機和變頻調速器比使用直流電動(dòng)機和直流調速器要節電,理論和實(shí)踐證明,這是不正確的。

誤區2、變頻器的容量選擇以電動(dòng)機額定功率為依據

相對于電動(dòng)機來(lái)說(shuō),變頻調速器的價(jià)格較貴,因此在保證安全可靠運行的前提下,合理地降低變頻調速器的容量就顯得十分有意義。

變頻調速器的功率指的是它適用的4極交流異步電動(dòng)機的功率。由于同容量電動(dòng)機,其極數不同,電動(dòng)機額定電流不同。隨著(zhù)電動(dòng)機極數的增多,電動(dòng)機額定電流增大。變頻調速器的容量選擇不能以電動(dòng)機額定功率為依據。同時(shí),對于原來(lái)未采用變頻器的改造項目,變頻調速器的容量選擇也不能以電動(dòng)機額定電流為依據。這是因為,電動(dòng)機的容量選擇要考慮更大負荷、富裕系數、電動(dòng)機規格等因素,往往富裕量較大,工業(yè)用電動(dòng)機常常在50%~60%額定負荷下運行。若以電動(dòng)機額定電流為依據來(lái)選擇變頻調速器的容量,留有富裕量太大,造成經(jīng)濟上的浪費,而可靠性并沒(méi)有因此得到提高。

對于鼠籠式電動(dòng)機,變頻調速器的容量選擇應以變頻器的額定電流大于或等于電動(dòng)機的更大正常工作電流1.1倍為原則,這樣可以更大限度地節約資金。對于重載起動(dòng)、高溫環(huán)境、繞線(xiàn)式電動(dòng)機、同步電動(dòng)機等條件下,變頻調速器的容量應適當加大。

對于一開(kāi)始就采用變頻器的設計中,變頻器容量的選擇以電動(dòng)機額定電流為依據無(wú)可厚非。這是因為此時(shí)變頻器容量不能以實(shí)際運行情況來(lái)選擇。當然,為了減少投資,在有些場(chǎng)合,也可先不確定變頻器的容量,等設備實(shí)際運轉一段時(shí)間后,再根據實(shí)際電流進(jìn)行選擇。

誤區3、用視在功率計算無(wú)功補償節能收益

用視在功率計算無(wú)功補償節能效果。如原系統風(fēng)機工頻滿(mǎn)載工作時(shí),電動(dòng)機運行電流為289A,采用變頻調速時(shí),50Hz滿(mǎn)載運行時(shí)的功率因數約為0.99,電流是257A,這是由于變頻器內部濾波電容產(chǎn)生改善功率因數的作用。節能計算如下:ΔS=UI=×380×(289-257)=21kVA因此該文認為其節能效果約為單機容量的11%左右。

實(shí)際分析:S即表示視在功率,即電壓與電流的乘積,電壓相同時(shí),視在功率節約百分比與電流節約百分比是一回事。在有電抗的電路中,視在功率只是反映了配電系統的允許更大輸出能力,而不能反映電動(dòng)機實(shí)際消耗的功率。電動(dòng)機實(shí)際消耗的功率只能用有功功率表示。在該例中,雖用實(shí)際電流計算,但計算的是視在功率,而不是有功功率。我們知道,電動(dòng)機實(shí)際消耗的功率是由風(fēng)機及其負載決定的。功率因數的提高并沒(méi)有改變風(fēng)機的負載,也沒(méi)有提高風(fēng)機的效率,風(fēng)機實(shí)際消耗的功率沒(méi)有減少。功率因數提高后,電動(dòng)機運行狀態(tài)也沒(méi)有改變,電動(dòng)機定子電流并沒(méi)有減少,電動(dòng)機消耗的有功功率和無(wú)功功率都沒(méi)有改變。功率因數提的原因是變頻器內部濾波電容產(chǎn)生無(wú)功功率供給了電動(dòng)機消耗。隨著(zhù)功率因數提高,變頻器的實(shí)際輸入電流減少,從而減少了電網(wǎng)至變頻器之間的線(xiàn)損和變壓器的銅耗。同時(shí),負荷電流減小,給變頻器供電的變壓器、開(kāi)關(guān)、接觸器、導線(xiàn)等配電設備可以帶更多的負載。需要指出的是,如果象該例一樣不考慮線(xiàn)損和變壓器銅耗的節約,而考慮變頻器的損耗,變頻器在50Hz滿(mǎn)載運行時(shí),不僅沒(méi)有節能,而且還費電。因此,用視在功率計算節能效果是不對的。

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