為了使電氣設計人員更好的了解和使用變頻調速器,避免走入個人思維上的誤區。通過提出5個設計中容易疏忽的問題加以解釋和舉例,闡述了電氣設計中選擇和應用變頻調速器應注意的視在功率、接觸器、頻率等問題。
變頻調速器的出現為交流調速方式帶來了一場革命,隨著近20多年變頻器技術基礎的電力電子技術和微電子技術都經歷了飛躍性的發展。新型電力電子器件和高性能微處理器的應用以及控制技術的發展,變頻器的性能價格比越來越高、體積越來越小、運行可靠性越來越高。變頻器大有取代傳統電磁調速的趨勢。據統計,目前國內生產和組裝中壓、低壓變頻器的生產廠家有80多家,可見變頻器銷售量之大應用面之廣。
由于變頻調速在風機和泵類負載上的應用具有顯著的節能效果,并且具有無沖擊啟動和軟停機的優良控制特性,因此變頻器首先在冶金、電力、石化、供熱和民用風機水泵的控制領域得到廣泛的應用。變頻調速器一次系統圖見圖1。
但是由于一些產品廠家在推銷時的誤導,使很多電氣設計人員在確定方案時盲目的選擇使用變頻調速器,不僅不能節能,還造成工礦企業投資的浪費。為了更好的了解和使用變頻調速器,避免走入誤區,對在電氣設計中變頻調速器的選擇使用提出一些看法、應注意的問題,以供同行參考。
1使用變頻器并不能都節電
一些文獻宣稱變頻調速器是節電控制產品,給人的感覺是只要使用變頻調速器都能節電。實際上,變頻調速器之所以能夠節電,是因為其能對電動機進行調速。如果說變頻調速器是節電控制產品的話,那么所有的調速設備也都可以說是節電控制產品。變頻調速器只不過比其它調速設備效率和功率因數略高罷了。
變頻調速器能否實現節電,是由其負載的調速特性決定的。對于離心風機、離心水泵這類負載,轉矩與轉速的平方成正比,功率與轉速的立方成正比。只要原來采用閥門控制流量,且不是滿負荷工作,改為調速運行,均能實現節電。當轉速下降為原來的80%時,功率只有原來的51.2%。可見,變頻調速器在這類負載中的應用,節電效果最為明顯。對于羅茨風機這類負載,轉矩與轉速的大小無關,即恒轉矩負載。若原來采用放風閥放走多余風量的方法調節風量,改為調速運行,也能實現節電。當轉速下降為原來的80%時,功率為原來的80%[1]。比在離心風機、離心水泵中的應用節電效果要小得多。對于恒功率負載,功率與轉速的大小無關。恒功率負載,如配料皮帶秤,在設定流量一定的條件下,當料層厚時,皮帶速度減慢;當料層薄時,皮帶速度加快。變頻調速器在這類負載中的應用,不能節電。
與直流調速系統比較,直流電動機比交流電動機效率高、功率因數高,數字直流調速器與變頻調速器效率不相上下,甚至數字直流調速器比變頻調速器效率略高[2]。所以,宣稱使用交流異步電動機和變頻調速器比使用直流電動機和直流調速器要節電,理論和實踐證明,這是不正確的。