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 回复:应用探讨——变频器在节能中的应用

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西门子官方工程师西门子官方工程师

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精华帖:8
楼主    2011-08-17 10:47:53
主题:应用探讨——变频器在节能中的应用
近几年,变频器由于其节能的优势,被广泛的使用在工业,民用等领域。人们对变频器节能的特点越来越关注,越来越感兴趣。欢迎大家在这个帖子中就变频器节能发表自己的观点,比如:
1) 变频器如何节能的?
2) 在哪些场合节能的优势更明显?
3) 变频器节能的实例,包括工艺的介绍,使用后节能的效果
4) 也欢迎大家对变频器在民用产品中,如变频空调的使用,发表自己的想法

在此开设此话题,希望能够与各位网友讨论一下这些问题,相信大家在处理问题的时候也有很多心得体会,大家共同交流!

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百花深处
侠客

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3楼    2011-08-18 10:02:37
精华帖  主题:回复:<b><font color=red>应用探讨——变频器在节能中的应用</font></b>
变频器节能主要体现的需要降低转速的场合,变频器在泵上使用,节能效果是很显著的,流量与转速的一次方成正比,压力与转速的平方成正比,功率与转速的三次方成正比,所以泵的效率一定,要求调节流量时,转速降低,输出功率成立方关系下降,即泵的耗电功率与转速近似成立方的关系。另外由公式P=S╳COSФ,Q=S╳SINФ,其中S-视在功率,P-有功功率,Q-无功功率,COSФ-功率因数,可知COSФ越大,有功功率P越大,普通泵电机的功率因数在0.6-0.7之间,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,COSФ≈1,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。这是变频器功率因数补偿节能的体现,另外电机利用变频器软启动功能将能使电机启动电流从0开始,最大也不会超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,这也是变频节能的体现。
变频器是通过轻负载降压节能,拖动转矩负载由于转速没多大变化,即便是降低电压,节能也很微弱,这点在风机上不同,风机的耗能跟转速的1.7次方成正比,转速降低,电机转矩急剧下降,节能很明显,但是用在油井上就会因为返程试用制动电阻浪费很多电。
总之,如果环境要求必须调速,变频器节能效果还是比较明显的。不调速的场合变频器不会省电,只能改善功率因数。
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caokang
侠圣

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精华帖:2
7楼    2011-08-20 14:13:33
精华帖  主题:回复:<b><font color=red>应用探讨——变频器在节能中的应用</font></b>
变频在空调中使用:
变频空调理论上是有可能省电的。我简单分析一下
其实这里变频不是要点,不管用哪种方式让电机输出机械功率与输入电功率尽量线性对应且高效即可。
关键是:变频空调的省电不是靠变频电机及附带的调速系统导致的结果。
分析如下:
空调要节能,无非是1.压缩机(包括驱动电机)工作效率高 2换热效率高。而且对空调系统而言,换热效率占主导因素。换热效率提高有一个很简单的方法,加大热交换器的换热面积。关键是加大换热器面积对制造成本(多用铜材)及安装后的美观有影响。所以市售的空调其实都是在换热效率与换热器的制造成本中取了折衷。

在初始开机阶段,假定单位时间需要制冷量A-一般而言,此冷量也即为设计最大冷量,换热器的大小尺寸均以此冷量进行设计(当然是折衷过的,否则理论上讲越大愈好),此部分变频与非变频空调皆然-,在这种工矿下,理论上当其他变量都相等时,应该是定频省电。
在温度稳定维持阶段,假定需要维持冷量为单位时间A/5,这时变频压缩机会减小出力,(而定频机采用间歇工作制式,但在压缩机工作时出力不变单位时间A,工作1/5时间)。换热器的尺寸不变是按照最大工况单位时间制冷量A配置的,此时变频机换热器的换热效率会变的很高!(想象一下,有一个1hp的定频机,但因为某种原因室内机与室外机的换热器都是5hp机的大小,只有压缩机和风机是1hp的,此机的能效会比普通的1hp机高很多,但因制造成本高,没有厂家会造这种产品。——现在转换一下思路:假定一个房间需要一台5hp的机器,我们可以买一台标准的市售的5hp定频机,再加一台上述的我们假象的:5hp换热器与1hp压缩机组成的定频机,刚制冷时开第一台,温度稳定后关第一台开第二台),我想有悟性的同志应该已经看出这两台定频机完全可以用一台5hp的变频机来实现。
结论:变频机节能其实本质不是因为电机节能,是压缩机低出力时换热效率会提高。实际上变频部分反而会比定频机多一些损耗。主要靠低出力时高换热率弥补回来的。这也是为什么变频空调一定要工作在低速状态能效比才会变高的原因。
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梅花香自苦寒来
HUANGZE75
至圣

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9楼    2011-08-22 12:42:29
精华帖  主题:回复:<b><font color=red>应用探讨——变频器在节能中的应用</font></b>
1,目前很多设备如风机水泵类负载,是按照最大需量而设计的电机是定速的,使用变频器后可以按需要调整电机速度,所以存在很大的节能空间。
2,一些恒转矩负载,如空压机油泵等存在压力达到后空载的负载,采用变频器后可以在空载时,低速运行也有节能空间。
3,多电机变频传动场合,如薄膜生产线,牵引辊,三辊等辊传动,需要速度同步的控制场合,使用变频器公直流母线系统节能效果很好,处于发电状态的辊能量给电动状态的辊,整个系统只需要一个制动单元及制动电阻,且制动使用的很少,基本上能量在内部就消化了。
4,对于大型行车类负载使用变频器回馈装置节能空间很好,将货物下降时产生的发电能量不通过制动电阻消耗掉而是通过回馈装置反馈到电网中。
5,变频器在中央空调涡旋冷冻机上运用也存在节能空间,同时对于空调的舒适度也有很大改善,并且延长冷冻机压缩机的使用寿命。
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www123456
至圣

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13楼    2011-08-24 08:54:20
精华帖  主题:回复:<b><font color=red>应用探讨——变频器在节能中的应用</font></b>
功率因数补偿节能: 

1、
无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,浪费严重,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。但这是因为整流滤波的电容的作用,不是有目的的补偿,而且节能效果并不明显。
2、
另外,现在新出的变频器,比如ROBICONPH无谐波系列变频器,它利用多电平串联技术,不仅使变频器在维护、功率品质和可靠性方更具有优点,而且可通过快速功率单元旁路技术,使得系统的可靠性更加提高。使变频器在电压和电流谐波方面能够满足要求最为严格的519标准,在无外部功率因数补偿时,运行功率因数大于0.95,系统效率可以达到96.5-97%,因此更具节能效果。还间接使电流畸变变小,减少变压器等电网部分产生系统损耗。

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