變頻器在能源節(jié)約、電力環(huán)保方面發(fā)揮重大作用

1.1

    所謂變頻調(diào)速器——它將三相工頻(50Hz)交流電源(或任意電源)變換成三相電壓可調(diào)、頻率可調(diào)的交流電源，有時(shí)又將變頻調(diào)速器稱為變壓變頻裝置VVVF。主要用于交流電動(dòng)機(jī)(異步機(jī)或同步機(jī))轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

    1.2

    一個(gè)交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)由變頻調(diào)速器驅(qū)動(dòng)器交流電動(dòng)機(jī)和控制器三大部分組成。其中關(guān)鍵核心設(shè)備是變頻調(diào)速器，由它來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)電壓和頻率的平滑變化。

    1.3

    變頻調(diào)速在調(diào)頻范圍、靜態(tài)精度、動(dòng)態(tài)品質(zhì)、系統(tǒng)效率、完善的保護(hù)功能、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和過程控制等諸方面是以往的調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、滑差調(diào)速和液力耦合器調(diào)速等無法比擬的。它是公認(rèn)的交流電動(dòng)機(jī)最理想最有前途的調(diào)速方案，代表今后電氣傳動(dòng)的發(fā)展方向。

    1.4

    近三十多年來變頻調(diào)速已在鋼鐵、冶金、石油、化工、紡織、化纖、輕工、造紙、橡膠、塑料、電力、水務(wù)等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。低壓電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速應(yīng)用已非常普及和成熟。高壓電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速也正在被人們關(guān)注和逐步應(yīng)用。交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速除了有卓越的調(diào)速性能之外，還有顯著的節(jié)約電能和保護(hù)環(huán)境等重大作用，是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想調(diào)速裝置。

    2、變頻調(diào)速與風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能

    2.1電力供應(yīng)與需求矛盾(供不應(yīng)求)存在較大電力缺口，需要節(jié)電。

    根據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，2002年我國發(fā)電裝機(jī)容量319億kW，年發(fā)電量13466億kWH。雖然電力規(guī)模列世界第二位，但人均用電量卻為世界倒數(shù)位置。況且我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展需求更多的電力。若按國民經(jīng)濟(jì)增長8%要求電力增長11%計(jì)算，到2010年我國發(fā)電容量應(yīng)為5.7~6.0億kW，年發(fā)電量達(dá)28000~29000億kWH。2003年夏季持續(xù)高溫造成部分省市電力供應(yīng)緊張，被迫采取拉閘限電措施。由于電力網(wǎng)負(fù)擔(dān)過重，造成局部電力系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。

    以上說明，我國電力供需不平衡，供小于求。因此，需要節(jié)約用電。

    2.2風(fēng)機(jī)水泵變頻調(diào)速節(jié)能效益

    2.2.1

    我國電動(dòng)機(jī)總裝機(jī)容量達(dá)4.5億kW，約消耗全國65%發(fā)電量。因此如何實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)節(jié)電就非常重要。一般電機(jī)節(jié)能有二個(gè)途徑：一是提高電機(jī)本身效率達(dá)到長期高效運(yùn)行，主要用于恒速機(jī)械;另一個(gè)是提高電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制精度，使電機(jī)在最節(jié)能的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。

    2.2.2

    風(fēng)機(jī)水泵和壓縮機(jī)是國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中量大面廣的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，總電機(jī)容量達(dá)1.5億，用電量占全國發(fā)電量的35%左右，其中約20%~30%風(fēng)機(jī)水泵需要調(diào)速。

    2.2.3變頻調(diào)速是風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能的最佳方案。根據(jù)流體理論，離心式風(fēng)機(jī)水泵的軸功率是轉(zhuǎn)速的三次方函數(shù)關(guān)系。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低后，其消耗功率會(huì)大幅下降，例如50%轉(zhuǎn)速時(shí)，軸機(jī)械功率僅為12.5%。當(dāng)然不同，調(diào)速方案的效率相差很大，滑差后液力調(diào)速裝置效率不高，η≈(1-S)，在50%轉(zhuǎn)速時(shí)，ηvs≈50%，而變頻調(diào)速器效率，效率因數(shù)高，ηvvvF≈95%~98%，而且近似不變。所以在諸多調(diào)速方案中變頻調(diào)速節(jié)能效益最佳，理應(yīng)為首選方案。