一、概述：
目前，企業(yè)之間的競爭日益加劇，生產(chǎn)成本的高低決定了企業(yè)在市場(chǎng)競爭中的地位。而能耗占生產(chǎn)成本的很大一部分，因此，降低生產(chǎn)過(guò)程中電能的浪費就可以有效的降低成本。
風(fēng)機、水泵在國民經(jīng)濟各個(gè)部門(mén)的用電設備中占有重要地位，生產(chǎn)過(guò)程中，風(fēng)機、水泵被大量的用于工藝流程上。風(fēng)機、水泵的耗電量非常大，年耗電量約占全國用電總量的1/3，占工業(yè)用電總量的45%左右。傳統啟動(dòng)方式啟動(dòng)電流高，電流沖擊大，維護成本高；同時(shí)，用閥門(mén)、擋風(fēng)板等裝置來(lái)調節壓力、流量，功率因數低，造成了電能的大量浪費?？梢?jiàn)：提高風(fēng)機、水泵系統的效率對我國經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展具有重要意義。
隨著(zhù)電力、電子技術(shù)的發(fā)展，變頻技術(shù)日趨成熟，變頻器被越來(lái)越多的用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。尤其被廣泛用于調節風(fēng)機、水泵的壓力和流量，不僅能很好的滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，減少電流沖擊，提高功率因數；并且具有顯著(zhù)的節能效果。因此：變頻器成為風(fēng)機、水泵類(lèi)負載節能降耗的最佳、首選的電氣傳動(dòng)方案。
二、變頻節能原理
由流體力學(xué)知識我們知道：風(fēng)機、水泵類(lèi)設備屬于平方轉矩負載，其流量Q、揚程H、功率P與轉速N之間存在如下關(guān)系：
即：流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。
因此，只要調節轉速，就可以實(shí)現控制流量和壓力的目的。由于功率和轉速是三次方關(guān)系，轉速的降低可以引起功率的減小，從而達到節能降耗的目的。例如：當電機在額定轉速的80％運行時(shí)，理論上其消耗的功率為額定功率的51．2％，去除機械損耗、電機銅損、鐵損以及變頻器自身的損耗等影響，節電效率也接近40％。同時(shí)由于電機運行速度降低，機械轉動(dòng)噪音也因此變小。
變頻調速系統以輸出壓力/流量作為控制對象，由變頻器、壓力傳感器、電機構成的閉環(huán)恒壓控制系統，工作壓力值可由操作面板直接設置，現場(chǎng)壓力由壓力傳感器檢測，轉換成電信號后反饋給變頻器。變頻器通過(guò)其內置PID進(jìn)行比較計算，從而調節其輸出頻率，達到恒壓供水和節能的目的。
三、應用案例
例一：某電廠(chǎng)一臺75kW風(fēng)機，原由風(fēng)門(mén)控制風(fēng)量。晝夜運行，每年運行時(shí)間約8000小時(shí)，其中4000小時(shí)需風(fēng)量85%，另4000小時(shí)需風(fēng)量60%?，F進(jìn)行節能改造，即將所有風(fēng)門(mén)全開(kāi)，由變頻器調節風(fēng)機的轉速，從而調節風(fēng)量。節能效果計算如下：
1.風(fēng)門(mén)控制總能耗
= 75kW(85%流量) ×91%×4000小時(shí)+75kW(60%流量) ×76%×4000小時(shí)
= 273,000+228,000 kWh
= 501,000 kWh
2.使用變頻器調節風(fēng)機轉速時(shí)電動(dòng)機的耗電量
= 75kW×(85%流量）×61%×4000小時(shí)+75kW×(60%流量）×22%×4000小時(shí)
= 183,000+66,000
= 249,000 kWh
1年節能千瓦時(shí)= 501,000-249,000= 252,000 kWh
直接經(jīng)濟效益= 252,000×0.65=163,800元（電費按0.65元/小時(shí)計算）
例二：某鋼廠(chǎng)一臺水泵，其額定功率是30kW，額定輸出流量為300GPM，額定轉速是2950轉，求出在輸出250GPM時(shí)，使用變頻調節比使用閥門(mén)調節，每年節省的電費。（假如按這個(gè)流量每年運行2000小時(shí)，泵的效率為0.75，每度電價(jià)格為0.8元。）
1.閥門(mén)控制：
軸功率：30 ×0.75=22.5kW
每年消耗軸功率為：22.5 ×2000=45，000kWh
每年投入電費：45，000 ×0.8=36，000元
2.變頻控制：
軸功率：30 ×（250/300）3× 0.75=10.85kW
每年消耗軸功率為：10.85 ×2000=21,700kWh
投入電費：21,700 ×0.8=17,360元
直接經(jīng)濟效益：36，000-17，360=18，640元
間接經(jīng)濟效益：
（1）啟動(dòng)電流小，對電網(wǎng)無(wú)沖擊；
（2）變頻器可以使電機軟啟動(dòng)，加載時(shí)電流平緩上升，沖擊很小，且可使電機實(shí)現軟停機，避免反生電勢造成的危害，有利于延長(cháng)設備的使用壽命。
（3）輸出壓力穩定
變頻調速系統將管網(wǎng)壓力作為控制對象，裝在管網(wǎng)中的壓力傳感器將管網(wǎng)的壓力轉變?yōu)殡娦盘査徒o變頻器進(jìn)行PID運算，與壓力給定值進(jìn)行比較，并根據差值的大小，產(chǎn)生控制信號去調節變頻器的輸出電壓和逆變頻率，調整電動(dòng)機的轉速，從而使實(shí)際壓力始終維持在給定壓力。
（4）設備維護量小
變頻啟動(dòng)電流小，小于2倍額定電流，流量閥無(wú)需反復動(dòng)作。變頻器根據設定的目標壓力/流量自動(dòng)調節電機轉速，提高了設備的自動(dòng)化程度，運行頻率低，轉速慢，軸承磨損小，延長(cháng)了設備的使用壽命，維護工作量變小。
四、變頻器特點(diǎn)
1.全新的空間矢量技術(shù)
優(yōu)秀的矢量算法保證在最低開(kāi)關(guān)損耗前提下實(shí)現低頻大轉矩，高效率電網(wǎng)電壓利用率及優(yōu)化的正弦波輸出，使電機工作噪音降低、發(fā)熱減少。
2.特有的軟件死區補償
死區時(shí)間是變頻器低頻脈動(dòng)轉矩產(chǎn)生的罪魁禍首．RNB1000獨特的軟件死區補償最大限度地保證低頻極速條件下的平穩轉矩特性 。
3.優(yōu)秀的無(wú)速度傳感器轉速跟蹤自啟動(dòng)
能夠啟動(dòng)正在運轉中的電機，保證用戶(hù)設備平穩繼續運行， RNB1000能夠自動(dòng)識別轉速實(shí)現平穩轉速跟蹤。
4.自動(dòng)節能運行
獨特的軟件功率因數調節，根據負載的變化，動(dòng)態(tài)調節功率因數．節省更多的能源。
5.電壓波動(dòng)抑制
動(dòng)態(tài)自動(dòng)電壓控制(AVC)功能，確保輸入電壓波動(dòng)±20％時(shí)．輸出電壓波動(dòng)小于±5％。
6.完善的保護功能
具有過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、IGBT短路、反時(shí)限過(guò)載等保護設計，另外在負載短路、接地情況下能安全保護。
7.直流電源供電
節省保安電源投資。
8.內置柔性PWM能耗制動(dòng)
用戶(hù)選擇適當的制動(dòng)電阻可方便實(shí)現能耗制動(dòng)
9.友好的人機界面靈活的輸入輸出接口
LCD中英文顯示，提供8路數字輸入，2路模擬輸入，3路數字輸出，2路模擬輸出；八段用戶(hù)可編程運行，電動(dòng)電位器設定模式。
10.智能溫度檢測：智能風(fēng)機管理
11.直流制動(dòng)
12.無(wú)電跨越
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