变频器应用案例分析
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变频器应用案例分析
作者:沈勇
来源:《进出口经理人》2017年第12期
摘要:变频器作为重要的自动控制元件,在很多控制系统中得到了重要的应用。本文论述了变频器的部分应用案例,并且有针对性的对于变频器节能应用实例进行论述。
关键词:变频器;应用案例;节能实例
一、变频器组成及功能简介
变频器主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。
二、变频器部分应用简述
(一)恒压供水应用
恒压供水系统主要是按照用户需求进行持续供水,为了维持压力的恒定,变频器在恒压供水系统中得到了应用,使用内置PID闭环控制器,不但维持了供水系统的整体压力,同时还达到了控制供水量的目的,使供水系统能够达到规定的工作指标,提高供水质量。
(二)风机运行应用
风机运行中需要设定工作时间和工作强度,如果持续使用,不但会伤害风机的电力系统,同时还会缩短风机的寿命。使用变频器后,不但可以解决风机的转动频率问题,同时还能够根据风机的使用要求设定启动、转动和停止时间,提高了风机的控制效果,保证了风机的使用寿命。
(三)锅炉链条给煤机应用
锅炉在运行过程中,对煤的需求量是不同的,如何根据实际需要控制链条给煤机,就需要一种可变频的控制器来实现。由于变频器可以根据预定的程序控制给煤数量,从而实现精确控制的目的。
(四)煤矿通风机应用
1、实现通风机软启动。软启动器可以保护电气设备和电网,使它们不受到损坏,变频器的应用可以顺利实现主通风机的软启动。同时变频器在启动风机时可以从零速度开始,可以调整启动加速时间,从而降低由于机器的启动而对机器内部原件造成伤害;
2、实现连续调节风量。我们在控制矿井内的风量时,主要通过调节风机的转速,变频器的应用可以实现风机转速的持续调节,达到风量可控;
3、实现煤矿企业的节能降耗。正常情况下电机满载时的功率系数一般为0.8,然而在开始时,矿井内的实际用风量比较小,所以功率系数要比0.8小。然而变频器在主通风机中的应用可以提高电机的功率系数,从而使其达到满载,这样可以大幅度降低无功的损耗,实现能量的合理使用。
三、变频器节能的一个应用实例
(一)相关设备型号参数
锅炉排粉风机铭牌参数:型号M9-26-N013D,冷却方式为风冷,风量39910m3/h,风压9520Pa,叶轮直径2650mm,配用功率148~295kW。
引风机电动机参数:额定功率185kW,频率50Hz,额定电压380V,接线方式为三角型接法,额定电流326A,转速1430r/min,功率因数0.86。
变频器型号:电骑士专用机型号PR-GI-34-1850,额定电压380V,额定输出电流380A,额定容量250kVA。
考虑到实际运行负载电流不可能超过400A,为了降低投资,选择变频器额定电流380A。
(二)试验方法及数据运算
使用双功率表法测量有功功率,试验中每个工况稳定运行72h。表1为采用变频器前后的消耗功率的比较情况。从表1中可以看出,每个工况经72h运行,设备运行控制正常,节电率为44.8%。表2为月耗电量比较。
日表均节电率达到44.8%,按照每月运行720h,电价0.53元/kW·h计算。根据公式“安装节电设备后每月节电率电费=原系统改造前实际运行功率×每月运行时间×电价×节电率”计算,月节电率电费为:90.5kW×24H×30D×0.53×0.448=15472.00元。
安装变频器后,电动机实现了软启动,电机转速从零按照设定加速时间缓慢升速至运行转速,减少了冲击力矩对电机和风机的损害。由于正常工作时风机的转速比额定转速低,当机组负荷高时,采用变频器调速后,电机转速比额定转速低些,大大减少了风机叶的磨损。
(三)安装变频器使驱动具有以下特点:
1、具有自动节能运行功能,可根据负载大小自动调节工作状态,保持高效、节能运行。节电、工频两路输出;
2、采用磁通矢量PWM控制法,技术先进,输出电流谐波成分少,效率高。低频运行特性良好,可实现低频额定转矩输出;
3、采用高品质的IGBT、IPM模块,最大载波频率为15kHz,能实现超静音运行;
4、丰富的功能,比如自动电压调整、死区补偿、自动转差补偿、直流制动、停电再启动等,可满足高精度、高复杂度控制要求。
四、结语
本文通过变频器节能应用实例分析,发现安装变频器后,使电动机实现了软启动和连续调速,避免过电压和欠电压的现象出现,减少了冲击力矩对电机和设备的损害,内置闭环控制器使得连续动态控制得以应用。相信随着变频器技术的快速发展,它将会给我们的工作和生活带来更多的便利。
参考文献:
[1]刘泉.变频器节能应用实例[J].科技与创新,2016(14):113+117.