|
高性能通用變頻器
變頻器的節能原理
1、 變頻節能:
為了保證生產的可靠性,各種生產機械在設計配用動力驅動時,都留有一定的余量。電機不能在滿負荷下運行,除達到動力驅動要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成電能的浪費,在壓力偏高時,可降低電機的運行速度,使其在恒壓的同時節約電能。
當電機轉速從 N1 變到 N2時,其電機軸功率 (P)的變化關系如下:
P2/ P1 = (N2/N1)3 ,由此可見降低電機轉速可得到立方級的節能效果。
2、 動態調整節能:
迅速適應負載變動,供給最大效率電壓。變頻調速器在軟件上設有 5000次/秒的測控輸出功能,始終保持電機的輸出高效率運行。
3、通過變頻自身的V/F功能節電:
在保證電機輸出力矩的情況下,可自動調節V/F曲線。減少電機的輸出力矩,降低輸入電流,達到節能狀態。
4、 變頻自帶軟啟動節能:
在電機全壓啟動時,由于電機的啟動力矩需要,要從電網吸收 7 倍的電機額定電流,而大的啟動電流即浪費電力,對電網的電壓波動損害也很大,增加了線損和變損。采用變頻器后,啟動電流可從0 -- 電機額定電流,減少了啟動電流對電網的沖擊,節約了電費,也減少了啟動慣性對設備的大慣量的轉速沖擊,延長了設備的使用壽命。
5、提高功率因數節能:
電動機由定子繞組和轉子繞組通過電磁作用而產生力矩。繞組由于其感抗作用。對電網而言,阻抗特性呈感性,電機在運行時吸收大量的無功功率,造成功率因數降低。
采用變頻節能調速器后,由于其性能已變為:
AC-- DC --AC,在整流濾波后,負載特性發生了變化。變頻調速器對電網的阻抗特性呈阻性,功率因數很高,減少了無功損耗。
電動機在直接啟動時,電流是電機額定電流的7 倍,而大的啟動電流即浪費電力,對電網的電壓波動損害也很大,增加了線損變損,
PID控制原理
根據反饋原理:要想維持一個物理量不變或基本不變,就應該引這個物理量與恒值比較,形成閉環系統。我們要想保持液壓的恒定,因此就必須引入液壓反饋值與給定值比較,從而形成閉環系統。但被控制的系統特點是非線性、大慣性的系統,現在控制和PID相結合的方法,在壓力波動較大時使用模糊控制,以加快響應速度;在壓力范圍較小時采用PID來保持靜態精度。這通過PLC加智能儀表可實現該算法,同時對PLC的編程來時現泵的工頻與變頻之間的切換。實踐證明,使用這種方法是可行的,而且造價也不高。
要想維持供液網的壓力不變,根據反饋定理在管網系統的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件,由于供水系統管道長、管徑大,管網的充壓都較慢,故系統是一個大滯后系統,不易直接采用PID調節器進行控制,而采用PLC參與控制的方式來實現對控制系統調節作用
風速控制儀控制原理
用變頻調速來實現恒壓供液,與用調節閥門來實現恒壓供液相比,節能效果十分顯著(可根據具體情況計算出來)。其優點是:
1、 起動平衡,起動電流可限制在額定電流以內,從而避免了起動時對電網的沖擊;
2、 由于泵的平均轉速降低了,從而可延長泵和閥門等的使用壽命;
3、 可以消除起動和停機時的液錘效應;
一般地說,當由一臺變頻器控制一臺電動機時,只需使變頻器的配用電動機容量與實際電動機容量相符即可。當一臺變頻器同時控制兩臺電動機時,原則上變頻器的配用電動機容量應等于兩臺電動機的容量之和。但如在高峰負載時的出液量比兩臺水泵全速供液量相差很多時,可考慮適當減小變頻器的容量,但應注意留有足夠的容量。
雖然液泵在低速運行時,電動機的工作電流較小。但是,當泵流量量變化頻繁時,電動機將處于頻繁的升、降速狀態,而升、降速的電流可略超過電動機的額定電流,導致電動機過熱。因此,電動機的熱保護是必需的。對于這種由于頻繁地升、降速而積累起來的溫升,變頻器內的電子熱保護功能是難以起到保護作用的,所以應采用熱繼電器來進行電動機的熱保護。
在主要功能預置方面,最高頻率應以電動機的額定頻率為變頻器的最高工作頻率。升、降速時間在采用PID調節器的情況下,升、降速時間應盡量設定得短一些,以免影響由PID調節器決定的動態響應過程。如變頻器本身具有PID調節功能時,只要在預置時設定PID功能有效,則所設定的升速和降速時間將自動失效。