变频器的节能原理
刘莹莹
发布于2012-09-04 16:39
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随着计算机技术和电力电子技术的发展，低压变频器的应用也得到了快速发展。这几年低压变频器采油厂采油生产各类工艺技术中得到了广泛应用。采用变频器调速可以提高机械的控制精度、生产效率和产品质量，降低能耗，在孤东采油厂许多生产工艺中取得了显著的节能效果。
1、变频节能
变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上，为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余力矩增加了有功功率消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时如果流量要求减小，通过降低泵或风机转速即可满足要求。
由流体力学可知，P(功率)=Q(流量)×H(压力)，流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。所队当所要求的流量Q减少时，可调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低。这时，电动机的功率P将按三次方关系大幅度的降低，比调节挡板、阀门节能40%一50%，从而达到节电的目的。
例如：一台离心泵电机功率为55千瓦，当转速下降到原转速4/5时，其耗电量为28.16千瓦，省电48.8%，当转速下降到原转速l/2时，其耗电量为6.875千瓦，省电87.5%。
2、功率因数补偿节能
无功功率增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量无功电能消耗线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，变频器内部滤波电容作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
3、软启动节能
电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，大值超过额定电流，减轻了对电网冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门使用寿命。节省了设备的维护费用。
