D096(新14)第六讲 变频调速的经济效益1

1、第6章 变频调速的经济效益有节能空间才可以节能！61拖动系统的节能空间611工频运行的浪费图61空气压缩机的泄载1空气压缩机泄载在工频运行时，如储气罐的压力偏高，通过泄载阀泄放部分空气。2锅炉给水泵回流要求锅炉汽包的水位恒定。工频运行时，通过调节阀门开度，改变回流量，达到调节锅炉汽包的水位的目的。图62锅炉给水泵的回流调节4中央空调冷却泵的工频运行图63中央空调冷却泵的工频运行a）温差正好b）温差偏低612大马拉小车的节能空间1工频运行的大马拉小车图64工频运行的大马拉小车a）小马拉小车b）大马拉小车2低频运行的大马拉小车图65低频运行的大马拉小车a）风机示意图b）低频运行的状态调速可以节能，

2、效果还和调速方法有关！62变全速运行为变速运行621变速运行的节能效果1恒转矩负载图66恒转矩负载的变速运行a）全速运行b）低速运行2二次方律负载图67二次方律负载的变速运行a）全速运行b）变速运行622调速方法与节能图68机械调速a）机械调速示意图b）机械调速后的机械特性1机械调速图69龙门刨床的刨台拖动系统2龙门刨床的直流调速623异步电动机调速过程中的浪费1机械特性与能量图图610机械特性与能量的关系a）机械特性曲线b）能量图2绕线转子异步电动机的能量图图611绕线转子异步电动机的能量图电磁功率PM2：仍与同步转速成正比；负载功率：与转速n2成正比。损失功率：P2与转差n2成正比，显然，

3、增加了的损失功率都消耗在外接电阻中了。3电磁调速电动机的能量图电磁调速电动机相当于两级异步电动机：第一级即为普通的异步电动机，功耗为P1；第二级的旋转磁场由第一级的转子带动直流磁场形成。调节 SR调节励磁电流调节第二级转差n2 调节转速n2。图612电磁调速电动机第一级功耗与第一级的转差n1成正比； 第二级功耗与第二级的转差n2成正比。由于转差n2较大，转子切割直流磁场的速度较快，故转子电流大，功耗也大。总的功耗P2：P2P1P2624变频调速最节能图613 变频调速的功率分配a）变频调速b）机械特性c）能量图变频还可更节能！63变频调速的特殊节能措施631异步电动机的电流电压曲线1异步电动机

4、的电压与磁通（1）电压偏低时的磁通图614电压偏低时的磁通a）额定电压时b）电压偏低时c）磁通与励磁电流（2）电压偏高时的磁通图615电压偏高时的磁通a）正常情况时b）电压偏高时c）磁通与励磁电流2电流电压曲线（1）电压偏低时的后果图616电压偏低时的后果a）电压正常时b）电压偏低时c）电流电压曲线（2）电压偏高时的后果图617电压偏高时的后果a）电压偏高时的磁通和励磁电流b）电流电压曲线（3）完整的电流电压曲线图618异步电动机的电流电压曲线a）负载不变时的电流电压曲线b）不同负载时的电流电压曲线U11I0不多I2较多I1U11I0很多I2不多I1632“大马拉小车”的节能对策图619“大马

5、拉小车”时的效率a）“大马拉小车”的电流电压曲线b）效率曲线1基本思路UXIX2节能的具体方法（1）额频运行时图620变频器的处理方法a）工频拖动系统b）基本频率的预置c）变频拖动系统图621低频大马拉小车a）风机示意图b）机械特性（2）低频运行时二次方律负载的低速运行图622低减压频比节能a）低减压频比b）机械特性低减压频比节能图623最佳工作点的搜索a）电流电压曲线b）搜索流程（3）自动搜索节能633电能的回馈1重物下降时的电度表图624重物下降时的电度表a）工频运行b）变频运行2回馈单元图625接入电能回馈单元a）重物上升b）重物下降3电源回馈变频器图626电源回馈变频器流体功率的节能是

6、比较两种调节流量方法的结果！64从水泵管路的流体功率看节能 641水泵管路的基本模型和节能的考察部位图627水泵管路的基本模型1水泵管路的基本模型2供水系统的主要参数（1）流量 是单位时间内流过管道内某一截面的水流量，符号是Q，常用单位是m3min。（2）扬程 是单位重量的水被水泵上扬时所获得的能量，符号是H，常用单位是m。扬程主要包括：）静态扬程HA是供水系统必须上扬的高度，也叫实际扬程。）动态扬程HL使水流具有一定的流速所需的能量。动态扬程是不能用高度来描述的。（3）全扬程 也叫总扬程，或水泵的扬程。是静态扬程与动态扬程之和，是说明水泵的泵水能力的物理量，符号是HT。HTHAHL（4）管阻

7、 表示管道系统（包括水管、阀门等等）对水流阻力的物理量，符号是R。（5）压力 是表明供水系统中某个位置（某一点）水压的物理量，符号是p。其大小在静态时主要取决于管路的结构和所处的位置，而在动态情况下，则还与供水流量与用水流量之间的平衡情况有关。3各部分的功率（1）变频器的输入功率PSXULIVI（2）变频器的输出功率PSXUXIVOcos1PSXPSX（3）电动机的轴功率PMXPLX（5）管路的流体功率（负载所需的功率）PGX0.163HXQX642管路的基本特性与工作点1扬程特性 图628 管道系统的扬程特性a）全速时的扬程特性 b）不同转速时的扬程特性图629 供水系统的管阻特性a）阀门全

8、开时的管阻特性 b）不同开度的管阻特性2管阻特性 3供水系统的工作点与基本功耗 图630 管道系统的工作点a）供水系统的静扬程b）工作点与基本功耗643流体功率的节能分析1不同控制方式的节能效果图631不同控制方式的节能效果a）关小阀门调节流量b）降低转速调节流量c）两种方法的比较2流体功率节能的特点图632节能效果与流量的关系a）流量大b）流量减小c）流量更小（1）节约功率与流量的关系图633静扬程对节能效果的影响a）静扬程较大时b）静扬程较小时（2）节能效果与静扬程的关系 图634供水管道的广义空载功率）高楼供水）节能分析d）车间供水c）节能分析（3）不同静扬程的典型例子 ）供水管道图63

9、5取水管道的广义空载功率a）冬季水面b）冬季节能分析c）夏季水面d）夏季节能分析）取水管道图636循环水系统的特点a）冷冻水循环系统b）冷却水循环系统c）联通器）循环水管道轴功率的节能是降低平均转速的结果！65从轴功率看水泵管路的节能651水泵的机械特性1水泵机械特性的表达式图637离心式水泵的机械特性a）全速运行b）低速运行TLT0KT·nL2（66）2负载功率的计算PLPLKP0·nLKP·nL3P0KP·nL3 3基本功率在轴功率中的反映图638机械特性中的空载功率a）空载功率b）广义空载功率4轴功率的节能图639轴功率与流量的关系a）轴功率与转速

10、的关系b）轴功率与流量的关系652水泵效率引出的差异图640流体功率和轴功率的节能效果a）流体功率的节能效果b）轴功率的节能效果1明显的不一致2水泵的效率P*C1（）C2C1C21（69）图641水泵的效率曲线a）水泵效率的定义b）水泵的效率曲线电功率的节能效果还和变频器功能的预置有关！66从电功率看水泵管路的节能661电动水泵低频运行的核心问题图642水泵消耗的电功率1水泵消耗的电功率PSXUXIVOcos12低频运行的核心问题图643UfC的工况a）Uf线b）低频时的工况662功能预置与节能效果1转矩提升与节能效果图644转矩提升与节能效果a）转矩提升的预置b）电动机的工作电流2管道供水节

11、能分析小结图645水泵变频调速的节能分析变频调速的经济效益并不仅仅在于节约了多少电能！67全面评价经济效益671故障减少的效益1直流电动机电刷和换向器是最大的薄弱环节。2同步电动机有电刷和滑环，也是薄弱环节。图646几种电动机的构造a）直流电动机b）同步电动机c）笼形异步电动机3绕线转子异步电动机有电刷和滑环，也是薄弱环节。图647几种调速异步电动机的构造a）绕线转子异步电动机b）电磁调速电动机4电磁调速电动机也有电刷和滑环，也是薄弱环节。672设备寿命延长的效益图648水泵工频起动的动态转矩a）供水管路b）工频起动1彻底消除供水系统中的水锤效应 （1）水泵工频起动的动态转矩图649水泵变频起

12、动的动态转矩a）供水管路b）变频起动（2）水泵变频起动的动态转矩2机械的磨损减少 3易损件不再易损（1）卷取机械的磁粉离合器等易损件取消；（2）起重机械的制动闸皮、操作杆等配用件的寿命延长了。673产品质量提高的效益图650螺杆挤压机（1）螺杆挤压机变频调速可使出口压力和挤出量稳定。图651尿素造粒离心机（2）根据液位控制电动机转速，使尿素粒均匀。674意外惊喜带来的效益（1）以重油为燃料的燃烧炉，采用变频调速实现恒压供油后，非但节电节油，并且由于燃烧充分，烟囱里不再冒黑烟了；（2）锅炉的鼓风机和引风机采用变频调速后，非但由于燃烧充分，烟囱里不再冒黑烟，并且因为平均转速降低了，噪音也大为下降。家电变频的主要好处并不在于节电！68家电的变频调速681改用了三相电动机图652单相电动机的磁通与转矩1单相电动机的磁通与转矩图653 单进三出变频器2单进三出变频器682其他好处1压缩机的起动与停止平稳了2空调温度稳定了3冰箱能够速冻了附录：宜昌市自动化研究所产品介绍产品名称主要用途与特点制动单元开关器件由交流接触器的三个触点串联而成，便于用户自行配置和维护制动电阻由电热元件构成，可靠