关于变频器在风机上节能应用

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1、关于变频器在风机上节能应用　　摘要阐述了变频器的工作原理以及在风机上的节能原理与计算方法，并以公司的两台风机为实例计算出变频器的年节电量和节省投资成本的临界频率点。关键词变频器节能临界频率点Abstract:thispaperexpoundstheworkingprincipleoftheinverterandthefanontheenergysavingprincipleandcalculationmethod,andwiththecompany’stwofanfestivalasanexampletocalcul

2、atetheinverterpowerandsavetheinvestmentcostofcriticalfrequencypoints.Keywords:inverter,energysaving,criticalfrequencypoint中图分类号：TN77献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）01-0020-021引言6节能减排不仅有利于环境保护、节约资源，而且可以节省企业的制造成本，提高企业在市场上的竞争力。企业锅炉房均会配备风机、水泵等装备。风机一般分为轴流式风机、离心式风机以及混流式风机[

3、1]。由于风机产品系列是有限的，所以在选择风机时其裕度往往会超过所要求裕度的20%甚至30%，因此在使用时就需要调节其裕度。风机的调节方法一般有两种：节流调节和调速控制。节流调节是通过调整风道挡板或风门达到降低其风量并满足生产工艺需求。风机的机械特性为平方转矩特性，节流调节的过程中其固有特性不发生改变，但会增大管路损失，因此不能达到节能减排的要求。调速控制是通过改变风机转速达到调节风量满足生产工艺的目的，其能满足节能减排的要求，具有很好的经济效益。交流电机的调速方法有很多种如：变压调速、转差离合器调速、变极对数调速、

4、变压变频调速等[2]。其中采用变频器对电机进行变频调速应用最为广泛，但是其设备成本高。2变频器工作原理简介交流变频器根据电流的转换方式可分为交直交变频器和交交变频器。交直交变频器电路包括有直流电路、斩波电路、逆变电路三部分，其首先将电网中的交流电整流成直流电，再将直流电转换为频率任意引调的交流电。交直交变频器具有调节方便、稳定，利于原有设备的技术改造，价格低、质量轻等优点，其缺点主要是电子开关会造成电磁干扰，需注意散热等。交交变频器电路中使用了晶闸管，通过其自然换流方式将电网中交流电的频率转为频率可调的交流电。交交变

5、频器具有损耗小、效率高等优点，其缺点主要是成本高，最高输出频率受限制等[3]。3变频器在风机上的节能原理与计算方法6风机风压H与风量Q的曲线特性如图3.1所示。其中n1、n2为风机在对应转速时的运行特性，R1、R2表示风机在相应阻力时的管路特性曲线。当风机运行在额定转速n1，管路阻力为R1时的工作点为A点，此时风量为Q1。为减小风量到Q2，增加管路阻力到R2，此时工作点为B点。介于风机功率正比于风压H与风量Q的乘积，比较矩形H2OQ2B与矩形H1OQ1B的面积可知，增加管路阻力会造成风机功率增大，浪费能源，虽然方法简

6、单但是不利于节能。若利用变频器改变电源频率，根据公式（1）可知电机转速会随之改变[4]。现将风机转速降为n2，保持管路阻力R1不变，此时工作点为C点，比较矩形H1OQ1B和矩形H3OQ2C面积可知，降低风机转速来减小风量的方式可以使风机功率减小，虽然需要购置设备但是满足节能要求。图3.1风机风压—风量曲线特性n1：风机在额定转速时的运行特性；n2：风机在较低转速时的运行特性R1：风机运行在最小管路阻力时的阻力特性；R2：风机运行在较大管路阻力时的阻力特性（1）公式（1）中n表示异步电机转速（r/min)；S表示电机的

7、转差率；6n1表示电机的同步转速（r/min)；f1表示供电电源频率（Hz）；P表示电机的磁极对数。针对风机这类平方转矩特性的调速节能公式可参照《三相异步电动机经济运行》中的计算公式，如公式（2）所示：（kw）（2）公式（2）中，Pv表示用挡板改变风门大小调节风量时的功率；Pe表示风机的额定功率；Q表示风机工作时的风量；QN表示额定风量；Ki表示节电率。4变频器在公司风机上的节能量及频率设置临界点的计算公司两台风机功率分别为135KW和220KW，配电室夏季温度高达48℃，两台变频器共花费9.4万元购置，其设置的频率

8、均为47.8HZ，当频率设置超过多少时就无须购置变频器？节电量计算如下：因为风机风量的大小与转速一次方成正比，参考公式（1）可知：Q/QN=0.956。将相关参数代入到公式（2）中，可以得到：6=（0.45+0.55×0.9562）×135=128.6Kw=（0.45+0.55×0.9562）×220=209.6Kw=0.083电频器工作时自身