使用變頻器節能

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加熱,通風和空調系統可通過變頻器輕松實現自動化 加熱,通風和空調系統可通過變頻器輕松實現自動化

在上一篇文章中,我們研究了如何使用參數設置將變頻器與我們的控制模式和需求進行匹配?,F在讓我們看一個更廣泛的話題,節能。

使用變頻器的原因很多。它們使過程控制和機器操作更加容易。它們減少了浪涌電流,并使啟動更加受控;它們減少了不必要的噪音和磨損。關鍵優勢之一是它們會減少您的電費。

在從變頻器中節省成本之前,我們應該銘記電機效率也很重要?,F在,歐洲法律基本上規定您不能購買IE1電機(效率最低的);如果購買IE2電機,則必須將其與變頻器一起使用。

現在,由于其使用壽命內消耗的能量,電機的成本僅占總擁有成本的百分之一或百分之二,因此,除了法律法規外,研究IE3和IE4電機也很有意義。與變頻器一起使用時,更多的其他類型電機(例如永磁電機)將提供更高的效率,但在以后的文章中將對此進行更多介紹。而且,在選擇電機時,請記住,大多數電機在接近額定功率的情況下運行時效率更高,因此不要選擇比所需功率更大的電機。

返回到變頻器 如果您使用變頻器降低電機的速度,則幾乎可以肯定會降低功耗。如果負載是恒轉矩負載,則功率將與速度成比例。恒轉矩負載是指負載不會隨速度變化太多的負載;輸送機,攪拌機,許多小型機器。但是,在這些應用中,過程控制通常比節能更為重要。

順便說一下,在矢量控制中運行變頻器通常會減少能耗,因為變頻器會不斷調整電壓和頻率以優化電機的運行。這對于恒轉矩負載特別有用,因為它也可以提供最佳性能?,F在,英泰E3將矢量控制作為標準功能,并且可以在矢量模式下輕松設置P2范圍。嘗試一下,然后在顯示屏上查看電機電流的減小情況。

但是,變頻器確實開始以可變轉矩負載來收回成本。也就是說,負載隨速度增加。大多數風機和許多類型的泵都是可變轉矩負載–實際上,轉矩隨速度的平方增加。這意味著功率與速度的立方成正比(見圖1)。

Power and Torque Curves for a Pump or Fan圖-1 泵或風機的功率和轉矩曲線


因此,將泵或風機的速度降低10%可以將功耗降低約25%,甚至可以考慮變頻器的損耗(通常約為3%)。將速度降低20%,您將幾乎減少一半的能源消耗。請注意,某些泵(例如正排量泵)具有恒轉矩負載,并且在工業級或使用E3或P2變頻器進行恒轉矩設置時效果更好。

當然,現在如果您安裝了變頻器并僅以全速運行泵或風機,您將無法節省任何費用,但是如果降低速度,則投資回收期可能是數月而不是數年。變頻器供應商將為您提供一份不錯的計算表,以顯示這些電量的節??;如果某個特定的變頻器顯示出比其他變頻器更好的結果,請保持懷疑–這是泵或風機的物理特性可以節省的費用,并且所有變頻器都應大致相同。圖2顯示了典型的計算表;該變頻器大部分以全速的70 – 90%運行,投資回收期為11個月。您可以從這里下載此計算器。

Calculation of Payback for a Typical Application圖-2 典型應用的投資回收期計算


如果您想從變頻器中獲得最佳效果,請不要只是稍微降低速度,并希望該過程不會受到影響。您可以安裝一個傳感器,將其連接回變頻器,并在變頻器中使用閉環控制來自動維持流量,溫度或壓力或任何其他值。在后面的文章中,我們將詳細介紹如何執行此操作?,F在,您可以卸下那些笨拙的節流閥和風門,并觀察節能情況。

或者,您可以簡單地使用定時器,在晚上和周末選擇較低的速度。

由于將變頻器安裝到泵或風機上非常經濟高效且容易,因此不足一半的變頻器應用都涉及這些可變轉矩負載,這不足為奇。請記住,除了節省能源和改善控制效果外,還可以減少啟動電流并大大消除沖擊和振動。實際上更好。

大多數變頻器制造商都將提供針對泵和風機應用進行了優化的特殊范圍的變頻器。這些變頻器沒有工業(即恒定轉矩)變頻器的復雜控制和過載功能,但它們通常具有對泵和風機有用的附加功能。例如,英泰Eco變頻器具有專用軟件,可在級聯模式下控制多個泵。它具有泵清潔功能可檢測并清除堵塞物;當沒有任何需求時,它可以通過進入待機模式來節省能源。不需要電感器,有效輸入電流降低。

因此,該變頻器可以節省您的錢并帶來其他控制功能;不喜歡嗎?

最后,別忘了所有英泰變頻器標配的簡單“節能”功能。此功能可連續監視變頻器上的負載,如果負載很輕,它將減小電機中的勵磁電流(有效地通過稍微降低輸出電壓),從而減少電機和變頻器中的損耗。不利的一面是在承受突然的負載時有一小段延遲。在許多應用中,您不會注意到它。節省的幅度不是很大,有時報告為百分之一或百分之二,但是有一點點幫助不是嗎?E3中的參數P-06(P2和Eco中的P1-06)啟用此功能。圖3顯示了該功能。

Energy Saving Function圖-3 節能功能


再次強調,將變頻器安裝到泵或風機上可以節省大量資金;變頻器現在已經在很大程度上取代了空氣處理系統中的其他流量和壓力控制方法,但是仍有許多節能的機會等待變頻器。

在下一篇文章中,我們將介紹使用變頻器的閉環控制。