高压变频器的节能效果与发展 　　一，概述　　风机是量大面广的通用耗电设备，特别是大容量风机，所配置的高压，大功率电机，其能耗对生产成本的影响很大。作为用户，希望使用效率更高的风机，提高单体设备的效率，节约能耗，但是许多高效风机在现场往往处于低效运行状态。　　实际上，现场风机并非处于设计工况(最佳工况)下工作，而是在变工况下运行。为满足其相应的变化，需对风机的工况进行调节，通过有效地调节，可使风机工况既满足用户对压力和流量的要求，又能最大限度地节能。可见，调节与节能是息息相关的。仅达到用户对压力或流量的要求而不顾及节能效果，甚至连用户要求都做不到的调节均不能认为是有效调节。有效的调节应该是：满足用户变工况要求，扩大稳定工作范围，防止喘振，实现最大限度地节能。　　二，风机调节方式　　风机调节主要是流量的调节，而流量的大小取决于工作点的位置，因此，工况调节就是改变工作点位置。通常有以下方法，一是改变风机本身性能曲线;二是改变管路特性曲线;三是两条曲线同时改变。　　风机常用的调节方式(不含风机设计本身)如下：(1)恒速调节高效风机换低效风机小叶轮换大叶轮截短叶轮外径减少叶数，拆摘叶片前(中，后)导叶控制，静叶可调改变动叶安装角，动叶可调台数组合控制，串―并联ON-OFF控制进口节流出口节流变叶片宽度变扩压器安装角联合调节其它(2)变速调节变频调速调压调速电磁调速变极对数调速串级调速(或转子串电阻)　　无换向器电动机调速液力耦合器(HKD)　　油膜滑差离合器(HVD)　　多级液力变速传动装置(MSVD)　　其它在现场，因用户需要的"变化"是绝对的，经常的，而不变化却是相对的，暂时的，因此调节是一个至关重要的技术，根据用户经济条件，技术能力，管理水平选择风机调节方式是"救火机制"决策。要侧重"风机系统运行效率"指标值，真正按经济运行来选择调节方式，才能取得更好的经济效益。　　三，风机调节节能原理及效果　　同一系列风机必相似，同一台风机在不同转速下的性能参数也必遵守相似定律。利用相似定律，控制或预测风机的性能参数，也可了解节能原理。　　功率的变化是流量(转速)比例的三次方。　　风机在变工况运行中，若电机耗用功率越接近理想曲线，就越节能。虽然风机采取不同的调节方式都可达到调节作用，但节能效果却是不同的。　　调节深度愈大，节能效果愈显着，特别是变频调速曲线接近理想曲线，其运行能耗最低。　　在各种调节方式中及不同的调节深度下，风机电动机的输入功率及损耗不同，选择几种接近的作比较。　　四，国产高压变频器的发展动态1999年5月，中国自动化学会电气自动化专委会和中国电工技术学会电控装置专委会在上海宝钢联合召开了"全国高压，大容量变频调速技术研讨会"，说明高压电机采用变频调速技术越来越为各行各业所重视，从使用效果来看，是解决"电老虎"的有效途径。然而阻碍高压变频器进一步推广应用的关键问题是国外产品高昂的价格。　　产品主要性能如下。　　1.高压直接输入二极管整流器，经直流平波电抗器，使谐波含量与直流波纹系数大大降低，通过IGBT，PWM方式控制，加上滤波器，使谐波含量完全满足IEEE519-1992国际标准和GBn14549-93标准，实现无污染的绿色。　　2.真正的直接高压整流。采用高压二极管模块直接整流，无输入，输出安庆S13变压器。独创的IGBT串联直接高压二电平方式，性能良好，效率高达98.8%～99%. 3.直流端采用了功率因数提升电抗器，使系统的功率因数>0.97，并能有效抑制didt的上升，确保部分的安全性和可靠性。并可根据用户的需要，订作全IGBT整流，具有能量直接往电网回馈的功能。　　4.IGBT串联直接高压，采用吴氏13向限动态均压，钳压技术，克服了当今世界IGBT不能串联使用的高科技难点，经SPWM控制，使系统性能整体起到确立世界一流高压变频器的地位。　　5.系统主元件全为进口的先进产品，IGBT采用西门子最新模块，系统使用元件少，控制电路简单，系统控制采用变频专用单片机控制，使系统可靠性高，易于维护及维护费用低。　　6.配置输出滤波器，抑制谐波，大大减少了加到电动机的电压谐波含量，可对任何标准的鼠笼式电动机供电，原有的电动机不需更换也不必降低容量使用。　　7.先进的高压IGBT变频器，具有高性能，高可靠性，低价位及维护费用低的特点。　　8.是当前高压变频器中，容量相等，体积最小，造价最低，最实用，实惠的经济型高压变频器。　　9.预留12脉冲输入安庆S13变压器功能端，若用户电机容量>1200kW，并特别要求谐波含量的高指标，可另购增12脉冲输入安庆S13变压器。　　配置有专门开发的计算机监控系统，在远离高压工作室的控制室内，可形象，直观地对运行状况进行监控，对变频器运行参数进行调整，可对实时曲线和历史曲线调阅和打印，并有故障报警等完善的实时监控功能。　　国产高压变频器的发展，无疑将促进国内风机调节方式向变频调速方向发展，这将对用户运行费用的降低和改善产品质量带来很大的收益。　　五，调节方式的进步，将促进运行管理水平的提高　　风机只有在使用中才能反映出它的经济性，即使是一台高效率的风机，但由于使用和选型不当，也将变成一只"电老虎"，造成这种现象主要有以下因素：1.风机选型不当，设计流量，压力层层加码，造成大马拉小车;2.调节手段落后，调节水平低;3.管网布置不合理，影响风机性能发挥;4.科学管理不足，泄漏严重;5.现有风机品种规格少，设计受制约，选型偏大。　　现场风机一般在变工况环境下运行，再加上述原因，风机系统运行效率很低的现状普遍存在，要提高风机系统效率，提高调节水平是必要的，特别是大容量风机，高压变频调速技术是一种最有效的调节方式。使用高压变频调速技术，不仅仅是在节能上有明显的效果，在运行管理上更能适应复杂的工况需要。　　高压变频器不仅是一个可变，而且还具有过程控制功能，高压变频器可在不增加自动化控制装置的情况下，就能形成一套自适应闭环系统。在调节风系统其它参数(如压力，流量等)的同时，调节输出频率和输出功率，这种实时控制方式既提高了工艺运行指标，又能以最节电的方式运行。　　高压变频器留有RS422485通讯接口，可方便地实现计算机监控运行。　　自动化实时控制与电机驱动控制的结合，必然对提高风机运行的综合质量和提高管理水平带来巨大的影响。
TAG: