变频器节能的计算方法

损耗
能量 转 换 过程 中 必 然 伴 随着 损耗。 在 变 频 器 内 部， 逆变器功率器件的开关损耗最大， 其余是电 子 元 器
收稿日期: 2012 － 04 － 20 作者简介: 贺 理工作。 勇， 电 气 技术 员， 主 要 从 事 电 气 设备 维 修 及 管
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转矩的负载常采用阀门、 挡板进行节流调节， 这样既增 又造成了电能的浪费; 如果 使用 变 频 加了管路的阻尼， 器对其进行调速控制， 不需再用阀门、 挡板 控制。将 阀 门、 挡 板 开 到最 大， 管 路 阻尼 最 小， 能 量 损耗 也大大 减 少。节能量可用《三 相 异 步电动机 经济 运 行 》 指南中 的计算公式: P = ［0． 45 + 0． 55 ( Q / Q N ) ］ P e ( kW) 式中: Q N － 额定流量; P e － 额定流量时电动机输入功率。 则节电率为: Ki = P － Pe ( Q / QN ) ( Q / QN ) =1 － P 0． 45 + 0． 55 ( Q / Q N )
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机床电器 2012. 5
PLC·变频器·计算机— — —PLC 定时器的工作原理及应用技巧
点去控制最终的控制对象就可以了。这是利 用 多定 时 器的记时时间相加 获得 长 定 时， 计 时时 间 = T1 + T2 + T3 + … + Tn。图 8 中的梯形图即是一个这样的例子。
如图 10 所示。
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节能的计算
平方转矩类负载的调速节能
生产操作时， 对 于 离 心 泵、 屏蔽 泵、 空冷器等平方
恒转矩负载变频调速一般都用于满足工 艺 需 要的 调速， 不用变频调速就得采用其他方式调速， 如调压调 速﹑电磁调速﹑绕线式电机转子串电阻调速等。由 于 这些调速是耗能的 低 效 调速方 式， 使用 高 效 调速方 式 的变频调速后， 可节省因调速消耗的转差功 率， 节能率 也是很可观的。
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机床电器 2012. 5
变 频器 节 能 的 计 算 方法
贺 勇 ( 天然气处理厂新疆项目部， 457162 )
摘要: 以生产中常见的鼠笼异步电动机为例， 针对使用变频器后的节能 效果 做 出 计算。 对 节 能 具 有 重 大意 义， 同 时对电能的统计和预算也有很大的帮助。 关键词: 电能; 鼠笼异步电动机; 功率因数; 节电率 TK01 + 1 中图分类号: TM921． 51 ， 文献标识码: B 文章编号: 1004 － 0420 ( 2012 ) 05 － 0039 － 01
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变频调速节能与功率因数
电动机在使用变频器调速前后的功率因 数 基本 相
同， 这样在计算节能时可不考虑系统功率因 数 的影响。 实际上， 在 变 频 器 投 入前 后， 其功 率因 数 可能是不同 因此， 计算的节能量应考虑变频器调速前 后 的功 率 的， 因数的变化。正弦电 路 中， 功 率因 数 是 由 电 压 U 与 电 流 I 之间的相位角差决定的。在此情 ( 下转第 42 页)
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引言
众所周知， 电动机不能在满负荷下工作， 多余的力
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恒转矩类负载的调速节能
恒转矩调速是指 负载 转 矩保 持 不 变， 但 对 转 速有
不同的要求。恒转矩类负载的特点是负载转 矩 与 转 速 无关， 任何转 速 下转 矩 总 保 持 恒 定或 基本 恒 定。应用 场合: 传送带、 搅拌 机、 提 升 机 等 负载。对 恒 转 矩负载 的电动机公式有: 电动机轴输出功率( P1 ) : P 1 = T1 n 1 式中: T1 —电动机的输出转矩; n1 —电动机的输出轴转矩。 转差离合器轴输出功率( P2 ) : P 2 = T2 n 2 式中: T2 —转差离合器的输出转矩; n2 —转差离合器的输出轴转矩。 则节电率为: Ki = P 1 － P 2 n1 － n2 = P1 n1
矩会增加有 功功 率 的 消 耗， 造 成 电能的 浪 费。在电动 起 动电流 相 当于 额 定 电流的 4 ～ 7 倍， 机全压 起 动时， 大的启动电流既 造 成 电能的 浪 费， 又 对 电 网 电 压波 动 损害很大。在电 压 偏 高 时， 可 利 用 变 频 器降 低 电动机 使其在 恒 压 的同时 节 约 电能 损耗。也 减 的运行速度， 少了起动 惯 速 冲 击， 延 长 了电动机和 泵 的使用 寿 命。 由于 考 虑 起 动 、 过载等安全因素， 高效的电动机 经 常 在 低效状态下运行， 由 于 电动机电流的 大 小 随 负载 的 轻 重而 改 变 ， 因此想 要 计算 出 节 能的 具 体 数 值 是 很 困难 的， 在一定程度上也影响了变频器节能效果 的 实 施， 以 下介绍几种不同电动机节能的计算方法以供参考。
图9
定时器与计数 器组合运用
图来自百度文库10
特殊辅助继电器与 计数器的组合运用
图8
多个定时器的级连
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结束语
PLC 定时器的应用技 巧 在 实际 应用中 还 有 很 多， 3． 3． 2 定时器与计数器组合 只要我们 在应用中 归纳 总 结， 就 会 使设 计 的 PLC 控制 利用定时器和 计 数器组合 获得 长 定 时， 如图 9 所 系统更加经济 合 理。此 外， 电 气 技术 人 员 应 熟 练 运 用 示。图中常开触点 X0 是 这 个 电 路 的工作 条 件， 当 X0 PLC 说明书等资料， 充 分 利 用 PLC 内 部功能指 令 和一 保持接通时电路 工作。 在 定 时 器 T0 的 线圈 回 路 中 接 些特 殊 软 元 件， 设 计 出 更 好 的 程 序， 优 化控制， 为企业 定时器 T0 的常闭触点， 它使 得定 时 器 T0 每 隔 10 s 接 。 提高生产效益作贡献 通一 次 ， 接通时间为一个扫描周期。定时器 T0 的 每 一 次接通都使计数器 C0 记 一 个 数。 而达到 计 数器 的设 参考文献: X1 为计数器 C0 的复位 定值并使其工作对象 Y0 接通， ［ 1］ 廖常初． PLC 编程 与 应用［M］ ． 北 京: 机 械 工业出 版 社， 条件。这是利用 定 时 器 和 计 数器组合 获得 长 定 时， 即 2002． 从 X0 接 通 为 始 点 的 延 时时 间 为 定 时 器 的设 定值 乘 上 ［ 2］ 三 菱 公 司． FX1S / FX1N / FX2N / FX2NC 编 程 手 册［Z］ ． 计数器的设定值， 计时时间 = T0 × C0 。 2000． 3． 3． 3 特殊辅助继电器 M8014 与计数器组合 利用特 殊 辅 助 继 电 器 M8014 的 触 点 向计 数器 提 收稿日期: 2012 － 05 － 28 供周 期 为 1 min 的时 钟脉冲， 可 把 单个 计 数器 的 最长 作者简介: 李建华( 1979 － ) ， 男， 讲 师， 技 师， 从 事 机电类 专 业 定时时间延长至 32 767 min。这 是 利 用特 殊 辅 助 继 电 、 承担 了 单 片 机 原理、 可编程控 的教学 研究和教学 管 理 工作， 机电一体化等课程的教学、 实训任务。 制器、 器和计数器组合获得长定时， 计时时间 = 1 min × C0 。 ( 上接第 39 页) 件的热损耗和风机损耗， 变 频 器 的 效 率 一 般 为 95% ～ 96% ， 因此在计算变频调速节能时要 将 变 频 器 的4% ～ 况下 ， 功率因数常用 cosφ 表 示。 电 路 中的 有 功功 率 P 5% 的损耗考 虑 在 内。这 样 的 计算 结 果 与 实际 节 能 率 就是其平均功率， 即: P = UIcosφ。 更为接近。 若原电动机系统的功率因数较低， 在使用变频器后 50 Hz ， 。 以 频率恒速运行 这时功率因数有所提高 功率 4 结束语 因数提高后， 电动机的 运 行 状 态 并 没有 改 变， 电动机 消 耗的有功功率和无功功 率也没有 改 变。变 频 器 中的 滤 一般 情 况 下， 变 频 器 用 于 50 Hz 调速 控制。 不 管 波电容与电动机进行无功能量交换， 因此变频器实际输 是平方转矩特性负载， 还是恒转矩特性负载， 调速 才 能 入电流减小， 从而减小了电网与变频器之间的线损和供 节能， 不调速 在工 频 下运 行 是 没有 节 能 效果 的。有 时 电变压器的铜耗， 同时减小了无功电流上串电网。因此 系统功率因数很低， 使用变频器后也有节能 效果， 这不 计算节能时， 应考虑提高功率因数后的节能。 是变频调速 节 能， 而 是 补 偿 功 率因 数 带 来 的 节 能。 本 文所述的对变频调速节能计算方法有极好的实用性。 3 变频调速 节 能 计算 应 考虑 变 频器 的