KXX变频调速技术在高压电机节能中的应用

1、变频调速技术在高压电机节能中的应用变频调速技术在高压电机节能中的应用安徽颐和新能源安徽颐和新能源Http:/ 内容概要内容概要n前言前言 n电机系统节能简介电机系统节能简介n电机变频调速技术电机变频调速技术n高压变频调速在我国各行业的应用高压变频调速在我国各行业的应用nEHE-TEHE-T系列高压变频器在化工行业的应用实例系列高压变频器在化工行业的应用实例nEHE-TEHE-T系列高压变频器简介系列高压变频器简介n颐和新能源公司简介颐和新能源公司简介n结语结语Http:/ 能源短缺和环境污染是人类当前面临的共同的世纪性难题。能源短缺和环境污染是人类当前面临的共同的世纪性难题。7070年代以来两

2、次世界性的能源年代以来两次世界性的能源危机以及当前环境问题的严重性，引起世界各国对节能技术的广泛关注。我国能源生产和消危机以及当前环境问题的严重性，引起世界各国对节能技术的广泛关注。我国能源生产和消耗已列世界第二，但仍远远满足不了工业生产和人民生活的需要。与此同时由于单位产值能耗已列世界第二，但仍远远满足不了工业生产和人民生活的需要。与此同时由于单位产值能耗过大耗过大, ,造成的能源浪费惊人。因此，我国政府已把节约能源做为一项基本国策，造成的能源浪费惊人。因此，我国政府已把节约能源做为一项基本国策，“十一五十一五”规划纲要明确提出规划纲要明确提出“十一五十一五”期间单位国内生产总值能耗降低期间

3、单位国内生产总值能耗降低2020左右，左右，前言前言Http:/国家发展改革委国家发展改革委节能中长期专项规划节能中长期专项规划十大重点节能工程十大重点节能工程n1.1.节约和替代石油工程节约和替代石油工程 n2.2.燃煤工业锅炉（窑炉）改造工程燃煤工业锅炉（窑炉）改造工程 n3.3.区域热电联产工程区域热电联产工程 n4.4.余热余压利用工程余热余压利用工程 n5.5.电机系统节能工程电机系统节能工程 n6.6.能量系统优化工程（综合性的系统节能工程）能量系统优化工程（综合性的系统节能工程） n7.7.建筑节能工程建筑节能工程 n8.8.绿色照明工程绿色照明工程 n9.9.政府机构节能工程政

4、府机构节能工程 n10.10.节能监测和技术服务体系建设工程节能监测和技术服务体系建设工程 Http:/ 据资料统计显示：据资料统计显示：n20072007年我国各类电动机总装机容量约为亿千瓦，占全国总耗电量的年我国各类电动机总装机容量约为亿千瓦，占全国总耗电量的60%-70%60%-70%。n我国电动机年产量约为我国电动机年产量约为45004500万千瓦，平均效率比发达国家低万千瓦，平均效率比发达国家低3 35 5个百分点个百分点n电机拖动系统效率比发达国家低电机拖动系统效率比发达国家低2020个百分点，相当于国际个百分点，相当于国际2020世纪世纪70708080年代的水平。在使用年代的水

5、平。在使用寿命、可靠性、材料消耗、噪声及振动方面也有一定的差距。寿命、可靠性、材料消耗、噪声及振动方面也有一定的差距。Http:/ 节能中长期专项规划提出：节能中长期专项规划提出：“十一五十一五”期间重点推广高效节能电动机、稀土永磁电期间重点推广高效节能电动机、稀土永磁电动机；在煤炭、电力、有色、石化等行业实施高效节能风机、水泵、压缩机系统优化改造，动机；在煤炭、电力、有色、石化等行业实施高效节能风机、水泵、压缩机系统优化改造，推广变频调速推广变频调速、自动化系统控制技术等，使运行效率提高、自动化系统控制技术等，使运行效率提高2 2个百分点，年节电个百分点，年节电200200亿千瓦时。亿千瓦时

6、。Http:/一）电机系统节能基本概念一）电机系统节能基本概念 电机系统特指电动机传动系统，包括电动机、被拖动装置（负载）、传动控制系统、管网电机系统特指电动机传动系统，包括电动机、被拖动装置（负载）、传动控制系统、管网（电源）等，图（电源）等，图1 1为一个典型的电机系统构成。为一个典型的电机系统构成。电机系统节能简介电机系统节能简介Http:/电机系统节能包括电机系统节能包括n电机系统各部件自身的能效提高；电机系统各部件自身的能效提高；n电动机传动系统的节能，例如风机、泵类变频调速系统节能；电动机传动系统的节能，例如风机、泵类变频调速系统节能；n采用电机传动系统使工艺、设备条件改善、效率提

7、高的节能等。采用电机传动系统使工艺、设备条件改善、效率提高的节能等。电机系统节能简介电机系统节能简介Http:/二）我国工业企业电机系统存在的问题二）我国工业企业电机系统存在的问题n目前，我国电机系统运行效率低、能耗高，主要是电动机及被拖动设备本身效率低，另外系目前，我国电机系统运行效率低、能耗高，主要是电动机及被拖动设备本身效率低，另外系统匹配和调节方式不合理造成系统效率低。统匹配和调节方式不合理造成系统效率低。n设备陈旧、效率低。电动机、风机、水泵等设备落后，效率比发达国家平均低设备陈旧、效率低。电动机、风机、水泵等设备落后，效率比发达国家平均低3 35 5个百分点。个百分点。n“大马拉小

8、车大马拉小车”现象严重。由于我国设备一致性不高，设计选型富裕量较大，设备长期在低现象严重。由于我国设备一致性不高，设计选型富裕量较大，设备长期在低负荷区运行。负荷区运行。n系统调节方式落后。风机、泵类调节大部分仍采用机械节流方式，调节方式效率低约系统调节方式落后。风机、泵类调节大部分仍采用机械节流方式，调节方式效率低约30%30%。电机系统节能简介电机系统节能简介Http:/三）电机系统节能主要措施：三）电机系统节能主要措施：n更新淘汰低效电动机及高耗电设备更新淘汰低效电动机及高耗电设备 n提高电机系统效率提高电机系统效率 主要采用变频调速方式，改善风机、泵类电机系统调节方式。我国风机、水泵、

9、压缩机总装主要采用变频调速方式，改善风机、泵类电机系统调节方式。我国风机、水泵、压缩机总装机容量约亿千瓦，改变调节方式，效率平均可提高机容量约亿千瓦，改变调节方式，效率平均可提高20%20%左右。左右。n被拖动装置控制和设备改造被拖动装置控制和设备改造 n优化电机系统的运行和控制优化电机系统的运行和控制电机系统节能简介电机系统节能简介Http:/ 变频调速是通过改变电动机定子供电频率和电压来改变旋转磁场同步转速进行调速的，是无变频调速是通过改变电动机定子供电频率和电压来改变旋转磁场同步转速进行调速的，是无附加转差损耗的高效调速方式附加转差损耗的高效调速方式电机变频调速技术电机变频调速技术Htt

10、p:/一）变频调速的基本原理一）变频调速的基本原理 变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系： n=60fn=60f（1-s1-s）p p -通过改变电动机工作电源频率就可达到改变电机转速的目的。通过改变电动机工作电源频率就可达到改变电机转速的目的。 电机变频调速技术电机变频调速技术Http:/二）变频调速节能原理二）变频调速节能原理 风机水泵的工作特性：风机水泵的工作特性： H HH0H0（H0H01 1）Q Q2 2 风机水泵的轴功率：风机水泵的轴功率：P PKPQH/KPQH/b b 根据风机的

11、相似定律，变速前后流量、压力、功率与转速之间关系为：根据风机的相似定律，变速前后流量、压力、功率与转速之间关系为：nQ1/Q2=n1/n2Q1/Q2=n1/n2nH1/H2=(n1/n2)H1/H2=(n1/n2)2 2nP1/P2=(n1/n2)P1/P2=(n1/n2)3 3电机变频调速技术电机变频调速技术Http:/变频调速的主要优点：变频调速的主要优点：u节能效果明显，实际应用证明，在风机、水泵上应用变频调速，当电机在额定转速的节能效果明显，实际应用证明，在风机、水泵上应用变频调速，当电机在额定转速的80%80%运运行时，节能率可达到行时，节能率可达到30-40% 30-40% ；u基

12、本取消了风门、阀门或液力耦合调节，避免了风门或阀门及其执行机构的磨损，也降低了基本取消了风门、阀门或液力耦合调节，避免了风门或阀门及其执行机构的磨损，也降低了因此而产生的维修费用及设备停机率；因此而产生的维修费用及设备停机率；u有效实现电机软启动，避免了电机直接启动对电网、电机、风机等设备的冲击，延长设备使有效实现电机软启动，避免了电机直接启动对电网、电机、风机等设备的冲击，延长设备使用寿命，降低设备故障停机率；由于实现了电机软启动，所以可方便实现电机的启、停操作，用寿命，降低设备故障停机率；由于实现了电机软启动，所以可方便实现电机的启、停操作，避免了因电机启动而必须压负荷带来的生产损失；避免

13、了因电机启动而必须压负荷带来的生产损失；u提高功率因数，使系统功率因数达到以上，可以实现电机的就地补偿，降低电源和电机线路提高功率因数，使系统功率因数达到以上，可以实现电机的就地补偿，降低电源和电机线路之间的无功损耗，减少对电网谐波污染，改善企业内部电网质量；之间的无功损耗，减少对电网谐波污染，改善企业内部电网质量；u易于实现生产工艺控制自动化，保护功能完善等易于实现生产工艺控制自动化，保护功能完善等电机变频调速技术电机变频调速技术Http:/ 六国化工冷却塔四台水泵均采用六国化工冷却塔四台水泵均采用6KV6KV、250KW250KW电机拖动，正常生产中运行电机拖动，正常生产中运行3 3台水泵

14、，备台水泵，备用用1 1台。在没有进行变频改造前三台运行的水泵阀门开口为台。在没有进行变频改造前三台运行的水泵阀门开口为2/32/3，造成了大量的电能损耗。在，造成了大量的电能损耗。在经过双方协商后，对经过双方协商后，对A1A1水泵进行了变频改造。改造后，水泵进行了变频改造。改造后，A1A1水泵摒弃了阀门控制水量的方法，水泵摒弃了阀门控制水量的方法，通过变频器改变频率输出从而改变电机转速的方法控制水泵的供水量，改造后节能效果明显。通过变频器改变频率输出从而改变电机转速的方法控制水泵的供水量，改造后节能效果明显。 颐和新能源高压变频器现场安装于颐和新能源高压变频器现场安装于20082008年年1

15、111月月1212日完成，调试日完成，调试2 2天，并于天，并于1414日运行日运行至今没有任何故障，运行稳定状况很好。通过其中一个月的运行观察，我们就记录数据进行至今没有任何故障，运行稳定状况很好。通过其中一个月的运行观察，我们就记录数据进行了分析，分析结果如下。了分析，分析结果如下。EHE-TEHE-T系列高压变频器在化工行业的应用实例系列高压变频器在化工行业的应用实例Http:/EHE-TEHE-T系列高压变频器在化工行业的应用实例系列高压变频器在化工行业的应用实例 Http:/EHE-TEHE-T系列高压变频器在化工行业的应用实例系列高压变频器在化工行业的应用实例 根据用户现场提供的数

16、据，根据用户现场提供的数据，A1A1电机工频运电机工频运行功率为：行功率为：=207KW =207KW 改造后：改造后：A1A1电机变频运行功率为：电机变频运行功率为：P2=85.6P2=85.694+97.894+97.8122+100.6122+100.618+118.18+118.1 160+121.360+121.334+135.734+135.7212+220.3212+220.37070）610610=131.8KW =131.8KW 取变频器效率取变频器效率=0.96 =0.96 COS以此可计算出每年节约电费为：以此可计算出每年节约电费为：万元万元 因此，此次改造，仅从节能收益

17、来因此，此次改造，仅从节能收益来看，一年即可收回投资。看，一年即可收回投资。 据此应用实例可看出，利用变频改造，据此应用实例可看出，利用变频改造，节能效果十分明显，经济效益也十分显著。节能效果十分明显，经济效益也十分显著。6 .593046. 02495625. 0247872. 0248439235. 024841Http:/功率单元串联型高压变频器功率单元串联型高压变频器EHE-TEHE-T系列高压变频器简介系列高压变频器简介Http:/EHE-TEHE-T系列高压变频器结构系列高压变频器结构功率单元功率单元移相变压器移相变压器功率单元柜功率单元柜主控柜主控柜Http:/二）、二）、EHE

18、-TEHE-T系列高压变频器的主要特点系列高压变频器的主要特点 主要功能特点主要功能特点n输出完美无谐的正弦波形输出完美无谐的正弦波形 ；n具有正常启动和软启动两种启动方式；具有正常启动和软启动两种启动方式；n具有闭环运行和开环运行两种运行模式；具有闭环运行和开环运行两种运行模式；n变频调速系统的频率可通过本机触摸屏给定，也可以采用外部模拟信号给定；变频调速系统的频率可通过本机触摸屏给定，也可以采用外部模拟信号给定；n具有故障定位与查询功能；具有故障定位与查询功能；n完善的保护功能，各个单元模块及系统都具自诊断及保护功能（智能化控制）；完善的保护功能，各个单元模块及系统都具自诊断及保护功能（智

19、能化控制）；n具有单元旁路和整机旁路功能；具有单元旁路和整机旁路功能；n无速度传感器的电机转速追踪启动功能；无速度传感器的电机转速追踪启动功能；EHE-TEHE-T系列高压变频器简介系列高压变频器简介Http:/ 主要技术创新点主要技术创新点n独创的级联型高压变频器功率单元预充电电路独创的级联型高压变频器功率单元预充电电路 ；n独创的母线电压动态补偿高频技术独创的母线电压动态补偿高频技术 ；n功率单元控制软件具备在线升级功能功率单元控制软件具备在线升级功能 ；n功率单元整流电路滤波电容均压在线故障检测功能功率单元整流电路滤波电容均压在线故障检测功能 ；n通过全通过全DSPDSP实现载波移相实现

20、载波移相SPWMSPWM控制的控制技术控制的控制技术 ；n无速度传感器的电机转速跟踪启动技术无速度传感器的电机转速跟踪启动技术 ；n宽范围的抗晃电自启动技术宽范围的抗晃电自启动技术EHE-TEHE-T系列高压变频器简介系列高压变频器简介Http:/ 独创的级联型高压变频器功率单元预充电电路独创的级联型高压变频器功率单元预充电电路 通过预充电电路，使功率单元直流母线被预充至额定电压值，从而避免了上电时母线电容通过预充电电路，使功率单元直流母线被预充至额定电压值，从而避免了上电时母线电容因承受极高的因承受极高的di/dt di/dt 值，提前失效；也避免了功率单元上电瞬间，其整流桥因承受超过其值，

21、提前失效；也避免了功率单元上电瞬间，其整流桥因承受超过其耐受能力的耐受能力的dv/dt dv/dt 值而造成损坏引起整个功率单元故障退出。有效地提高了系统的可靠性。值而造成损坏引起整个功率单元故障退出。有效地提高了系统的可靠性。 （专利技术）（专利技术）EHE-TEHE-T系列高压变频器简介系列高压变频器简介Http:/ 独创的母线电压动态补偿高频技术独创的母线电压动态补偿高频技术 对功率单元交流输出母线电压进行动态补偿，从而有效地降低了输出波形的畸变率，保证了对功率单元交流输出母线电压进行动态补偿，从而有效地降低了输出波形的畸变率，保证了其产品的输出电流波形谐波含量控制在其产品的输出电流波形

22、谐波含量控制在2%2%以内。以内。EHE-TEHE-T系列高压变频器简介系列高压变频器简介Http:/ 功率单元控制软件具备在线升级功能功率单元控制软件具备在线升级功能 可以通过主控单元专用的通讯口，对各个单元控制软件进行在线升级，该技术在国内外级可以通过主控单元专用的通讯口，对各个单元控制软件进行在线升级，该技术在国内外级型联高压变频器产品中尚属首创。型联高压变频器产品中尚属首创。 EHE-TEHE-T系列高压变频器简介系列高压变频器简介Http:/ 功率单元整流电路滤波电容均压在线故障检测功能功率单元整流电路滤波电容均压在线故障检测功能 采用了滤波电容均压在线故障检测功能，对滤波电容各串联组电压进行检测，并比较其均采用了滤波电容均压在线故障检测功能，对滤波电容各串联组电压进行检测，并比较其均衡度，当不均衡度超过设定范围即发出警告，如果不均衡度继续增加，并超过危险值，系衡度，当不均衡度超过设定范围即发出警告，如果不均衡度继续增加，并超过危险值，系统即自动切除故障功率单元，避免故障的进一步扩大。统即自动切除故障功率单元，避免故障的进一步扩大。EHE-TEHE-T系列高压变频器简介系列高压变频器简介Http:/ 宽范围的抗晃电自启