变频器各种负载应用解读

变频器在各类负载中的应用

1.风机水泵负载类

风机水泵变频调速的节电原理：

如图示为离心风机水泵的风压、（水压）H-风量（流量）Q曲线特性图：

n1-代表风机水泵在额定转速运行时的特性；

n2-代表风机水泵降速运行在n2转速时的特性；

R1-代表风机水泵管路阻力最小时的阻力特性；

R2-代表风机水泵管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。

风机水泵在管路特性曲R1工作时，工况点为A，其流量压力分别为Q1、H1，此时风机水泵所需的功率正比于H1与Q1的乘积，即正比于AH1OQ1的面积。由于工艺要求需减小风量（流量）到Q2，实际上通过

增加管网管阻，使风机水泵的工作点移到R2上的B点，风压（水压）增大到H2，这时风机水泵所需的功率正比H2Q2的面积，即近比广BH2OQ2的面积。显然风机水泵所需的功率增大了。这种调节方式控制虽然简单、但功率消耗大，不利于节能，是以高运行成本换取简单控制方式。

若采用变频调速，风机水泵转速由n1下降到n2，这时工作点由A 点移到C点，流量仍是Q2，压力由H1降到H3，这时变频调速后风机（水泵）所需的功率正比于H3与Q2的乘积，即正比于CH3OQ2的面积，由图可见功率的减少是明显的。

风机水源节能的计算：

风机水泵流量变化量，如前所述，采用变频调速是节电之有效的措施。如下的计算公式。

采用档板调节流量对应电动机输入功率P1V与流量Q的关系为：P1V≈[0.45+0.55(Q/QN)2]P1e

（1）

式中：P1e——额定流量时电动机输入功率（kW）。

Q N——额定流量

变频调速时电机功率与流量关系为P1V≈(Q/QN)3P1e

需要注意的是水泵静压不为零时功率与流量不在保持比例而且为了保持最小需要的压力，转速不能随意降低，应该以最小需要的压力确定最低频率，防止频率过低引起的压力不足问题。

在串联风道的情况下，风机会被吹的自己旋转，启动过程容易过压保护，故变频器应设置成飞车启动模式。

在恒压供水系统中，功率只和流量的一次方成正比，不和转速的3次方成正比。

风机水泵并联运行

风机水泵并联运行基本规律是并联后的总量等于并联各泵流量之和，并联后产生的扬程与各泵产生的扬程都相等

当并联水泵一台变频其余工频运行时，变频器应设最低运行频率，防止压力太小导致没有流量而白白消耗功率。选择变频泵时应选择流量和扬程最大的一台。如果变频带的泵太小容易引起喘振，即多启动一台工频泵压力太大，而少启动一台工频泵压力太小，造成频繁启停工频泵。

2.中央空调，在夏季的用电高峰，空调的用电量很大。因而用变频

装置，拖动空调系统的冷冻泵、冷水泵、风机是一项非常好的节电技术。

中央空调节能分析分解为水泵和风机节能分析不再叙述

3.破碎机类负载

冶金矿山、建材应用不少破碎机、球磨机。

破碎机具有负载冲击大启动转矩大地特点，变频器选型应加大一档。变频改造后效益

1)节约能源

变频器控制破碎机与传统控制的破碎机比较，能源节约是最有实际意义的，根据所破碎的材料来调节电机转速工况是经济的运行状态。

2)提高破碎效果

变频控制系统具有精确的转速控制能力，使电机的输出与负载相匹配。用户可根据材料和所需出料粒度调节合适的速度，变频控制破碎机的输出力矩随着负载变化而改变，有效地提高了工况的质量。

3)延长破碎机的使用寿命

变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度。

球磨机的节能目前仅从两方面考虑，去掉液力偶合器使用变频器的节电率为8%，利用变频器的节能模式调节可有3%的节能，两项相加共有11%的节能，由此可见，对球磨机进行变频改造还是可以达到节能的目的。

需要注意球磨机是重载启动，变频器要加大一档，而且需配制动单元才能正常启动。

4.大型窑炉煅烧炉类负载

冶金、建材、烧碱等大型工业转窑（转炉）以前大部分采用直流、整流子电机、滑差电机、串级调速或中频机组调速。由于这些调速方式或有滑环或效率低，采用变频调速可大大提高系统可靠性减少维护时间，同时节约大量电能。

5.压缩机类负载

压缩机也属于应用广泛类负载。低压的压缩机在各工业部门都普遍应用，高压大容量压缩机在钢铁（如制氧机）、矿山、化肥、乙烯都有较多应用。采用变频调速，均带来启动电流小、节电、优化设备使用寿命等优点。

6.皮带机类负载

皮带机驱动系统基本结构

启动停止方式

1）启动程序

制动器送电——松闸——电机送电——运行

2）停机顺序

电机停电——制动器停电——抱闸停机

1）.真正实现了皮带运输机系统的软起动

运用变频器对皮带运输机进行驱动，运用变频器的软起动功能，将电机的软起动和皮带机的软起动合二为一，通过电机的慢速起动，带动皮带机缓慢起动，将皮带内部贮存的能量缓慢释放，使皮带机在起动过程中形成的张力波极小，几乎对皮带不造成损害。

2）.实现皮带机多电机驱动时的功率平衡

应用变频器对皮带机进行驱动时，采用主从控制，实现功率平衡。

3）.降低设备的维护量

变频器是一种电子器件的集成，它将机械的寿命转化为电子的寿命，寿命很长，大大降低设备维护量。同时，利用变频器的软起动功能实现皮带运输机的软起动，起动过程中对机械基本无冲击，也大大减少了皮带机系统机械部份的检修量。相应的降低了维修费用。

4）.方便皮带检修和使用

采用变频调速后，可将皮带机运行速度降到很慢，解决了以前由于皮带机运行速度过快而难于检修皮带的问题，提高了皮带的检修效率。具有启动信号，停止信号、紧急停止信号、供电电源开关信号、远方/就地切换开关、报警复位开关功能

5）.节约能源

通常情况下，煤矿用电机在设计过程中放的裕量比较大，工作时绝大部分不能满载运行，电机工作于满电压、满速度而负载经常很小，也有部分时间空载运行。由电机设计和运行特性知道，电机只有在接近满载时才是效率最高、功率因数最佳，轻载时降低，造成不必要的