制冷女章編號(hào)：1SSN變頻技術(shù)在水泵節(jié)能控制中的應(yīng)用江冰，曾慶錢（廣州市穗通冷氣裝飾工程公司，廣東廣州510620在工程節(jié)能控制中的應(yīng)用價(jià)值頻率；轉(zhuǎn)速；變頻技術(shù)；節(jié)能控制1刖目我國工業(yè)與民用交流電的頻率為固定的50Hz在以前，驅(qū)動(dòng)大功率電機(jī)的交流電的頻率是難以改變的，現(xiàn)有中央空調(diào)系統(tǒng)的水泵電機(jī)也大多如此。隨著現(xiàn)代大功率晶體管技術(shù)的成熟，變頻調(diào)節(jié)技術(shù)得以實(shí)用化：通過改變輸入水泵電機(jī)的交流電頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以調(diào)整系統(tǒng)水量適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷的變化在目前階段，變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作主要是在原有拖動(dòng)系統(tǒng)上的改型設(shè)計(jì)某體育館對(duì)其機(jī)電設(shè)施進(jìn)行部分改造，在中央空調(diào)冷凍水泵系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)就是這種工程實(shí)例2選型過程21已知條件21.1負(fù)載的機(jī)械特性：泵類負(fù)載屬于平方律負(fù)載，負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率大體上與轉(zhuǎn)速的三次方成正比；21.2工作頻率范圍要求比較低的工作頻率/mn= 30Hz，由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，所以轉(zhuǎn)速一旦超過額定轉(zhuǎn)速，就會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的嚴(yán)重過載因此，在變頻調(diào)速時(shí)應(yīng)絕對(duì)禁止在額定轉(zhuǎn)速以上運(yùn)行，即比較高的工作頻率/max=50Hz 1.1.3原電動(dòng)機(jī)的容量轉(zhuǎn)速及典型負(fù)載圖P功耗與頻率的關(guān)系見，散熱效果與頻率的關(guān)系見綜合起來，電動(dòng)機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)功率損耗將有22電動(dòng)機(jī)容量的確定在實(shí)際工作中，所謂決定電動(dòng)機(jī)容量，是指原選電動(dòng)機(jī)在應(yīng)用變頻技術(shù)后是否可以繼續(xù)使用，而大多數(shù)泵類產(chǎn)品都和電動(dòng)機(jī)連成一體，成為整體產(chǎn)品，因此，不用重新選取電動(dòng)機(jī)及計(jì)算傳動(dòng)比等23變頻器容量的確定由于電動(dòng)機(jī)不會(huì)過載，故變頻器的容量可以按照產(chǎn)品說明書中相應(yīng)欄目進(jìn)行選擇24變頻器的選型平方律負(fù)載在過載能力方面的要求較低，低速運(yùn)行時(shí)負(fù)載較輕，轉(zhuǎn)速精度要求不高，所以選型時(shí)以價(jià)格低廉為主要原則根據(jù)以上要求和原則，在本例中選擇了380V價(jià)格在二萬元左右的普通型變頻器。

　　3使用效果分析3.1對(duì)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載能力的影響電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱情況是判斷其是否能正常工作的重要標(biāo)志之一，當(dāng)電動(dòng)機(jī)在低頻下連續(xù)運(yùn)行時(shí)，影響其帶負(fù)載能力的主要因素是溫升，而影響溫升的因素有：銅損一一由于額定電流不變，所以無變化；鐵損一一不論磁滯損耗還是渦流損耗都和頻率有關(guān)，當(dāng)頻率降低時(shí)，鐵損將減少；機(jī)械損耗一一摩擦損耗和通風(fēng)損耗都與轉(zhuǎn)速有關(guān)，當(dāng)頻率降低、轉(zhuǎn)速降低時(shí)機(jī)械損耗也將隨之降低。

　　一般情況下，電動(dòng)機(jī)的散熱主要靠自帶的風(fēng)扇和內(nèi)部的通風(fēng)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，風(fēng)扇的風(fēng)量和內(nèi)部的通風(fēng)情況都將變差，散熱效果下降根據(jù)該電動(dòng)機(jī)的功率變化曲線圖和溫升變化曲線圖（見）可以看出，低頻運(yùn)行時(shí)，散熱效果的下降比功耗的下降快，故總的來說電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載的能力將下降3.2節(jié)能計(jì)算本例中仍使用原有電動(dòng)機(jī)，數(shù)據(jù)是：P= 1490r/min，在輸出水量相同的前提下，配用變頻器前后的電源側(cè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)是：配用變頻器前（用閥門調(diào)節(jié)水量）現(xiàn)就其節(jié)能效果計(jì)算如下：3.2.1電動(dòng)機(jī)節(jié)能計(jì)算配用變頻器前年消耗電能（按每周工作21小時(shí)，每年工作52周計(jì)算）配用變頻器后年消耗電能W2=該水泵房與低壓配電房之間的線路總長(zhǎng)為0.5km，銅導(dǎo)線截面為s= 100mm2（銅的電阻率為0.017）配用變頻器前后消耗電能計(jì)算如下：配用變頻器前的線路損耗配用變頻器后的線路損耗制冷如每千瓦小時(shí)電能的電費(fèi)按1.05元（廣州地區(qū)）計(jì)算，則年節(jié)約電費(fèi)：采用變頻調(diào)速供水后，起動(dòng)電流可以限制在額定電流以內(nèi)，從而避免起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，而且由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，可以延長(zhǎng)泵和閥門等的使用壽命。

　　4小結(jié)由以上計(jì)算可以清晰地看出，雖然采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)來調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的初投資較高，但在控制器的調(diào)節(jié)下，電力能耗大大降低，一年節(jié)約的電費(fèi)接近一臺(tái)55kW變頻器的價(jià)格，即一年內(nèi)可收回設(shè)備投現(xiàn)在市場(chǎng)上還有成套變頻調(diào)速給水設(shè)備，由微機(jī)供水控制器和高效靜音變頻器組成閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字模糊控制，操作人員根據(jù)泵組的實(shí)際情況在顯示屏提示下隨時(shí)改變參數(shù)，使泵組處于比較優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)；控制器與外部終端進(jìn)行通訊，用戶可以在遠(yuǎn)離設(shè)備的地方進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便管理。在技術(shù)要求較高，資金允許的情況下，則可以直接選用這些先進(jìn)的變頻控制系統(tǒng)。