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1 引言
變頻調速技術因具有顯著的節電效果、方便的調速方式、較寬的調速範圍、運行可靠、wanshandebaohugongnengdengyoudianerbeiguangfanyingyong。jinanyuxinghuagongzongchangshiyijiashengchanliusuandedaxingqiye,nianyongdianliangjuda。ruhejieyuediannengyijingchengweigaichangjiangdichengbendezhongyaocuoshi。
2 送風機變頻改造情況
2.1 改造前狀況
該供風係統采用350kW 380V風機,靠調節風道擋板控製送風量以適應生產負荷的變化。由於投建時風機選型較大,出現“大馬拉小車”情況,大部分電能被消耗在風道擋板上,從而使風機效率下降。
該係統在運行過程中還存在一些其他問題:
(1) 風道擋板動作遲緩。手動運行時人員操作不靈活,容易造成風機振動,很難滿足最佳調節品質。
(2) 風機擋板執行機構故障較多。
(3) 送風機在啟動時,雖然采用了自耦降壓啟動方式,但啟動電流仍然較大,電機受到的機械、電氣衝擊較大,經常發生轉子籠條斷裂的事故。
為了解決上述問題,決定對送風機控製係統進行改造,利用電機變頻調速方法實現送風量控製、電機軟啟動,達到節能和實現穩定控製的目的。
2.2 改造方案簡介
在原電機與開關之間增加一套變頻裝置,並保留了原有工頻回路做旁路,其電路結構圖如圖1所示。

圖1中,變頻器采用成都希望森蘭變頻器製造有限公司生產的SB61G375KW矢量型全能王變頻器,它是該係統的核心。變頻器的輸出電壓為0~380V,輸出頻率為0~400Hz。在實際使用中,變頻器上限頻率設置為50Hz。它由高性能數字處理器DSP控製,功率元件采用IGBT模塊,具有輸入、輸出波形好,諧波小等優點。SB61G375變頻器保護功能齊全,包含了過壓、過流、欠壓、缺相、短路,過熱、瞬時停電保護等,能有效地保護電機及自身裝置,並且可查詢故障時各參數變化的記錄,大大地簡化了維護的工作量。
變(bian)頻(pin)器(qi)采(cai)用(yong)高(gao)精(jing)度(du)調(tiao)節(jie)電(dian)位(wei)器(qi)來(lai)給(gei)定(ding)輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv),根(gen)據(ju)需(xu)要(yao)的(de)風(feng)量(liang)在(zai)現(xian)場(chang)調(tiao)速(su)。電(dian)位(wei)器(qi)通(tong)過(guo)屏(ping)蔽(bi)線(xian)與(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)控(kong)製(zhi)器(qi)連(lian)接(jie),並(bing)且(qie)設(she)置(zhi)了(le)低(di)通(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)以(yi)提(ti)高(gao)控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)。通(tong)過(guo)Y1端口的輸出頻率信號作為現場監控。由於采用了電氣互鎖裝置,使係統不會出現誤操作等意外事故。
由於該變頻器容量較大,為了減少dv/dt及di/dt對係統的幹擾,在變頻器直流側增加了直流電抗器。並在櫃體的通風散熱上也采取了不少措施,通過增大進、出風口麵積等方法,使變頻器的升溫減到較小的程度,從而保證了該變頻調速係統的可靠運行。
3 送風機變頻改造效益分析
根據流體力學可知,可從以下公式分析:風機電機的軸功率P與其風量Q、風壓H之間的關係是:
P∝Q×H
當電機轉速從n1變化到n2時, Q、H、P之間的關係為:
電機消耗的功率與電機轉速的立方成正比,風機的風量與轉速成正比。當轉速降低時,風機所消耗的電能按3次方比例關係下降。而采用風道擋板調節風量時,電機消耗的功率約額定功率的90%,實際利用量較少,相當一部分能量消耗在風道擋板上,能量損失嚴重。
4 采用變頻器改造的效果
該係統風機電機為350kW、額定電流629A、2極。原工頻工作時,平均運行電流530~590A,取550A計算,每小時耗電約317kWh(有功);在投入變頻係統運行後,平均每小時耗電207kWh(有功),在變頻器輸入側(電源端)測試,電壓仍為380V,運行電流為280~320A,取300A計算;變頻係統功率因數取0.93;電價0.5元/kWh。
(1) 每小時節電
按有功計算,上式結果乘以上功率因數0.93
40%×0.93≈37%
每小時節電:317-207=110(kWh)
(2) 年效益
該風機為不停機運行,年運行365天,故年節電效益為:
365×24×0.9×110×0.5≈43.4(萬元)
(3) 投資回收年限
該係統總投資20餘萬元,每年收益43.4萬元。所以該項目投資回收年限隻有半年;同時提高了生產效率,降低了生產成本,效益十分顯著。係統使用至今運行穩定,從未出現任何故障。
5 結束語
該gai項xiang目mu的de最zui大da意yi義yi是shi節jie能neng。與yu原yuan有you的de工gong頻pin驅qu動dong方fang式shi相xiang比bi,風feng機ji效xiao率lv穩wen定ding在zai理li想xiang的de範fan圍wei內nei,電dian動dong機ji能neng耗hao大da大da降jiang低di。特te別bie是shi機ji組zu低di負fu荷he運yun行xing時shi,效xiao果guo更geng顯xian著zhu。同tong時shi提ti高gao了le可ke靠kao性xing,延yan長chang了le電dian機ji壽shou命ming。另ling外wai,由you於yu風feng門men全quan開kai,減jian少shao了le風feng道dao的de振zhen動dong與yu磨mo損sun,提ti高gao了le機ji械xie壽shou命ming。總zong之zhi,變bian頻pin裝zhuang置zhi節jie能neng效xiao果guo好hao、調速先進、使用成熟、性能可靠,是理想的節能項目。
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