關(guān)于變頻器在風(fēng)機(jī)上節(jié)能應(yīng)用

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1、關(guān)于變頻器在風(fēng)機(jī)上節(jié)能應(yīng)用　　摘要闡述了變頻器的工作原理以及在風(fēng)機(jī)上的節(jié)能原理與計(jì)算方法，并以公司的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)為實(shí)例計(jì)算出變頻器的年節(jié)電量和節(jié)省投資成本的臨界頻率點(diǎn)。關(guān)鍵詞變頻器節(jié)能臨界頻率點(diǎn)Abstract:thispaperexpoundstheworkingprincipleoftheinverterandthefanontheenergysavingprincipleandcalculationmethod,andwiththecompany’stwofanfestivalasanexampletocalcul

2、atetheinverterpowerandsavetheinvestmentcostofcriticalfrequencypoints.Keywords:inverter,energysaving,criticalfrequencypoint中圖分類號(hào)：TN77獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2012）01-0020-021引言6節(jié)能減排不僅有利于環(huán)境保護(hù)、節(jié)約資源，而且可以節(jié)省企業(yè)的制造成本，提高企業(yè)在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。企業(yè)鍋爐房均會(huì)配備風(fēng)機(jī)、水泵等裝備。風(fēng)機(jī)一般分為軸流式風(fēng)機(jī)、離心式風(fēng)機(jī)以及混流式風(fēng)機(jī)[

3、1]。由于風(fēng)機(jī)產(chǎn)品系列是有限的，所以在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)其裕度往往會(huì)超過(guò)所要求裕度的20%甚至30%，因此在使用時(shí)就需要調(diào)節(jié)其裕度。風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)方法一般有兩種：節(jié)流調(diào)節(jié)和調(diào)速控制。節(jié)流調(diào)節(jié)是通過(guò)調(diào)整風(fēng)道擋板或風(fēng)門達(dá)到降低其風(fēng)量并滿足生產(chǎn)工藝需求。風(fēng)機(jī)的機(jī)械特性為平方轉(zhuǎn)矩特性，節(jié)流調(diào)節(jié)的過(guò)程中其固有特性不發(fā)生改變，但會(huì)增大管路損失，因此不能達(dá)到節(jié)能減排的要求。調(diào)速控制是通過(guò)改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量滿足生產(chǎn)工藝的目的，其能滿足節(jié)能減排的要求，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。交流電機(jī)的調(diào)速方法有很多種如：變壓調(diào)速、轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速、變極對(duì)數(shù)調(diào)速、

4、變壓變頻調(diào)速等[2]。其中采用變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速應(yīng)用最為廣泛，但是其設(shè)備成本高。2變頻器工作原理簡(jiǎn)介交流變頻器根據(jù)電流的轉(zhuǎn)換方式可分為交直交變頻器和交交變頻器。交直交變頻器電路包括有直流電路、斬波電路、逆變電路三部分，其首先將電網(wǎng)中的交流電整流成直流電，再將直流電轉(zhuǎn)換為頻率任意引調(diào)的交流電。交直交變頻器具有調(diào)節(jié)方便、穩(wěn)定，利于原有設(shè)備的技術(shù)改造，價(jià)格低、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)主要是電子開(kāi)關(guān)會(huì)造成電磁干擾，需注意散熱等。交交變頻器電路中使用了晶閘管，通過(guò)其自然換流方式將電網(wǎng)中交流電的頻率轉(zhuǎn)為頻率可調(diào)的交流電。交交變

5、頻器具有損耗小、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)主要是成本高，最高輸出頻率受限制等[3]。3變頻器在風(fēng)機(jī)上的節(jié)能原理與計(jì)算方法6風(fēng)機(jī)風(fēng)壓H與風(fēng)量Q的曲線特性如圖3.1所示。其中n1、n2為風(fēng)機(jī)在對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速時(shí)的運(yùn)行特性，R1、R2表示風(fēng)機(jī)在相應(yīng)阻力時(shí)的管路特性曲線。當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速n1，管路阻力為R1時(shí)的工作點(diǎn)為A點(diǎn)，此時(shí)風(fēng)量為Q1。為減小風(fēng)量到Q2，增加管路阻力到R2，此時(shí)工作點(diǎn)為B點(diǎn)。介于風(fēng)機(jī)功率正比于風(fēng)壓H與風(fēng)量Q的乘積，比較矩形H2OQ2B與矩形H1OQ1B的面積可知，增加管路阻力會(huì)造成風(fēng)機(jī)功率增大，浪費(fèi)能源，雖然方法簡(jiǎn)

6、單但是不利于節(jié)能。若利用變頻器改變電源頻率，根據(jù)公式（1）可知電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)隨之改變[4]。現(xiàn)將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降為n2，保持管路阻力R1不變，此時(shí)工作點(diǎn)為C點(diǎn)，比較矩形H1OQ1B和矩形H3OQ2C面積可知，降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)減小風(fēng)量的方式可以使風(fēng)機(jī)功率減小，雖然需要購(gòu)置設(shè)備但是滿足節(jié)能要求。圖3.1風(fēng)機(jī)風(fēng)壓—風(fēng)量曲線特性n1：風(fēng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的運(yùn)行特性；n2：風(fēng)機(jī)在較低轉(zhuǎn)速時(shí)的運(yùn)行特性R1：風(fēng)機(jī)運(yùn)行在最小管路阻力時(shí)的阻力特性；R2：風(fēng)機(jī)運(yùn)行在較大管路阻力時(shí)的阻力特性（1）公式（1）中n表示異步電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min)；S表示電機(jī)的

7、轉(zhuǎn)差率；6n1表示電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速（r/min)；f1表示供電電源頻率（Hz）；P表示電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)。針對(duì)風(fēng)機(jī)這類平方轉(zhuǎn)矩特性的調(diào)速節(jié)能公式可參照《三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》中的計(jì)算公式，如公式（2）所示：（kw）（2）公式（2）中，Pv表示用擋板改變風(fēng)門大小調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)的功率；Pe表示風(fēng)機(jī)的額定功率；Q表示風(fēng)機(jī)工作時(shí)的風(fēng)量；QN表示額定風(fēng)量；Ki表示節(jié)電率。4變頻器在公司風(fēng)機(jī)上的節(jié)能量及頻率設(shè)置臨界點(diǎn)的計(jì)算公司兩臺(tái)風(fēng)機(jī)功率分別為135KW和220KW，配電室夏季溫度高達(dá)48℃，兩臺(tái)變頻器共花費(fèi)9.4萬(wàn)元購(gòu)置，其設(shè)置的頻率

8、均為47.8HZ，當(dāng)頻率設(shè)置超過(guò)多少時(shí)就無(wú)須購(gòu)置變頻器？節(jié)電量計(jì)算如下：因?yàn)轱L(fēng)機(jī)風(fēng)量的大小與轉(zhuǎn)速一次方成正比，參考公式（1）可知：Q/QN=0.956。將相關(guān)參數(shù)代入到公式（2）中，可以得到：6=（0.45+0.55×0.9562）×135=128.6Kw=（0.45+0.55×0.9562）×220=209.6Kw=0.083電頻器工作時(shí)自身