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任何能量轉(zhuǎn)換都有轉(zhuǎn)換損失,不可能100%全部轉(zhuǎn)換,電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,比如說(shuō)電動(dòng)機(jī),最高的效率也只有90%,有10%的損失,工頻轉(zhuǎn)換成變頻高效率也只有90%,有10%的轉(zhuǎn)換損失。如果你的設(shè)備浪費(fèi)超過(guò)10%,比如說(shuō),存在過(guò)量的水壓,過(guò)量的流量,采用變頻器,此時(shí)有可能節(jié)能。否則,只能多消耗電能。
風(fēng)機(jī)泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性的,用變頻器控制,可以優(yōu)化效率,是能節(jié)電的。但什么時(shí)候收回成本?是要算賬的。
變頻器,能節(jié)電嗎?以下聽聽工程師怎么說(shuō):
“盲目的使用變頻器是達(dá)不到節(jié)電效果的,只會(huì)增加使用成本。";
“存在浪費(fèi)才有可能節(jié)能,你的設(shè)備有浪費(fèi)嗎?";
“變頻器省電是必然的,最起碼大幅度降低了無(wú)功功率(有的計(jì)費(fèi)方式是有功+無(wú)功,單純計(jì)費(fèi)有功功率的話要求功率因數(shù)達(dá)到0.95,低于要罰款的),至于到底節(jié)省多少金錢,這個(gè)就需要對(duì)照以前電費(fèi)了。另外:加裝變頻器要求原電機(jī)的絕緣等級(jí)要高(低于B級(jí)絕緣就純粹是自己找死,推薦F級(jí)絕緣及以上等級(jí))";
“變頻器是調(diào)速設(shè)備,并不具備節(jié)電的功能。相反,無(wú)論是變頻器自身功耗,還是輸入端整流造成的電流畸變,又或是輸出端對(duì)電機(jī)損耗的增加,都說(shuō)明變頻器是耗電設(shè)備。變頻器帶負(fù)載要節(jié)電的前提是負(fù)載能降低轉(zhuǎn)速,單獨(dú)依靠定頻降壓提高功率因數(shù)不但不經(jīng)濟(jì)更需要大馬拉小車的工況才有一點(diǎn)用處。從一些電工師傅那里聽說(shuō)變頻器能省電,但一直沒(méi)弄懂變頻器為什么能省電,同時(shí)又能省多少,是高頻省的多還是低頻省的多?"
有的人可能還有如下的問(wèn)題:
1、如果兩個(gè)一模一樣的電機(jī)都工作在50HZ的工頻狀態(tài)下,一個(gè)使用變頻器,一個(gè)沒(méi)有,同時(shí)轉(zhuǎn)速和扭矩都在電機(jī)的額定狀態(tài)下,那么變頻器還能省電嗎?能省多少呢?
2、如果這兩個(gè)電機(jī)的扭矩沒(méi)有達(dá)到電機(jī)的額定扭矩狀態(tài)下工作(頻率,轉(zhuǎn)速還是一樣50HZ),有變頻器的那個(gè)能省多少電?
變頻器可以省電這是不可磨滅的事實(shí),在某些情況下可以節(jié)電40%以上,但是某些情況還會(huì)比不接變頻器浪費(fèi)!
變頻器是通過(guò)輕負(fù)載降壓實(shí)現(xiàn)節(jié)能的,拖動(dòng)轉(zhuǎn)距負(fù)載由于轉(zhuǎn)速?zèng)]有多大變化,即便是降低電壓,也不會(huì)很多,所以節(jié)能很微弱,但是用在風(fēng)機(jī)環(huán)境就不同了,當(dāng)需要較小的風(fēng)量時(shí)刻,電機(jī)會(huì)降低速度,我們知道風(fēng)機(jī)的耗能跟轉(zhuǎn)速的1.7次方成正比,所以電機(jī)的轉(zhuǎn)距會(huì)急劇下降,節(jié)能效果明顯。如果我們用在油井上,就會(huì)因?yàn)樵诜党淌褂弥苿?dòng)電阻白白浪費(fèi)很多電能反而更廢電。
當(dāng)然,如果環(huán)境要求必須調(diào)速,變頻器節(jié)能效果還是比較明顯的。不調(diào)速的場(chǎng)合變頻器不會(huì)省電,只能改善功率因數(shù)。
回到剛開始的兩個(gè)問(wèn)題我們看看:
第一個(gè)問(wèn)題:對(duì)于這種情況,變頻器只能改善功率因數(shù),并不能節(jié)省電力。
第二個(gè)問(wèn)題:如果使用了自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行,這個(gè)時(shí)刻變頻器能降壓運(yùn)行,可以節(jié)省部分電能,但是節(jié)電不明顯。
3、同樣的條件,空載狀態(tài)下能省多少,這三種狀態(tài)下哪個(gè)省的更多?
答:拖動(dòng)型負(fù)載空載狀態(tài)也節(jié)省不了多大的電能。
比如關(guān)于“閉環(huán)控制"如是說(shuō)。我認(rèn)為有討論的空間。文中的閉環(huán)概念太狹義了。閉環(huán)控制不僅僅是轉(zhuǎn)速傳感器反饋才算數(shù)。矢量控制時(shí)的頻率控制就是閉環(huán)控制,而且是裝置內(nèi)部的閉環(huán)控制,V/F控制才屬于開環(huán)控制,另外還有溫度、壓力、流量等等物理量的PID調(diào)節(jié)器反饋控制,都是閉環(huán)控制的范疇。而且都是可以通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。不應(yīng)該將閉環(huán)控制概念解釋得那么窄。
變頻器的一些常見(jiàn)的問(wèn)題
1、變頻不是到處可以省電,有不少場(chǎng)合用變頻并不一定能省電。
2、作為電子電路,變頻器本身也要耗電(約額定功率的3-5%)。
3、變頻器在工頻下運(yùn)行,具有節(jié)電功能,是事實(shí)。但是他的前提條件是:
第一,大功率并且為風(fēng)機(jī)/泵類負(fù)載;第二,裝置本身具有節(jié)電功能(軟件支持);第三,長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個(gè)條件。
除此之外,無(wú)所謂節(jié)不節(jié)電,沒(méi)有什么意義。如果不加前提條件的說(shuō)變頻器工頻運(yùn)行節(jié)能,就是夸大或是商業(yè)炒作。知道了原委,你會(huì)巧妙的利用他為你服務(wù)。一定要注意使用場(chǎng)合和使用條件才好正確應(yīng)用,否則就是盲從、輕信而“受騙上當(dāng)"。
4、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩怎樣?
采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn),隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓,起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同,為125%~200%)。用工頻電源直接起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電流為6~7倍,因此,將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng))。起動(dòng)電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩;對(duì)于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上,可以帶全負(fù)載起動(dòng)。
5、在同一工廠內(nèi)大型電機(jī)一起動(dòng),運(yùn)轉(zhuǎn)中變頻器就停止,這是為什么?
電機(jī)起動(dòng)時(shí)將流過(guò)和容量相對(duì)應(yīng)的起動(dòng)電流,電機(jī)定子側(cè)的變壓器產(chǎn)生電壓降,電機(jī)容量大時(shí)此壓降影響也大,連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷,因而有時(shí)保護(hù)功能(IPE)動(dòng)作,造成停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
6、裝設(shè)變頻器時(shí)安裝方向是否有限制?
變頻器內(nèi)部和背面的結(jié)構(gòu)考慮了冷卻效果的,上下的關(guān)系對(duì)通風(fēng)也是重要的,因此,對(duì)于單元型在盤內(nèi)、掛在墻上的都取縱向位,盡可能垂直安裝。
7、不采用軟起動(dòng),將電機(jī)直接投入到某固定頻率的變頻器時(shí)是否可以?
在很低的頻率下是可以的,但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動(dòng)的條件相近。將流過(guò)大的起動(dòng)電流(6~7倍額定電流),由于變頻器切斷過(guò)電流,電機(jī)不能起動(dòng)。
8、電機(jī)超過(guò)60Hz運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題?
(1)機(jī)械和裝置在該速下運(yùn)轉(zhuǎn)要充分可能(機(jī)械強(qiáng)度、噪聲、振動(dòng)等)。
(2)電機(jī)進(jìn)入恒功率輸出范圍,其輸出轉(zhuǎn)矩要能夠維持工作(風(fēng)機(jī)、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加,所以轉(zhuǎn)速少許升高時(shí)也要注意)。
(3)產(chǎn)生軸承的壽命問(wèn)題,要充分加以考慮。
(4)對(duì)于中容量以上的電機(jī)特別是2極電機(jī),在60Hz以上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要與廠家仔細(xì)商討。
9、變頻器可以傳動(dòng)齒輪電機(jī)嗎?
根據(jù)減速機(jī)的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑方式不同,需要注意若干問(wèn)題。在齒輪的結(jié)構(gòu)上通常可考慮70~80Hz為最大極限,采用油潤(rùn)滑時(shí),在低速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到齒輪的損壞等。
10、變頻器能用來(lái)驅(qū)動(dòng)單相電機(jī)嗎?可以使用單相電源嗎?
機(jī)基本上不能用。對(duì)于調(diào)速器開關(guān)起動(dòng)式的單相電機(jī),在工作點(diǎn)以下的調(diào)速范圍時(shí)將燒毀輔助繞組;對(duì)于電容起動(dòng)或電容運(yùn)轉(zhuǎn)方式的,將誘發(fā)電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相,但對(duì)于小容量的,也有用單相電源運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)種。
11、變頻器本身消耗的功率有多少?
它與變頻器的機(jī)種、運(yùn)行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān),但要回答很困難。不過(guò)在60Hz以下的變頻器效率大約為94%~96%,據(jù)此可推算損耗,但內(nèi)藏再生制動(dòng)式(FR-K)變頻器,如果把制動(dòng)時(shí)的損耗也考慮進(jìn)去,功率消耗將變大,對(duì)于操作盤設(shè)計(jì)等必須注意。
12、為什么不能在6~60Hz全區(qū)域連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使用?
一般電機(jī)利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進(jìn)行冷卻,若速度降低則冷卻效果下降,因而不能承受與高速運(yùn)轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱,必須降低在低速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,或采用容量大的變頻器與電機(jī)組合,或采用專用電機(jī)。
13、使用帶制動(dòng)器的電機(jī)時(shí)應(yīng)注意什么?
制動(dòng)器勵(lì)磁回路電源應(yīng)取自變頻器的輸入側(cè)。如果變頻器正在輸出功率時(shí)制動(dòng)器動(dòng)作,將造成過(guò)電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動(dòng)器動(dòng)作。
14、想用變頻器傳動(dòng)帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機(jī),電機(jī)卻不動(dòng),請(qǐng)說(shuō)明原因
變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器,由于其充電電流造成變頻器過(guò)電流(OCT),所以不能起動(dòng),作為對(duì)策,請(qǐng)將電容器拆除后運(yùn)轉(zhuǎn),甚至改善功率因數(shù),在變頻器的輸入側(cè)接入AC電抗器是有效的。
15、變頻器的壽命有多久?
變頻器雖為靜止裝置,但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件,如果對(duì)它們進(jìn)行定期的維護(hù),可望有10年以上的壽命。
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