变频器能否省电及其省电条件分析

2017-03-17 88 0

    变频器要节能必须降低运行频率,降幅越大节电越多;不降频时,变频器原则上不能节电。节电需满足一定条件,即在不影响使用的前提下适当调整工况参数,将不合理运行参数所消耗的电能节省下来,实现经济运行。节电效果受以下因素影响。

    1. 电动机负载率。负载率在10%~90%时,有功节电率最多约8%~10%,负载率越低节电率相对越高;而无功节电率可达40%~50%,但无功功率通常不计电费。

    2. 原运行工况参数的合理程度。与压力、流量、转速等可调量的大小有关,可调整量大则节电率高,反之则低。

    3. 原调整方式。采用进(出)口阀门调节运行参数极不经济,改用变频调速后,可较人工阀门调节多节电约20%~30%。

    4. 原调速方式。例如滑差电动机调速,因调速效率低,尤其在中、低速时效率仅50%以下,改为变频调速可节省这部分电能。轻工、纺织、造纸、印染、塑料、橡胶等行业多仍用滑差电机,变频节能改造十分必要。

    5. 电动机工作方式。连续运转、短时运转与间歇运转的节电量不同。

    6. 电动机开动时间长短。一天开机24 h、一年365天者节电量大,反之则小。

    7. 电动机功率大小。相同节电率下,功率大的电机节电量绝对更大、经济效益更高,即便其相对节电率较低,实际收益仍较可观。

    8. 生产工艺设备的重要性。应优先改造产品电耗大、成本高、现用调速方式不经济的设备,改用变频器可获立竿见影的效果。

    变频器通过轻负载降压实现节能,拖动转矩类负载因转速不会大变,降压幅度小、节能微弱;而风机类负载需要小风量时会降速,因风机耗能与转速约1.7次方成正比,转矩急剧下降,节能显著。若用于油井等场合,返程使用制动电阻会白白耗能,反而更费电。因此,必须调速的场合变频节能效果明显,不调速的场合变频器并不省电,只能改善功率因数。

    实践验证:以棉纺厂细纱机为例,32台不带变频、16台带变频,每8台用一个动力柜并装有功电度表。改工艺时带变频者调转数省力,不带变频者须换皮带轮;钳形表所测电流,不带变频的电机很大,而带变频者测得的是变频器进线电流(基本为有功电流)。作者据此将不带变频的电机改为就地电容补偿后,电流明显下降,与变频拖动不相上下,说明原钳形表读数为有功与无功电流之和,就地补偿后均为有功电流,故二者相当。观察一周发现各柜有功电度数基本相当,甚至有的不带变频柜走得还少(误差含落纱停机时间不一等因素);带变频者工作在37 Hz。据此作者认为:同等工况、相同功率与产量下,变频器未必省电——若省电则与能量守恒矛盾,能不消耗同样能量而产出相同产品难获合理解释;变频本身经一次能量转化也要消耗电能(含热量散发)。但变频器启动电机确实省电,且调频调速操作便捷。

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