变频器能否节能,公司里面的业务员,在面对客户时,公司决策者,要做报告更新设备向上级或董事会申请资金,都要回答这个问题。
其实这是一个老生常谈的问题,节能省电是必须的,但我们要的具体的数字,
公司或企业在节能改造时,购买了这些设备到底有多少成本,能省下多少钱,如果省了电,却花了大量钱购买机器,总价加起来,仍然是和不用变频器时一样的费用成本,那肯定还不如不折腾。
其实,大家可能会有一个误区,认为变频器是一个省电的家伙。用我们时下流行的节能变频空调的原理来说明,可能就比较简单:
空调本身不省电,只有当室内温度到了指定的温度,空调就停止工作,这就省下了电,其实就是多了一个温控和智能控制装置,制冷或制热的原理仍然还是那原来的稍微升级。
当然,变频器节能,要复杂一些,但仍然大致是这么个意思。要节能一定要降低频率,下降值越大,节电越多。不降低频率,变频器原则上是不能节电的。
变频器要节电是有一定条件的。在不影响使用的条件下,适当改变工况参数后,把不合理运行参数所消耗电能节省下来,就可做到从一般运行转变成经济运行。
1、当电动机负载率在10%~90%时,节电率最多约8%~10%,负载率低相应节电率高些。但无功节电率大约40%~50%。
2、与工况有关。例如,比如大型脱水机,转速变化比较大,省电效果就明显,再如果鼓风机冷却,需要不断变化风速。而如果压力、流量、转速如果比较恒定,无须多大变化,则节电的效果不明显。
3、是否节电。是一个前后的对比,是一个有参照物的,如果之前采用阀门人工方式来调整运行,用变频器则能多节电达20%~30%,还能节省人工。减少出错率。
4、与原来采用的调速方式有关。例如,原来用滑差电动机调速,因调速效率低,尤其在中、低速时,效率只有50%以下,很不经济,改为变频器调速后,把这 部分电能节省下来了。目前轻工、纺织、造纸、印染、塑料、橡胶等行业中,大多还在使用滑差电动机,故使用变频器来实现节能,技术改造工作是当务之急的事。
5、与电动机工作方式有关。例如,连续运转、短时运转、间歇运转的节电量是不同的。
6、与电动机开动时间长短有关。例如,一天开机24h,一年开365天的节电量就大,反之则小。
7、与电动机本身功率大小有关。同样节电率下,功率大的节电量值大,经济效益就大,哪怕节电率相对小功率电动机低些,但实际收益较大。
8、与本单位生产工艺设各重要性有关。首先要选产品电耗大的、产品成本高的、现用的调速方式是不够经济合理的设各加以改造,改用变频器后就能有立竿见影、事半功倍的效果。
变频器节能所涉及的相关原理
1、为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费,在压力偏高时,可降低电机的运行速度,使其在恒压的同时节约电能。当电机转速从 N1 变到 N2时,其电机轴功率 (P)的变化关系如下:
P2/ P1 = (N2/N1)3 ,由此可见降低电机转速可得到立方级的节能效果。
2、 动态调整节能:
迅速适应负载变动,供给最大效率电压。变频调速器在软件上设有 5000次/秒的测控输出功能,始终保持电机的输出高效率运行。
3、通过变频自身的V/F功能节电:
在保证电机输出力矩的情况下,可自动调节V/F曲线。减少电机的输出力矩,降低输入电流,达到节能状态。
4、 变频自带软启动节能:
在电机全压启动时,由于电机的启动力矩需要,要从电网吸收 7 倍的电机额定电流,而大的启动电流即浪费电力,对电网的电压波动损害也很大,增加了线损和变损。采用软启动后,启动电流可从0 -- 电机额定电流,减少了启动电流对电网的冲击,节约了电费,也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击,延长了设备的使用寿命。
5、提高功率因数节能:
电动机由定子绕组和转子绕组通过电磁作用而产生力矩。绕组由于其感抗作用。对电网而言,阻抗特性呈感性,电机在运行时吸收大量的无功功率,造成功率因数很低。
采用变频节能调速器后,由于其性能已变为:
AC-- DC --AC,在整流滤波后,负载特性发生了变化。变频调速器对电网的阻抗特性呈阻性,功率因数很高,减少了无功损耗 .