G300变频器在风机水泵改造中的应用

案例分类

变频器

一、应用概述


在各种工业用风机、水泵中,如锅炉鼓、引风机、深井、离心泵等,大部分是额定功率运行。风机流量的设计均以最大风量需求来设计,其调整方式采用档板、风门、回流、起停电机等方式控制,无法形成闭环控制,也很少考虑省电;水泵流量的设计同样为最大流量,压力的调控方式只能通过控制阀门的大小、电机的启停等方法。电气控制采用直接或Y△启动,不能改变电机的转速,无法具有软启动的功能,机械冲击大,传动系统寿命短,震动及噪声大,功率因数较低。

 

 

二、变频调速的节能意义


变频调速是近年来兴起的一门新技术,它是通过改变电源频率来实现速度的调节,因其具有调速平稳、瞬态稳定性高、节能等特性越来越被人们所重视。随着变频调速技术的不断成熟,变频调速装置在风机水泵设备上的应用也越来越广泛。
采用变频器直接控制风机、泵类负载是一种最科学的控制方法。利用变频器内置PID调节软件,直接调节电动机的转速,保持恒定的水压、风压,从而满足系统要求的压力。由于变频器可实现大的电动机的软停、软起,避免了启动时的电压冲击,可减少电动机故障率,延长使用寿命,同时也降低了对电网的容量要求和无功损耗,设备运行工况得到明显改善,系统的安全可靠性和设备利用率得到提高,节能效果十分显著。


三、风机水泵变频调速节能原理


通过流体力学的基本定律可知:风机、泵类设备均属平方转矩负载,其转速n与流量Q、压力H以及轴功率P具有如下关系:Q∝n1,H∝n2,P∝n3;即,流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。
Q2=Q1(n2/n1)
H2=H1(n2/n1)
P2=P1(n2/n1)
因而,理想情况下有如下关系:

 

 


由上表可见:当需求流量下降时,调节转速可以节约大量能源。例如:当电机在额定转速的80%运行时,理论上其消耗的功率为额定功率的(80%),即51.2%,去除机械损耗、电机铜、铁损等影响,节能效率也接近40%,同时也可以实现闭环恒压控制,节能效率将进一步提高。如采用传统的挡板、阀门方式调节,虽然也可相应降低能源消耗,但节约效果与变频相比,则有天壤之别。


四、G300系列变频器应用于风机水泵类设备功能与特点


1、采用G300 变频器控制电机的转速,取消挡板、阀门调节,降低了设备的故障率,节电效果显著。
2、实现了电机的软启动,延长了设备的使用寿命,避免了对电网的冲击。
3、电机将在低于额定转速的状态下运行,减少了噪音对环境的影响。
4、具有过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能。
5、运转状态灵活多样,可手动控制也可完全实现自动控制,且可与设备其他自控装置进行电气连锁,实现设备的自动保护及计算机控制,不会因事故影响生产。
6、安装时可不破坏原有的配电设施及环境,不影响生产。
7、只需调节电位器旋钮即可调整流量,操作方便。