2014年暖通工程師《基礎(chǔ)知識(shí)》輔導(dǎo)資料(4)

　　二、變頻器控制對(duì)像：

　　變頻器應(yīng)用，可分為兩大類：一種是用于傳動(dòng)調(diào)速，另一種是各種靜止電源(靜止電源暫且不講)。變頻傳動(dòng)調(diào)速，其應(yīng)用目的就是通過(guò)對(duì)電機(jī)調(diào)速來(lái)達(dá)到節(jié)約能源?？刂茖?duì)象就是在動(dòng)力設(shè)備上實(shí)現(xiàn)電―機(jī)轉(zhuǎn)換的電動(dòng)機(jī)。這是由感應(yīng)式異步電動(dòng)機(jī)的性能和特征決定，其次是由于所帶的負(fù)載對(duì)電機(jī)調(diào)速的負(fù)荷適應(yīng)性所決定。由電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)學(xué)公式我們知道，電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，主要取決于電機(jī)定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(n1=t*f/p)。對(duì)一個(gè)繞制好的電機(jī)，其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速完全取決供電頻率，t為時(shí)間常數(shù)，P為電機(jī)的極對(duì)數(shù)，n1正比電源頻率f，從電機(jī)的結(jié)構(gòu)上我們看到定、轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有任何電的連接，基于磁場(chǎng)感應(yīng)和機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速總是不同步，差一個(gè)轉(zhuǎn)差數(shù)(一般為n1的1%――1.8%，)稱為轉(zhuǎn)差率S，由此可見(jiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也正比于電源的頻率。n2=t*f(1-s)/p從異步電動(dòng)機(jī)變頻時(shí)機(jī)械特性曲線中，我們不難看出轉(zhuǎn)速的變化對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩影響較小，對(duì)于傳動(dòng)機(jī)械功率要求完全可以滿足。變頻調(diào)速控制是在降低輸出頻率的同時(shí)輸出電壓也相應(yīng)降低，轉(zhuǎn)矩正比輸出電壓。轉(zhuǎn)矩也會(huì)有些減少。這種純電氣調(diào)速系統(tǒng)是人為地改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性來(lái)獲得不同的轉(zhuǎn)速，直接與拖動(dòng)機(jī)械相連接不需原機(jī)械設(shè)備做任何調(diào)整，這對(duì)于節(jié)能改造成本，保持原有機(jī)械性能都大有好處。變頻傳動(dòng)調(diào)速的特點(diǎn)是：

　　1、不用改動(dòng)原有設(shè)備包括電機(jī)本身;

　　2、可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，滿足傳動(dòng)機(jī)械要求;

　　3、變頻器軟啟、軟停功能，可以避免啟動(dòng)電流沖擊對(duì)電網(wǎng)的不良影響，減少電源容量的同時(shí)還可以減少機(jī)械慣動(dòng)量，減少機(jī)械損耗;

　　4、不受電源頻率的影響，可以開(kāi)環(huán)、閉環(huán)手動(dòng)/自動(dòng)控制;

　　5、低速時(shí)，定轉(zhuǎn)矩輸出、低速過(guò)載能力較好;

　　6、電機(jī)的功率因數(shù)隨轉(zhuǎn)速增高功率增大而提高。使用效果較好。

　　三、風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能-----變頻控制

　　機(jī)電設(shè)備配合設(shè)計(jì)原則：電機(jī)的最大功率必須滿足負(fù)載下的機(jī)械功率和轉(zhuǎn)矩，對(duì)于不同的負(fù)載，最大值并非時(shí)時(shí)刻刻都發(fā)生、負(fù)載的變化是非線性的，而電機(jī)的輸出功率卻是恒定的，這就意味著在非最大負(fù)載時(shí)電機(jī)輸出了相當(dāng)一部分多余功率，電能也就白白浪費(fèi)掉了。風(fēng)機(jī)、水泵類就是較典型例子。

　　風(fēng)機(jī)、水泵類風(fēng)量和流量的控制在過(guò)去很少采用轉(zhuǎn)速控制方式，基本上都是由鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，進(jìn)行恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)需要改變風(fēng)量或流量時(shí)，事實(shí)上都采用調(diào)節(jié)擋風(fēng)板或節(jié)流閥。這種控制雖然簡(jiǎn)單易行，能滿足流量要求，但對(duì)電機(jī)來(lái)講，從節(jié)省能源的角度來(lái)看是非常不經(jīng)濟(jì)的。生產(chǎn)中很容易檢測(cè)出來(lái)。

　　這類設(shè)備一般都是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，甚至很久不停機(jī)。在實(shí)際檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，除在極短時(shí)間流量最大值外，近90%時(shí)間運(yùn)行在中等或較低負(fù)荷狀態(tài)，總用電量至少有40%以上被浪費(fèi)掉。采用變頻調(diào)速控制，對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵類機(jī)械進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制來(lái)調(diào)節(jié)流量的方法，對(duì)節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益具有非常重要意義。

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