变频调速技术在高压电机节能中的应用

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电机变频调速技术
一）变频调速的基本原理
变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工 作电源输入频率成正比的关系： n=60f（1-s）／p ---通过改变电动机工作电源频率就可达到改变 电机转速的目的。
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前言
能源短缺和环境污染是人类当前面临的共同的 世纪性难题。70年代以来两次世界性的能源危 机以及当前环境问题的严重性，引起世界各国 对节能技术的广泛关注。我国能源生产和消耗 已列世界第二，但仍远远满足不了工业生产和 人民生活的需要。与此同时由于单位产值能耗 过大,造成的能源浪费惊人。因此，我国政府 已把节约能源做为一项基本国策，“十一五” 规划纲要明确提出“十一五”期间单位国内生 产总值能耗降低20％左右，
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国家发展改革委《节能中长期专项规划》十大重点节能工程 1.节约和替代石油工程 2.燃煤工业锅炉（窑炉）改造工程 3.区域热电联产工程 4.余热余压利用工程 5.电机系统节能工程 电机系统节能工程 6.能量系统优化工程（综合性的系统节能工程） 7.建筑节能工程 8.绿色照明工程 9.政府机构节能工程 10.节能监测和技术服务体系建设工程
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EHEEHE-T系列高压变频器在化工行业的应用实例
六国化工冷却塔四台水泵均采用6KV、250KW电 机拖动，正常生产中运行3台水泵，备用1台。在没有 进行变频改造前三台运行的水泵阀门开口为2/3，造 成了大量的电能损耗。在经过双方协商后，对A1水泵 进行了变频改造。改造后，A1水泵摒弃了阀门控制水 量的方法，通过变频器改变频率输出从而改变电机转 速的方法控制水泵的供水量，改造后节能效果明显。 颐和新能源高压变频器现场安装于2008年11月 12日完成，调试2天，并于14日运行至今没有任何故 障，运行稳定状况很好。通过其中一个月的运行观察， 我们就记录数据进行了分析，分析结果如下。
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安 徽 来自百度文库 和 新 能 源 科 技 股 份 有 限 公 司 教育部光伏系统工程研究中心产业化基地
EHE-T系列高压变频器简介 EHE主要技术创新点
独创的级联型高压变频器功率单元预充电电路 ； 独创的母线电压动态补偿高频技术 ； 功率单元控制软件具备在线升级功能 ； 功率单元整流电路滤波电容均压在线故障检测功能 ； 通过全DSP实现载波移相SPWM控制的控制技术 ； 无速度传感器的电机转速跟踪启动技术 ； 宽范围的抗晃电自启动技术
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电机系统节能简介
二）我国工业企业电机系统存在的问题 目前，我国电机系统运行效率低、能耗高，主要是电 动机及被拖动设备本身效率低，另外系统匹配和调节 方式不合理造成系统效率低。 设备陈旧、效率低。电动机、风机、水泵等设备落后， 效率比发达国家平均低3－5个百分点。 “大马拉小车”现象严重。由于我国设备一致性不高， 设计选型富裕量较大，设备长期在低负荷区运行。 系统调节方式落后。风机、泵类调节大部分仍采用机 械节流方式，调节方式效率低约30%。
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EHEEHE-T系列高压变频器简介
二）、EHE-T系列高压变频器的主要特点 主要功能特点 输出完美无谐的正弦波形 ； 具有正常启动和软启动两种启动方式； 具有闭环运行和开环运行两种运行模式； 变频调速系统的频率可通过本机触摸屏给定，也可以采用 外部模拟信号给定； 具有故障定位与查询功能； 完善的保护功能，各个单元模块及系统都具自诊断及保护 功能（智能化控制）； 具有单元旁路和整机旁路功能； 无速度传感器的电机转速追踪启动功能；
EHEEHE-T系列高压变频器简介
功率单元串联型高压变频器
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EHE-T系列高压变频器结构
功率单元 移相变压器 功率单元柜 主控柜
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电机系统节能简介
电机系统节能包括 电机系统各部件自身的能效提高； 电动机传动系统的节能，例如风机、 电动机传动系统的节能，例如风机、泵类变频 调速系统节能； 调速系统节能； 采用电机传动系统使工艺、设备条件改善、效 率提高的节能等。
=34.16万元
因此，此次改造，仅从节能收益 来看，一年即可收回投资。 据此应用实例可看出，利用变频 改造，节能效果十分明显，经济效 益也十分显著。 Http://www.ehexny.com
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《节能中长期专项规划》提出：“十一五” 期间重点推广高效节能电动机、稀土永磁电动 机；在煤炭、电力、有色、石化等行业实施高 效节能风机、水泵、压缩机系统优化改造，推 推 广变频调速、自动化系统控制技术等，使运行 广变频调速 效率提高2个百分点，年节电200亿千瓦时。
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电机系统节能简介
一）电机系统节能基本概念 电机系统特指电动机传动系统，包括电动机、 被拖动装置（负载）、传动控制系统、管网 （电源）等，图1为一个典型的电机系统构成。
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EHE-T系列高压变频器在化工行业的应用实例 系列高压变频器在化工行业的应用实例
根据用户现场提供的数据，A1电机 工频运行功率为： P1=1.732UI COSϕ =6×24×1.732×0.83 =207KW 改造后： A1电机变频运行功率为： P2=85.6×94+97.8×122+100.6×18+118.1×60+
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电机变频调速技术 变频调速是通过改变电动机定子供电频率 和电压来改变旋转磁场同步转速进行调速 的，是无附加转差损耗的高效调速方式
变频调速技术在高压电机 节能中的应用
安徽颐和新能源
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内容概要 前言 电机系统节能简介 电机变频调速技术 高压变频调速在我国各行业的应用 EHE-T系列高压变频器在化工行业的应用实例 EHE-T系列高压变频器简介 颐和新能源公司简介 结语
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据资料统计显示： 2007年我国各类电动机总装机容量约为5.8亿 千瓦，占全国总耗电量的60%-70%。 我国电动机年产量约为4500万千瓦，平均效率 比发达国家低3－5个百分点 电机拖动系统效率比发达国家低20个百分点， 相当于国际20世纪70－80年代的水平。在使 用寿命、可靠性、材料消耗、噪声及振动方面 也有一定的差距。
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EHEEHE-T系列高压变频器在化工行业的应用实例
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电机变频调速技术
变频调速的主要优点： 节能效果明显，实际应用证明，在风机、水泵上应用变频调速， 节能效果明显 当电机在额定转速的80%运行时，节能率可达到30-40% ； 基本取消了风门、阀门或液力耦合调节，避免了风门或阀门及 基本取消了风门、阀门或液力耦合调节 其执行机构的磨损，也降低了因此而产生的维修费用及设备停 机率； 有效实现电机软启动，避免了电机直接启动对电网、电机、风 有效实现电机软启动 机等设备的冲击，延长设备使用寿命，降低设备故障停机率； 由于实现了电机软启动，所以可方便实现电机的启、停操作， 避免了因电机启动而必须压负荷带来的生产损失； 提高功率因数，使系统功率因数达到0.95以上，可以实现电机 提高功率因数 的就地补偿，降低电源和电机线路之间的无功损耗，减少对电 网谐波污染，改善企业内部电网质量； 易于实现生产工艺控制自动化， 易于实现生产工艺控制自动化，保护功能完善等
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电机系统节能简介 三）电机系统节能主要措施： 更新淘汰低效电动机及高耗电设备 提高电机系统效率 主要采用变频调速方式 变频调速方式，改善风机、泵类电机系 变频调速方式 统调节方式。我国风机、水泵、压缩机总装机容 量约1.6亿千瓦，改变调节方式，效率平均可提高 20%左右。 被拖动装置控制和设备改造 优化电机系统的运行和控制
121.3×34+135.7×212+220.3×70） ÷610÷η=131.8KW 取变频器效率η=0.96
以此可计算出每年节约电费为：
3 8 7 9 1 8 × × 0.9235 + × × 0.872 + × 0.5625 + × 0.3046 × 59.6 4 24 24 24 4 24
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电机变频调速技术
二）变频调速节能原理
风机水泵的工作特性： H＝H0－（H0－1）×Q2 风机水泵的轴功率：P＝KPQH/ηb 根据风机的相似定律，变速前后流量、压力、功率与 转速之间关系为： Q1/Q2=n1/n2 H1/H2=(n1/n2)2 P1/P2=(n1/n2)3