發布日期：2022-04-17 點擊率：78
一、概述 恒轉矩負載變頻調速一般都用于滿足工藝需要的調速，不用變頻調速就得采用其他方式調速，如調壓調速﹑電磁調速﹑繞線式電機轉子串電阻調速等。由于這些調速是耗能的低效調速方式，使用高效調速方式的變頻調速后，可節省因調速消耗的轉差功率，節能率也是很可觀的。
據統計，全世界的用電量中約有60%是通過電動機來消耗的。由于考慮起動、過載、安全系統等原因，高效的電動機經常在低效狀態下運行，采用變頻器對交流異步電動機進行調速控制，可使電動機重新回到高效的運行狀態，這樣可節省大量的電能。生產機械中電動機的負載種類千差萬別，為便于分析研究，將負載分為平方轉矩﹑恒轉矩和恒功率等幾類機械特性，本文僅對平方轉矩﹑恒轉矩負載的節能進行估算。所謂估算，即在變頻器投運前，對使用了變頻器后的節能效果進行的計算預測。變頻器一旦投運后，用電工儀表測量系統的節能量更為準確。現假定，電動機系統在使用變頻器調速前后的功率因數基本相同，且變頻器的效率為95%。
在設計過程中過多考慮建設前，后長期工藝要求的差異，使裕量過大。如火電設計規程SDJ-79規定，燃煤鍋爐的鼓風機,引風機的風量裕度分別為5%和5～10%，風壓裕度為10%和10%～15%，設計過程中很難計算管網的阻力，并考慮長期運行過程中可能發生的各種問題，通常總把系統的最大風量和風壓裕量作為選型的依據，但風機的系列是有限的，往往選不到合適的風機型號就往上靠，大20%～30%的比較常見。生產中實際操作時，對于離心風機﹑泵類負載常用閥門、擋板進行節流調節，則增加了管路系統的阻尼，造成電能的浪費；對于恒轉矩負載常用電磁調速器﹑液力耦合器進行調節，這兩種調速方式效率較低，而且，轉速越低，效率也越低。由于電機的電流的大小隨負載的輕重而改變,也即電機消耗的功率也是隨負載的大小而改變，因此要想精確地計算系統的節能是困難的，在一定程度上影響了變頻調速節能的實施。本文介紹用以下的公式來進行節能的估算。
二、節能的估算
1、風機、泵類平方轉矩負載的變頻調速節能風機、泵類通用設備的用電占電動機用電的50%左右,那就意味著占全國用電量的30%。采用電動機變頻調速來調節流量，比用擋板﹑閥門之類來調節，可節電20%～50%，如果平均按30%計算，節省的電量為全國總用電量的9%，這將產生巨大的社會效益和經濟效益。生產中，對風機﹑水泵常用閥門、擋板進行節流調節，增加了管路的阻尼，電機仍舊以額定速度運行，這時能量消耗較大。如果用變頻器對風機﹑泵類設備進行調速控制，不需要再用閥門、擋板進行節流調節，將閥門、擋板開到最大，管路阻尼最小，能耗也大為減少。節能量可用GB12497《三相異步電動機經濟運行》強制性國家標準實施監督指南中的計算公式，即：
也應先計算原系統節流調節時消耗的電能，再與系統變頻調速后消耗的電能相減，這不正好是（2）式分子的表示式。因此，要準確地計算節能，還需使用（1）式計算系統節流調節時消耗的電能。
2、恒轉矩類負載的調速節能
3、電磁調速系統
電磁調速系統由鼠籠異步電機、轉差離合器、測速電機和控制裝置組成，通過改變轉差離合器的激磁電流來實現調速。轉差離合器的本身的損耗是由主動部分的風阻?磨擦損耗及從動部分的機械磨擦損所產生的。如果考慮這些損耗與轉差離合器的激磁功率相平衡，且忽略不計的話，轉差離合器的輸入?輸出功率可由下式計算：
電磁調速電機為鼠籠式電機，由于輸入功率和轉矩均保持不變，鼠籠式電機的功率保持不變。損耗以有功的形式表達出來，損耗功率通過轉差離合器渦流發熱并由電樞上的風葉散發出去。
由損耗功率公式（10）可以清楚看到，電磁調速電機的轉速越低，浪費能源越大，然而生產機械的轉速通常不在最大轉速下運行，變頻調速是一種改變旋轉磁場同步速度的方法，是不耗能的高效調速方式，因此改用變頻調速的方式會有非常好的節能效果，節省的能量直接可用（10）式計算。
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