Powerboss節(jié)電原理簡述及與變頻器之比較
| 一、 總論 變頻器與Powerboss節(jié)電寶兩者都是以電動機為控制對象的裝置，都具有節(jié)能和平滑啟動的功能。是近十年來問世的高科技產(chǎn)品。 變頻器的生產(chǎn)廠商眾多。國外和國內(nèi)知名廠商均有生產(chǎn)，產(chǎn)量大，品牌多，質(zhì)量參差不齊。 Powerboss節(jié)電寶經(jīng)香港理工大學電子電力研發(fā)中心改良后，工控運作更適合于國情，質(zhì)量保證。 變頻器的工作特點是變頻、變壓、變流。 Powerboss節(jié)電寶的工作特點是恒頻、變壓、變流。 變頻器的工作原理是通過整流器—直流儲能元件—逆變器—控制回路來工作的。稱為交流—直流—交流變頻。結構較復雜。價格較貴。還有交流—交流變頻，電路及控制較復雜，目前還未進入實用階段。 Powerboss節(jié)電寶的工作原理是通過檢測控制回路—功率開關器件來工作的。結構較簡單。價格較低。 二、變頻器與節(jié)電寶在應用上的區(qū)別 變頻器與節(jié)電寶一般不同時使用。 由于變頻器與節(jié)電寶在工作特點的不同，在應用上也各有側重。變頻器主要應用于在需要改變頻率的場合，如升降梯，風機等。 而Powerboss節(jié)電寶則應用于不需要改變轉速的場合，如自動扶梯，傳送帶、注塑機等生產(chǎn)機械上。 在某些場合變頻器與節(jié)電寶均可使用。如冷柜。 三、變頻器與節(jié)電寶相同點 變頻器與Powerboss節(jié)電寶兩者都是應用于電動機的節(jié)能裝置，都具有節(jié)能和平滑啟動的功能。是近十年來問世的高科技產(chǎn)品，節(jié)約能源是我國長期的基本國策。 四、變頻器與Powerboss節(jié)電寶的工作特點 變頻器是通過檢測負載的工作情況，調(diào)節(jié)其輸出頻率（范圍可以從0.5-150Hz）、電壓和電流，以適應負載的需要。使輸出功率隨負荷的變化而變化，從而達到節(jié)能的目的。它的工作方式采用將交流變?yōu)橹绷?，再將直流變?yōu)榻涣鞯哪Ｊ?。最新一代的變頻器產(chǎn)品也有采用直接由交流變?yōu)榻涣鞯墓ぷ髂Ｊ降摹?nbsp; Powerboss節(jié)電寶是通過檢測的工作狀態(tài)，經(jīng)過微處理器進行比較和運算，改變其輸出電壓和電流，和負載的狀態(tài)相平衡，而不改變電機的轉速，達到節(jié)能的效果。對于空載和輕載的電動機而言，電壓可降低20%的額定電壓，可降低30%的額定電流，使電動機的鐵損和銅損及其它損耗大大降低來達到節(jié)電的效果。另外，在啟動時節(jié)電寶設有緩沖啟動功能有效地降低了啟動電流，減少了電耗和啟動轉矩對電動機及傳動部分的損害，延長了電動機及傳動設備的使用壽命。同樣在停機時節(jié)電寶特設的緩停功能，也有同樣的效果。 五、與節(jié)電寶相比，變頻器顯著的缺點 由于變頻器的工作特點，使變頻器的電力電子元件尤其是主開關半導體器件工作的動態(tài)范圍大，使其具有大范圍的改變頻率即改變電動機轉速的功能。這是變頻器的一大優(yōu)點，同時也給其帶來一些不利的因素。這主要是電力電子器件本身決定的。除了主開關半導體器件具有的靜態(tài)性退化使得耐壓降低、漏電增加、抗過載和短路能力差等方面問題外，還因其動態(tài)工作范圍大所帶來的以下幾個主要問題，都將造成變頻器工作失效。 1.管子動態(tài)性能不佳 因為發(fā)熱而使管子關斷時間延長而造成換流失敗。 2.管子驅動強度不夠 設計中Ib應足夠大。由于工作中電路的欠電壓使Ib減小，從而使管子退出飽和區(qū)進入放大區(qū)，使等效電阻加大管子燒壞。 3.電應力的作用過大 開關過程中造成瞬間沖擊電壓、電流，強度大，給開關元件造成積累性損壞。 4.器件在過載大而燒毀 在工作中尤其是經(jīng)常承受過高的反向電壓。 5.變頻器主回路結構不合理或連接線太長而造成電應力過大. 變頻器對連接線長度及主回路的儲能元件均有相應的要求。 6.產(chǎn)生較多的電磁干擾及電力諧波 電磁干擾和諧波對電網(wǎng)及設備的危害較大，是電力電子技術普及和發(fā)展的重大障礙。世界各國對電磁污染采取了嚴格限制措施。而解決這一問題是今后研究的重要課題。 六、節(jié)電寶的特點 相比變頻器而言，節(jié)電寶也采用電力電子元件，但是其器件工作的動態(tài)范圍變化不大，工作條件好，電路結構相對簡單，安裝簡便現(xiàn)場條件要求不高；加上生產(chǎn)廠家的嚴格的質(zhì)量控制，使節(jié)電寶在節(jié)能、延長電動機和設備壽命的基礎上，在保證正常工作的情況下，具有壽命長，維修率低等特點。使本公司有在兩年內(nèi)免費維修和保養(yǎng)的保證。該產(chǎn)品按照英國國家標準生產(chǎn)，通過歐盟有關的技術驗證。在國內(nèi)，通過技術質(zhì)量檢測部門的安全鑒定。 七、電力高次諧波的危害 減低了電能的生產(chǎn)、傳輸和使用設備的容量 使電氣設備過熱 使電動機產(chǎn)生震動和噪聲 使電動機絕緣老化 使設備壽命縮短 引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，造成電容器或電抗器損毀 引起繼電器保護和自動控制裝置誤動作 使電能計量出現(xiàn)混亂 使電動機產(chǎn)生震動和噪聲 使電動機絕緣老化 使設備壽命縮短 引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，造成電容 器或電抗器損毀 引起繼電器保護和自動控制裝置誤動作使電能計量出現(xiàn)混亂。 Powerboss節(jié)電寶是進口優(yōu)質(zhì)節(jié)電產(chǎn)品，它采用國際先進的芯片技術檢測及控制電機的實際耗電量。據(jù)山東省淄博市能源監(jiān)測中心(2002)008號檢測報告指出：應用該產(chǎn)品(節(jié)電寶)后，電動機在輕重載或不同負載狀態(tài)下的電壓減低，隙磁通量及銅線圈的耗損減低，提高電動機性能及節(jié)電效能。它采用智能化的微處理器控制，自動跟蹤檢測電機運行中的負載變化，檢測信號經(jīng)專用節(jié)能軟件分析、處理后，動態(tài)調(diào)節(jié)電機運行狀態(tài)過程中的電壓電流，在保證電機轉速的前提下，保持電機的輸出轉矩與負載的精確匹配，有效地減少有功功率和無功功率損耗，也相應減少了磁損耗，同時使電機的功率因數(shù)提高。許多工礦企業(yè)應用證明，綜合節(jié)電率在15%以上，最適用于負載變化電機設備節(jié)電控制。應用范圍包括：交流感應馬達、油田抽油機、粉碎機、球磨機、真空泵、制冷設備、機場及礦石輸送帶、沖壓機、扶梯、注塑機、印刷機、空壓機、鋸石機、攪拌機、水泵…… 案例一： 中國******油田之一的山東勝利油田，其45KW抽油機在安裝"節(jié)電寶"前，平均每小時耗電量約10.5KW，功率因數(shù)為0.358。采用"節(jié)電寶"后，其耗電量減至每小時6.18KW，而功率因數(shù)提高到0.525，平均節(jié)電率高達25%。"節(jié)電寶"內(nèi)置的軟啟動功能更降低了電機的軸承和皮帶的磨損，減少了鏈條和齒輪的機械應力。（據(jù)勝利油田管理局能源監(jiān)測站-勝能監(jiān)字W2002043號檢測報告） 案例二： 著名的北京順義西單商場共有8臺9KW的扶手電梯，已于2002年8月全線安裝了"節(jié)電寶"。安裝前年耗電量達11，450度。安裝后年耗電量減至7，480，節(jié)電率高達35％。安裝后經(jīng)檢測，扶梯電機的工作溫度明顯下降，噪音明顯減少，扶梯運行更加平穩(wěn)，保養(yǎng)和維修時間明顯減低。節(jié)電帶來的效益明顯地減低了該商場的營運成本，增強了市場競爭力。 案例三： 深圳市羅湖區(qū)食用菌廠的冷庫有6臺7.5KW、9臺11KW共15臺壓縮冷凝機。安裝"節(jié)電寶"之前，在生產(chǎn)淡季其每月的用電量在6萬度左右，在生產(chǎn)旺季其每月的用電量在9萬度左右，平均用電量在8萬度左右。電費占生產(chǎn)成本的較大一部分。自2003年元月全線安裝了"節(jié)電寶"后，每月用電量明顯減少，月平均用電量減至6萬度左右，節(jié)電率經(jīng)長時間測試高達25％。冷庫冷凝機應用了節(jié)電寶后，不但省電，更降低了電機的運行溫度，縮短了電機的工作時間，平均每次工作時間縮短了2分鐘左右，每天工作時間縮短了1小時左右。節(jié)電帶來的效益大幅度降低了設備維修費用和生產(chǎn)成本，增強了產(chǎn)品的市場競爭力。 案例四： 佛山海天調(diào)味食品有限公司的真空泵為45KW的電機。正常工作時，每天運行16小時，啟動負載大，運用自藕降壓啟動方式。安裝"節(jié)電寶"前，每小時耗電23KW，安裝"節(jié)電寶"后，每小時耗電減至19.3KW，節(jié)電率達16％?；貓笃诙踢_12個月。"節(jié)電寶"內(nèi)置的軟啟動功能更是取代了原有的自藕降壓啟動器，消除了原啟動方式所產(chǎn)生的機械沖擊和高啟動電流，節(jié)約了輔助設備投資。 案例五： 湖北省節(jié)能監(jiān)測中心為其轄下企業(yè)的22KW的混凝土攪拌機安裝了"節(jié)電寶"。安裝"節(jié)電寶"前，耗電量平均每小時20度。測試證實，安裝"節(jié)電寶"后，攪拌機的耗電量減至每小時16.6度，節(jié)電率高達17％，回報期短達12個月。內(nèi)置的軟啟動功能更節(jié)省了啟動電流，減少了機械沖擊。湖北省節(jié)能監(jiān)中心經(jīng)長時間對"節(jié)電寶"的運行測試，在鄂節(jié)監(jiān)字[2002>009號文件中，更將"節(jié)電寶"系列產(chǎn)品認定為全省節(jié)能推廣產(chǎn)品。 案例六： 深圳某電器廠是家大型的三資企業(yè)，其產(chǎn)品以優(yōu)質(zhì)的質(zhì)量暢銷歐美眾多國家。其注塑車間共有20余臺15KW的注塑機。安裝"節(jié)電寶"前，設備的平均耗電量為8.62度/小時；安裝"節(jié)電寶"后，設備的耗電量減至6.5度/小時，節(jié)電率高達24％，回報期短達12個月。而且安裝"節(jié)電寶"后，注塑加工的原有設定參數(shù)絲毫沒有改變，電機溫度明顯下降。 案例七： 廣東惠州市五金機械廠共有50多臺沖床，在安裝"節(jié)電寶"前，電機工作時的相電壓223.7V，電流8.84A，有功功率0.38KW。50％的時間負載，50％的時間是空載；安裝"節(jié)電寶"后，電機工作時的相電壓166.2V，電流4.91A，有功功率減至0.26KW。"節(jié)電寶"在設備每天16小時的操作過程中，節(jié)省了26％的耗電量?；貓笃诙踢_10個月。 案例八： 廣東忠誠石材公司有數(shù)臺37KW的圓鋸石材切割機，設備加工原料為石材。電機24小時工作，每一個周期的時間約為50秒，其中空載時間約為5秒/相電壓220V/相電流25A，輕載時間約為5秒/相電壓220V/相電流35A，接近滿載時間約為40秒/相電壓220V/相/相電流42A。安裝節(jié)電寶后，空載時間約為5秒/相電壓165V/相電流12.5A，輕載時間約為5秒/相電壓185V/相電流18.5A，接近滿載時間約為40秒/相電壓217V/相/相電流38A。由此可見，空載時節(jié)電率約為50%；輕載時節(jié)電率約為47%；滿載時節(jié)電率約為9%；平均節(jié)電率為16.9%。投入節(jié)電寶后，降低了電機電壓電流并不改變轉速影響效率，節(jié)約了電機電能，大大減低了生產(chǎn)成本令產(chǎn)品增強競爭力。 案例九： 中外合資廣州珠江水泥有限公司是大型的散裝水泥制造企業(yè)，擁有兩條專業(yè)的自動化水泥生成線，一條長達十公里的原料傳送帶 和一座大型礦山。經(jīng)嚴謹?shù)墓?jié)電效能測試，證實Powerboss節(jié)電寶在其C1M01砂頁巖90kw破碎機節(jié)電率達14.8%，產(chǎn)量亦有所提高，節(jié)電效益減低了生產(chǎn)成本。該公司已在其空壓機、傳送帶、破碎機設備上全面安裝Powerboss節(jié)電寶，以節(jié)能效益增強產(chǎn)品的市場競爭力。 "POWERBOSS節(jié)電寶"產(chǎn)品系列已廣泛應用于油田及工礦企業(yè)，并獲得用戶證實"POWERBOSS節(jié)電寶"產(chǎn)品系列的節(jié)電效能。尤其是在油田抽油機上的應用，已獲得勝利油田、中原油田的節(jié)能產(chǎn)品準入證。 |
