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變頻調(diào)速節(jié)電技術(shù)及其應用技術(shù)


    最近兩年不少廠家打出變頻空調(diào)的廣告,它說明變頻空調(diào)好。好在哪里?主要是節(jié)電。變頻調(diào)速是一個節(jié)電的
好技術(shù)。

    什么叫變頻調(diào)速技術(shù),它是一種以改變電機頻率和改變電壓來達到電機調(diào)速目的的技術(shù)。大家都知道,目前,
無論哪種機械調(diào)速,都是通過電機來實現(xiàn)的。從大范圍來分,電機有直流電機和交流電機。過去的調(diào)速,多數(shù)用直
流電機,由于直流機調(diào)速容易實現(xiàn)。但直流機固有的缺點:滑環(huán)和碳刷要經(jīng)常拆換,給人們帶來太大的麻煩。因此
有人就想,如果把可靠簡單的籠式交流電機用來調(diào)速那該多好!因而就出現(xiàn)了定子調(diào)速、變極調(diào)速、滑差調(diào)速、轉(zhuǎn)
子串電阻調(diào)速、串極調(diào)速、液力偶和調(diào)速等交流調(diào)速方式。當然也出現(xiàn)了滑差電機、繞線式電機、同步機、這些都
是交流電機。

    到 20 世紀 80 年代,由于電力電子技術(shù),微電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展,才出現(xiàn)了對交流機來說最好的變頻
調(diào)速技術(shù),它一出現(xiàn)就以其優(yōu)異的性能逐步取代其它交流電機調(diào)速方式,乃至直流電機調(diào)速,而成為電氣傳動的中
樞。因而說變頻調(diào)速是時代的產(chǎn)物,只有在技術(shù)高度發(fā)展的今天,才能實現(xiàn)。為什么說它是基于電力電子、微電
子、信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物?一是它的逆變部分都基于電流很大、電壓很高的 SCR 、 GTR 、 IGBT 、 GTO 、 MCT
等電力電子器件來完成的。什么叫逆變:就是直流變交流( DC — AC )那么交流變直流就叫整流( AC —
DC )。二是它的控制部分和負載狀態(tài)的檢測是由 CPU ( 32 位計算機)來完成,這是微電子器件發(fā)展的結(jié)果。三
是內(nèi)置 4 — 20mA 接口和 RS485 接口可以和儀表、 DCS 相接,通過總線 Profibus 、 Interbus 通訊。

    調(diào)速節(jié)能原理從二個方面來說明:

    1、風機水泵的節(jié)電原理就是用調(diào)速控制代替擋風板或節(jié)流閥控制風流量,這是一個節(jié)電的有效途徑。風機的
特性曲線如圖 1 所示。在用檔風板控制額定風量 Q1 =100% 輸出時,則軸功率 N1 與面積 AH1 OQ1 成正比,若風
量減半 Q2 =50% 輸出時,則軸功率 N2 與面積 BH2 OQ2 成正比,它比 N1 減少不多,這是因為需要克服檔風板阻
力增大風壓所致。如果采用調(diào)速控制同樣風量減半輸出時,轉(zhuǎn)數(shù)由 n1 降至 n2 ,按風機參數(shù)比例定律畫出 n2 時
的特性曲線, C 點為新的工礦點,這時軸功率 N2 與面積 CH3OQ2 成正比,在滿足同樣風量 Q2 情況下,軸功能
降低很多,節(jié)省的功率耗損△ N 與面積 BH2H3C 成正比,可見節(jié)電效果十分顯著。

    2、流體力學的觀點

      流量 ∝ 轉(zhuǎn)速

      壓力 ∝轉(zhuǎn)速^2

      軸功率∝轉(zhuǎn)速^3

    若轉(zhuǎn)速下降 20%,則功率下降到51.2%

    若轉(zhuǎn)速下降 50%,則軸功率下降到12.5%

    即使考慮調(diào)速裝置本身的損耗等因素,節(jié)電也是相當可觀的。

    為此,許多行業(yè)、如鋼鐵、有色、石油、石化、化工、紡織、機械、電力、建材、醫(yī)藥、煤炭、造紙、卷煙、
酒店、自來水等行業(yè)都在許多設(shè)備中采用交流電機變頻調(diào)速技術(shù),產(chǎn)生節(jié)電及增產(chǎn)的效果?;ぁ⑨t(yī)藥行業(yè)攪拌機
非常之多,采用變頻調(diào)速取代其他調(diào)速方式,好處特多。

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