變頻器在恒壓供水控制柜中的實(shí)際節(jié)能性應(yīng)用
1 引 言
在送水工程中,為了維持恒壓供水而又節(jié)能,除了不用大桶槽或虛耗能源的節(jié)流閥而能維持恒壓,還必須防止泵浦急速開停循環(huán)而導(dǎo)致壓力涌浪。變頻器恒壓供水控制柜采用變頻器是個好的解決方法,但在控制上需要技巧。一般變頻器由外部PLC或PID控制器接受運(yùn)轉(zhuǎn)指令,整合調(diào)整有一定難度并且比較耗時。臺達(dá) VFD-F水泵專用變頻器使用內(nèi)建泵浦控制邏輯,大幅簡化了送水系統(tǒng)的變速控制。
2 變頻調(diào)速特性
按照電機(jī)理論,電機(jī)轉(zhuǎn)速公式為:
式中:P為電動機(jī)的極對數(shù),S為轉(zhuǎn)差率,f為供電電源頻率,n為電動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。從公式可以看出,電機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率近似成正比,改變頻率即可平滑地調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,從而可以連續(xù)方便地改變風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。風(fēng)機(jī)是泵類負(fù)載,屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載,其轉(zhuǎn)速n、流量Q、壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系:Q∝n, H∝n2, P∝n3,即流量與轉(zhuǎn)速成正比,壓力與轉(zhuǎn)速平方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比。由上述分析可知,通過改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速就可方便地改變風(fēng)機(jī)的風(fēng)量,保證空氣燃料比的優(yōu)化;通過改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速,可以有效保證系統(tǒng)期望的工況,降低系統(tǒng)的電動損耗。在監(jiān)控系統(tǒng)中使用變頻調(diào)速技術(shù)(變頻器)有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)可方便地實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動、自由停車。電機(jī)均通過變頻器或軟起動從0—50HZ作緩慢加速起動,減少了機(jī)泵因突然高速起動所帶來的影響,減少了直接起動時起動電流對電網(wǎng)的沖擊;
(2)可提高功率因數(shù),改善電動機(jī)電源質(zhì)量,保證電動機(jī)的功率與實(shí)際負(fù)荷相匹配,達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的目的;
(3)可消除機(jī)泵的喘振現(xiàn)象,使機(jī)泵運(yùn)行處于最佳工況狀態(tài);
(4)可方便地實(shí)現(xiàn)自動控制,使被調(diào)節(jié)量得到更平穩(wěn)的調(diào)節(jié),增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
使用變頻調(diào)速技術(shù)不僅調(diào)節(jié)方便,而且節(jié)能效果也是很明顯的,設(shè)電動機(jī)額定功率為PN,額定轉(zhuǎn)速為nN, 轉(zhuǎn)速為n時實(shí)際輸出功率為P,則節(jié)能(用功率表示)△P可以表示為:
如取
,則△P=0.67PN , 即節(jié)能效果在理想情況下可達(dá)到67%,可見只要采用變頻調(diào)速技術(shù),用變頻調(diào)速其節(jié)能效果是很顯著的。