调速技术不但被工矿企业接受,而且成为电气传动的中枢,使用它,一是节电,二是优质,三是增产,四是降耗。使用该技术节电可在10%~70%之间。大多数表现在几个维度:①软启动,一般交流
启动电流不超过电动机的额定电流。②节省设计冗余,一般设计都按照使用时的极端条件,因而都留有设计冗余,有的余量很大,形成大马拉小车。变频调速可以把这部份冗余节省下来。③调速节电,按流体力学原理,轴功率正比于速度,转速下降,轴功率变小,这是变频调速的主要节电原理。④
优质是变频调速的又一贡献。由于变频调速精度高,不少行业均采用变频调速提升产品质量,如粘胶化纤,提高一等品合格率。由于变频器的高可靠性及高性能,在许多行业,减少了停工时间及创造了连续无故障生产的可能,使产品产量增加,也降低了消耗和运行成本。同时还可还能改善工艺水平,是企业技术改造和产品更新换代的必要技术。因而许多工矿企业,把变频调速做为企业节电与增产的必要手段,使变频器的用量逐渐增多,每年以大于40%的速度递增。然而,由于变频器生产厂商增多,竞争非常激烈,变频器价格不断降低。如1988年280kW每台约26~28万元,而现在280kW每台只有8~10万元。平均300元/kW 左右。钢材、铜材价格的上调,也影响着变频器的成本。使用变频器单计算节电,6~12个月可以收回成本。如变频器要同市电切换,装成控制柜,成本的回收期大约12~18个月。
由于变频器的优异功能,变频器的应用已由工厂扩展到社区、酒店、商厦和写字楼,如音乐喷泉、无塔供水、中央空调都用了不少变频器。变频器的用量还将不断的增加,有相当大的市场潜力。金属材料,尤其是新型工程塑料,与金属材料相比有较好的耐腐蚀和抗老化性能,而单位体积的价格比高级金属低得多,制造也容易,...为此,可在变频器与电动机之间装设电抗器(约为阻抗的3%~4%),也可将U/f降低到负载相适应的程度,便可使噪声降低5~10。在机床主轴上采用变频器可实现无级变速,从而使磨具或刀具以最小的磨损产生最高的粗糙度和加工精度。机床工作台由变频器取代液压传动,可缩短传动响应时间,变频器的调速范围宽、控制精度高,而且具有很多自动功能,可有效提升机床的加工效率。自动车床大多数都用在高速加工滚珠丝杠等精密部件,由通常的凸轮控制改变为复合数控车床后,有效的提高了生产效率。成为具有稳定精密加工与良好性能的机械,人们将利用变频器与数控装置结合起来,缩短了自动车床的加工周期。利用变频器控制后,缩短了加工周期,提高了生产率、速度再现性好、产品质量稳定,可将带制动器的电动机更换为通用电动机而不要维护。制动电阻的大小由减速频率决定,应该根据最繁重运行时的参数做出合理的选择。由于温度高,应适当考虑安装位置,注意电动机的低频振动。如果在低速时要求充分大的转矩,则可使用通风型专用电动机;由于速度可调范围大,故需要仔细考虑机械部件的匹配,以防止发生谐振。
变频调速运行是根据负载转速的变化要求,通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的,以获得合理的电机运行工况。在不同的转速情况下,均保持比较高的运行效率,不仅降低了电能消耗,同时能改善启动性能,保护电机及负载设备免受瞬时启动的冲击,延长其工作寿命,还提高电动机和负载设备的工作精确度,实践证明,变频技术用于风机、泵类设备驱动控制场合取得了显着的节电效果,普遍节电达到30-50%。
国家对三相异步电动机运行区域作如下规定:负载率70-100%之间为经济运行区;负载率在40-70%之间为一般运行区;负载率在40%以下为非经济运行区;一般负载率保持在60-100%较为理想。在电机选型设计工作中,大部分电机功率选型均有适当的裕量,另外在生产的全部过程中的设备许多时间都是负荷不满或运行有峰谷时间,如果采用交流电动机恒速传动的方案运行,靠风门调节风机或靠阀门调节的泵类设备,使用效率较低,造成大量的能源浪费。变频调速是通过改变输入到交流电机的电源频率,进而达到调节交流电动机转速的目的。变频调速技术发展前途十分广阔,与已完成的市场相比,未来的市场潜力巨大,在未来十年内,变频调速技术产品每年有上百亿元的市场潜力。建议在电力、石化、钢铁、有色、水泥、自来水、机械、纺织等行业大规模推广应用国产变频技术产品。新建项目从开始设计就应思考应用变频技术;技术改造首先考虑风机、泵类设备使用变频技术,逐步淘汰挡板、阀门等机械调节方式;全面推广应用变频技术,全国用电量将下降15-20%而GDP保持不变,使我们最大限度地减少能源消耗和污染物排放,提高经济效益,为我国和世界节能减排做出贡献。