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變頻調速節能量的計算方法
作者：
時(shí)間：2009-12-16
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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三p變頻調速節能與系統功率因數的關(guān)系
前已假定電動(dòng)機系統在使用變頻器調速前后的功率因數基本相同，這樣在計算節能時(shí)可不考慮系統功率因數的影響。實(shí)際上，在變頻器投入前后，其功率因數可能是不同的，因此，計算的節能量是否考慮變頻器調速前后的功率因數的變化呢？
正弦電路中，功率因數是由電壓U與電流I之間的相位角差決定的。在此情況下，功率因數常用表示。電路中的有功功率P就是其平均功率，即：
用電度表進(jìn)行計量檢測實(shí)際的節能量時(shí)，電度表測量的就是電動(dòng)機系統消耗的有功功率。若原電動(dòng)機系統的功率因數較低，在使用變頻器后以50Hz頻率恒速運行，這時(shí)功率因數有所提高。功率因數提高后，電動(dòng)機的運行狀態(tài)并沒(méi)有改變，電動(dòng)機消耗的有功功率和無(wú)功功率也沒(méi)有改變。變頻器中的濾波電容與電動(dòng)機進(jìn)行無(wú)功能量交換，因此變頻器實(shí)際輸入電流減小，從而減小了電網(wǎng)與變頻器之間的線(xiàn)損和供電變壓器的銅耗，同時(shí)減小了無(wú)功電流上串電網(wǎng)。因此計算節能時(shí)，應考慮提高功率因數后的節能。
提高功率因數后，配電系統電流的下降率為：
配電系統的電流下降率和配電系統的損耗下降率都是對單臺電動(dòng)機補償前后電流和損耗而言，不是指配電系統電流和損耗的實(shí)際變化。
配電系統的電流下降率和配電系統的損耗下降率都是對單臺電動(dòng)機補償前后電流和損耗而言，不是指配電系統電流和損耗的實(shí)際變化。
下面舉一個(gè)典型的事例。
例2：有一臺壓料機，電機功率200kW，安裝在離配電房100多米的地方，計量?jì)x表電壓表p電流表和有功電度表均在配電房。工頻時(shí)電機空載工作電流192A；加載時(shí)，電機工作電壓356V，電流231A。由于負載較輕，導致電動(dòng)機的負載率和效率都較低。這時(shí)電動(dòng)機的功率因數可由下式計算：
從本例看，如果單純提高功率因數，無(wú)須使用變頻器，只需用電力電容進(jìn)行就地補償，但倘若還要滿(mǎn)足工藝調速的需要，使用變頻器調速節能是最佳的節能方法，這時(shí)的節能量應是線(xiàn)路上的能耗與變頻調速節能之和。
如果原電動(dòng)機系統的功率因數較高，變頻器投入后功率因數變化不大，可不考慮功率因數變化后線(xiàn)損的影響，就用本文中的（1）～（14）進(jìn)行計算節能。
四、變頻調速節能計算時(shí)需考慮變頻器的效率
GB12668定義變頻器為轉換電能并能改變頻率的電能轉換裝置。能量轉換過(guò)程中必然伴隨著(zhù)損耗。在變頻器內部，逆變器功率器件的開(kāi)關(guān)損耗最大，其余是電子元器件的熱損耗和風(fēng)機損耗，變頻器的效率一般為95%-96%，因此在計算變頻調速節能時(shí)要將變頻器的4%-5%的損耗考慮在內。如考慮了變頻器的損耗本文例1中計算的節能率，就不是36%，而應該為31%-32%，這樣的計算結果與實(shí)際節能率更為接近。
五、結束語(yǔ)
一般情況下，變頻器用于50Hz調速控制。不管是平方轉矩特性負載，還是恒轉矩特性負載，調速才能節能，不調速在工頻下運行是沒(méi)有節能效果的。有時(shí)系統功率因數很低，使用變頻器后也有節能效果，這不是變頻調速節能，而是補償功率因數帶來(lái)的節能。本文所述的對變頻調速節能計算方法有極好的實(shí)用性。
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