使用變頻器節(jié)能

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加熱,通風和空調(diào)系統(tǒng)可通過變頻器輕松實現(xiàn)自動化 加熱,通風和空調(diào)系統(tǒng)可通過變頻器輕松實現(xiàn)自動化

在上一篇文章中,我們研究了如何使用參數(shù)設置將變頻器與我們的控制模式和需求進行匹配?,F(xiàn)在讓我們看一個更廣泛的話題,節(jié)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(yōu)勢之一是它們會減少您的電費。

在從變頻器中節(jié)省成本之前,我們應該銘記電機效率也很重要?,F(xiàn)在,歐洲法律基本上規(guī)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(xiàn)在,由于其使用壽命內(nèi)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(guī)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(shù)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(jié)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(diào)整電壓和頻率以優(yōu)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(xiàn)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(shù)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(yè)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(xiàn)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(jié)省任何費用,但是如果降低速度,則投資回收期可能是數(shù)月而不是數(shù)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(jié)??;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(jié)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(huán)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(zhí)行此操作?,F(xiàn)在,您可以卸下那些笨拙的節(jié)流閥和風門,并觀察節(jié)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(jīng)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(jié)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(shù)變頻器制造商都將提供針對泵和風機應用進行了優(yōu)化的特殊范圍的變頻器。這些變頻器沒有工業(yè)(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(lián)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(jié)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(jié)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(jié)能”功能。此功能可連續(xù)監(jiān)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(jié)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(shù)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(jié)能功能


再次強調(diào),將變頻器安裝到泵或風機上可以節(jié)省大量資金;變頻器現(xiàn)在已經(jīng)在很大程度上取代了空氣處理系統(tǒng)中的其他流量和壓力控制方法,但是仍有許多節(jié)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(huán)控制。