使用变频器节能

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加热,通风和空调系统可通过变频器轻松实现自动化 加热,通风和空调系统可通过变频器轻松实现自动化

在上一篇文章中,我们研究了如何使用参数设置将变频器与我们的控制模式和需求进行匹配。现在让我们看一个更广泛的话题,节能。

使用变频器的原因很多。它们使过程控制和机器操作更加容易。它们减少了浪涌电流,并使启动更加受控;它们减少了不必要的噪音和磨损。关键优势之一是它们会减少您的电费。

在从变频器中节省成本之前,我们应该铭记电机效率也很重要。现在,欧洲法律基本上规定您不能购买IE1电机(效率最低的);如果购买IE2电机,则必须将其与变频器一起使用。

现在,由于其使用寿命内消耗的能量,电机的成本仅占总拥有成本的百分之一或百分之二,因此,除了法律法规外,研究IE3和IE4电机也很有意义。与变频器一起使用时,更多的其他类型电机(例如永磁电机)将提供更高的效率,但在以后的文章中将对此进行更多介绍。而且,在选择电机时,请记住,大多数电机在接近额定功率的情况下运行时效率更高,因此不要选择比所需功率更大的电机。

返回到变频器 如果您使用变频器降低电机的速度,则几乎可以肯定会降低功耗。如果负载是恒转矩负载,则功率将与速度成比例。恒转矩负载是指负载不会随速度变化太多的负载;输送机,搅拌机,许多小型机器。但是,在这些应用中,过程控制通常比节能更为重要。

顺便说一下,在矢量控制中运行变频器通?;峒跎倌芎?,因为变频器会不断调整电压和频率以优化电机的运行。这对于恒转矩负载特别有用,因为它也可以提供最佳性能。现在,英泰E3将矢量控制作为标准功能,并且可以在矢量模式下轻松设置P2范围。尝试一下,然后在显示屏上查看电机电流的减小情况。

但是,变频器确实开始以可变转矩负载来收回成本。也就是说,负载随速度增加。大多数风机和许多类型的泵都是可变转矩负载–实际上,转矩随速度的平方增加。这意味着功率与速度的立方成正比(见图1)。

Power and Torque Curves for a Pump or Fan图-1 泵或风机的功率和转矩曲线


因此,将泵或风机的速度降低10%可以将功耗降低约25%,甚至可以考虑变频器的损耗(通常约为3%)。将速度降低20%,您将几乎减少一半的能源消耗。请注意,某些泵(例如正排量泵)具有恒转矩负载,并且在工业级或使用E3或P2变频器进行恒转矩设置时效果更好。

当然,现在如果您安装了变频器并仅以全速运行泵或风机,您将无法节省任何费用,但是如果降低速度,则投资回收期可能是数月而不是数年。变频器供应商将为您提供一份不错的计算表,以显示这些电量的节??;如果某个特定的变频器显示出比其他变频器更好的结果,请保持怀疑–这是泵或风机的物理特性可以节省的费用,并且所有变频器都应大致相同。图2显示了典型的计算表;该变频器大部分以全速的70 – 90%运行,投资回收期为11个月。您可以从这里下载此计算器。

Calculation of Payback for a Typical Application图-2 典型应用的投资回收期计算


如果您想从变频器中获得最佳效果,请不要只是稍微降低速度,并希望该过程不会受到影响。您可以安装一个传感器,将其连接回变频器,并在变频器中使用闭环控制来自动维持流量,温度或压力或任何其他值。在后面的文章中,我们将详细介绍如何执行此操作。现在,您可以卸下那些笨拙的节流阀和风门,并观察节能情况。

或者,您可以简单地使用定时器,在晚上和周末选择较低的速度。

由于将变频器安装到泵或风机上非常经济高效且容易,因此不足一半的变频器应用都涉及这些可变转矩负载,这不足为奇。请记住,除了节省能源和改善控制效果外,还可以减少启动电流并大大消除冲击和振动。实际上更好。

大多数变频器制造商都将提供针对泵和风机应用进行了优化的特殊范围的变频器。这些变频器没有工业(即恒定转矩)变频器的复杂控制和过载功能,但它们通常具有对泵和风机有用的附加功能。例如,英泰Eco变频器具有专用软件,可在级联模式下控制多个泵。它具有泵清洁功能可检测并清除堵塞物;当没有任何需求时,它可以通过进入待机模式来节省能源。不需要电感器,有效输入电流降低。

因此,该变频器可以节省您的钱并带来其他控制功能;不喜欢吗?

最后,别忘了所有英泰变频器标配的简单“节能”功能。此功能可连续监视变频器上的负载,如果负载很轻,它将减小电机中的励磁电流(有效地通过稍微降低输出电压),从而减少电机和变频器中的损耗。不利的一面是在承受突然的负载时有一小段延迟。在许多应用中,您不会注意到它。节省的幅度不是很大,有时报告为百分之一或百分之二,但是有一点点帮助不是吗?E3中的参数P-06(P2和Eco中的P1-06)启用此功能。图3显示了该功能。

Energy Saving Function图-3 节能功能


再次强调,将变频器安装到泵或风机上可以节省大量资金;变频器现在已经在很大程度上取代了空气处理系统中的其他流量和压力控制方法,但是仍有许多节能的机会等待变频器。

在下一篇文章中,我们将介绍使用变频器的闭环控制。