風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能控制系統(tǒng)簡介

1、風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能控制系統(tǒng)簡介一、概述:眾所周知, 風(fēng)機(jī)是應(yīng)用量大、 應(yīng)用面廣的通用性機(jī)械, 與風(fēng)機(jī)配套用的電機(jī)耗用電量約 占全國總發(fā)電量的 20%。因此在鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等風(fēng)機(jī)類設(shè)備上,推廣節(jié)能技術(shù),取代落后 的檔風(fēng)板或閥門載流調(diào)節(jié)方式, 使風(fēng)機(jī)始終處于科學(xué)、 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài), 提高企業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效 益和社會(huì)效益,具有十分重要的意義。傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)流量的設(shè)計(jì)均以最大風(fēng)量需求來設(shè)計(jì),其調(diào)整方式采用檔板、 風(fēng)門、回流、起 停電機(jī)等方式控制, 無法形成閉環(huán)回路控制, 也較不考慮省電的觀念。 電氣控制采用直接或 Y-起動(dòng),無法具有軟起動(dòng)的功能,機(jī)械沖擊大,傳動(dòng)系統(tǒng)壽命短,震動(dòng)及噪音較大,需要 的電源容量大,功率因數(shù)較

2、低等是其主要的問題點(diǎn)。從流體力學(xué)原理得知, 風(fēng)機(jī)風(fēng)量與轉(zhuǎn)速及電機(jī)功率相關(guān)。 當(dāng)風(fēng)量減少風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí), 其電動(dòng)機(jī)輸入功率迅速降低。例如風(fēng)量下降到 80%時(shí),轉(zhuǎn)速也下降到 80%,其軸功率則下降 到額定功率的 51%;若風(fēng)量下降到 50%時(shí),軸功率將下降到額定功率 20%。采用變頻調(diào)速, 改變風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的輸入頻率從而改變電動(dòng)機(jī)、 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速, 達(dá)到調(diào)節(jié)空氣流量的目的, 既滿足 生產(chǎn)工藝變化的要求,又節(jié)省電能,是一舉多得的最佳措施。二、節(jié)電原理任何利用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為電力傳動(dòng)方式的生產(chǎn)機(jī)械, 電動(dòng)機(jī)的功率是按最大負(fù)荷期 額定負(fù)荷選擇的。 而工作時(shí)絕大部分不能滿載運(yùn)行, 電動(dòng)機(jī)工作于滿電壓、 滿速度

3、而負(fù)載很 小, 也會(huì)有很多時(shí)間空載運(yùn)行, 由電機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行特性可以知道, 電動(dòng)機(jī)只有運(yùn)行在滿載時(shí) 才是效率最高、功率因數(shù) COS 最佳狀況 , 輕載時(shí)降低,空載時(shí)甚至降到 0.3以下,造成許 多不必要的電能損耗。 現(xiàn)在采用檢測(cè)負(fù)載大小的方法, 根據(jù)負(fù)載的減少, 適當(dāng)降低定子電壓 可以提高效率, 這是因?yàn)楫?dāng)輕載、 空載時(shí)定子電流有功分量很小, 而主要是勵(lì)磁的無功電流, 因此 COS 很低,而空載損耗中占主要成份的是定子滿電壓的鐵損耗,一點(diǎn)沒有減少,所以 效率很低。如果適當(dāng)降低定子電壓,見電機(jī)定子感應(yīng)電勢(shì)公式:U1 E1=4.44F1N1KN1 m其中 : U1定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù); KN1由于輕

4、載、空載時(shí)定子電流很小,可以忽略定子 繞組的漏阻抗壓降,所以 U1 E1,當(dāng)其他條件不變時(shí),降低定子電壓 U1,則 m 比例下降 , 也即勵(lì)磁無功電流 IM 也成比例下降,這樣定子電流中的無功分量減少了, COS 就提高了, 適當(dāng)控制可以接近最佳值。另外,其他條件不變,定子鐵耗:PFel= pFeIN ×(U1/ UIN2 其中:PFel 定子鐵耗; pFeIN 定子額定鐵耗;UIN 定子額定端電壓。可以看出,隨著 U1下降, PFel 以平方比例迅速下降,這樣輕載、空載時(shí)占主要損耗的鐵 耗大量減少,使電機(jī)的運(yùn)行效率大大提高,這就是輕載降壓節(jié)電的道理。調(diào)速節(jié)能根據(jù)可變速機(jī)械的相似定理

5、:Q n ; M n2; P n3;其中:Q 流體的流量; n 風(fēng)機(jī)、泵的軸轉(zhuǎn)速;M 軸轉(zhuǎn)矩; P 軸功率。通常需要改變負(fù)載時(shí), 是用檔板或閥門調(diào)節(jié), 這時(shí)輸入功率變化不大, 大量能量以壓差的 形式損耗在檔板、閥門上了,不僅能耗大而且檔板、閥門磨損易壞,噪聲也大。由上面公式 可見,只要改變 n ,測(cè)流量 Q 成比例變化,達(dá)到調(diào)節(jié) Q 的目的,而軸功率可大大減少,如 Q ' =1/2,則 P ' =1/8×P ,軸上功率僅為額定時(shí)的 12.5%,還能節(jié)能(節(jié)電 80%以上,當(dāng)然這 是理想的,考其他因素,節(jié)能率要小些。另外,即使對(duì)于許多“恒轉(zhuǎn)速”性質(zhì)的機(jī)械,如活 塞式空壓

6、機(jī)等,用調(diào)速改變負(fù)載,也有明顯的節(jié)能效果,這是因?yàn)榻邓俸?如用變頻調(diào)速 電機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的多種損耗都隨轉(zhuǎn)速風(fēng)速下降,效率都比機(jī)械方法有很大提高。軟起動(dòng)節(jié)能通常感應(yīng)電動(dòng)機(jī)采用直接接入電網(wǎng)起動(dòng)的方法, 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為額定時(shí)的 57倍不 僅損耗大,對(duì)電網(wǎng)沖擊也大,機(jī)械磨損,振動(dòng)都大,如果用變頻調(diào)速起動(dòng),可以將起動(dòng)電流 限制到很小,如果滿載起動(dòng),也只要比額定電流稍大就可以了,這樣起動(dòng)損耗大大降低,既 不沖擊電網(wǎng),又不沖擊機(jī)械。功率因數(shù) COS 改善的好處采用變頻調(diào)速, 由于變頻器中有直流電容器的隔離作用, 使輸入的功率因數(shù)接近于電動(dòng) 機(jī)的勵(lì)磁無功電流由電容器提供, 這樣可以節(jié)省很大的一塊電網(wǎng)容量,

7、一般可節(jié)省 30%左右, 所以很多大型企業(yè)中大容量設(shè)備進(jìn)行變頻調(diào)速改造后,可以增加不少新設(shè)備而不需擴(kuò)容。 以上所述的這些節(jié)電功能利用微電腦技術(shù)全集于變頻節(jié)電控制器一身,即:節(jié)電控制器 =變頻器 +動(dòng)態(tài)調(diào)功器 +動(dòng)態(tài) COS 補(bǔ)償器 +軟起動(dòng)三、產(chǎn)品特點(diǎn)節(jié)省電能,降低能源消耗,節(jié)約生產(chǎn)成本,節(jié)電率達(dá)到 20%以上。提高電網(wǎng)功率因數(shù),節(jié)省就地補(bǔ)償裝置,電網(wǎng)功率因數(shù)可較大幅度的提高。平滑啟動(dòng),消除啟動(dòng)時(shí)的大電流沖擊,啟動(dòng)時(shí)電機(jī)電流可限制在其額定電流的 120%以 內(nèi)。減輕電機(jī)軸承等運(yùn)動(dòng)部件的磨損程度,延長其使用壽命。具有完善的保護(hù)和自保護(hù)功能保證設(shè)備安全運(yùn)行。設(shè)備故障率下降,可靠性提高,減少備品備件消耗,降低維修成本。數(shù)碼智能控制, 具有強(qiáng)大的自變功能,適時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),自動(dòng)適應(yīng)負(fù)載工況的變化, 無需 人工調(diào)整。市電、 節(jié)電切換, 風(fēng)機(jī)、 空壓機(jī)、 水泵智能控制節(jié)電器具有完善的市電、 節(jié)電轉(zhuǎn)換功能, 特殊情況下,節(jié)電調(diào)速器發(fā)生故障,可以切換到市電運(yùn)行,不會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行。 風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、 水泵 智能控制節(jié)電器設(shè)置有計(jì)算機(jī)通訊接口功能,采用 RS-485串行通 訊協(xié)議。在 WINDOWS95/98下運(yùn)行的通訊軟件,可以實(shí)現(xiàn)節(jié)電器組網(wǎng)運(yùn)行、監(jiān)控等功能。四、適用范圍該產(chǎn)品廣泛用于工業(yè)、供暖鍋爐、水泥廠爐窯、煤礦、冶金行業(yè)高爐、轉(zhuǎn)爐、化肥