風(fēng)機(jī)、水泵行業(yè)應(yīng)用方案
行業(yè)概述
工業(yè)設(shè)備常用的鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等風(fēng)機(jī)設(shè)備一般都是電機(jī)以定速運(yùn)轉(zhuǎn),再通過改變風(fēng)機(jī)入口的擋板開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量。而風(fēng)機(jī)的最大特點(diǎn)是負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比,而軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比,因此如將風(fēng)機(jī)的定速運(yùn)轉(zhuǎn)改為根據(jù)需求流量來調(diào)節(jié)電機(jī)的專色就可節(jié)約大量的電能。
工作原理分析
根據(jù)流體力學(xué)理論,電機(jī)輸功率p和風(fēng)量q、壓力h直接的關(guān)系:
p=k*h*q/n
其中k為常數(shù);
n為效率。
它們與轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系為:
q1/q2=n1/n2
h1/h2=(n1/n2) 2
p1/p2=(n1/n2) 3
圖中曲線1為風(fēng)機(jī)在恒速下壓力h和流量q的特性曲線,曲線2是管網(wǎng)風(fēng)阻特性(閥門開度為100%)。假設(shè)風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)工作在a點(diǎn)的效率最 高,輸出風(fēng)量q1為100%,此時(shí)的軸功率p1=q1*h1與面積ah10q1成正比,根據(jù)工藝要求,當(dāng)風(fēng)量需從q1減少到q2(例如70%)時(shí),如采用 調(diào)節(jié)閥門的方法相當(dāng)于增加了管網(wǎng)阻力,使管網(wǎng)阻力特性變到為2
曲線3,系統(tǒng)由原來的工況a點(diǎn)變到b點(diǎn)運(yùn)行,由圖中可以看出,風(fēng)壓反而增加了,軸功率p2與面積bh20q2成正比,減少不多。
如果采用變頻調(diào)速控制方式,將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1降到n2,根據(jù)風(fēng)機(jī)的比例定律,可以畫出在轉(zhuǎn)速n2下壓力h盒流量q特性如曲線4所示,可見在 滿足同樣風(fēng)量q2的情況下,風(fēng)壓h3將大幅度降低,功率p3(相當(dāng)于面積ch30q2)也隨著顯著減少,節(jié)省的功率△p=△hq2與面積bh2h3c成正 比,節(jié)能效果是十分明顯的。
由流體力學(xué)可知,風(fēng)量q與轉(zhuǎn)速的一次方程正比,風(fēng)壓h與轉(zhuǎn)速的平方成正比,軸功率p與轉(zhuǎn)速的立方成正比,當(dāng)風(fēng)量減少,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí),軸功率下降很多。
理論上計(jì)算,當(dāng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量下降到80%,轉(zhuǎn)速也下降到80%時(shí),則軸功率下降到額定功率的51%;如風(fēng)量下降到50%,功率p可下降到額定功 率的13%,當(dāng)然由于實(shí)際工況的影響,實(shí)際的節(jié)能效果不能達(dá)到理論計(jì)算值,但風(fēng)機(jī)系統(tǒng)采用變頻調(diào)速方式控制風(fēng)量和流量時(shí),節(jié)電率一般可達(dá)到 20% - 50%,滿足節(jié)能降耗的要求。
方案電氣圖
系統(tǒng)方案優(yōu)點(diǎn)
1、可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),起動(dòng)停止平穩(wěn),對(duì)電網(wǎng)及機(jī)械設(shè)備沖擊小。
2、控制精確,調(diào)速平滑性好,調(diào)速范圍大,可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。
3、操作簡單方面,維護(hù)量小,維護(hù)費(fèi)用低。
4、保護(hù)功能強(qiáng),變頻器內(nèi)置過壓、過流、欠壓、過載、過熱、缺相等多種保護(hù)功能