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变频调速节电原理和变频调速的原理

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供稿:中国工控网 2016/6/15 14:32:11

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变频调速的原理

  在企业所使用的耗电设备中风机、水泵、空压机、液压油泵、循环泵等电机类负载占绝大多数。由受到技术条件限制,这类负载的流量、压力或风量控制系统几乎全部是阀控系统,即电机由额定转速驱动运转,系统提供的流量、压力或风量恒定,当设备工作需求发生变化时,由设在出口端的溢流、溢压阀或比例调节来调节负载流量、压力或风量、从而满足设备工况变化的需要。而经溢流溢压阀或比例调节阀溢流溢压后,会释放大量的能量,这部分耗散的能量实际上是电机从电网吸收能量中的一部分,造成了电能极大的浪费。从这类负载的工作特性可知,其电机功率与转速立方成正比,而转速又与频率成正比。如果我们改变电机的工作方式,让它不总是在额定工作频率下运转,而是改由变频调整控制系统进行启停控制和调整运行,则其转速就可以在0~2900r/min的范围内连续可调,即输出的流量、压力或风量也随之可在0~100%范围内连续可调,使之与负载的工作需要求精确匹配,从而达到节能降耗的目的。

  交流电机转速如下:n=60f(1-s)/p

  式中:n=电机转速

  f=电源频率

  p=电机的极对数

  s=转差率

  由式可见,交流电动机的同步转速n与电源频率f成正比,所以改变电源频率就能改变电机转速,从而实现调速的目的。

变频调速节电原理

  变频调速节电,顾名思义,变频调速才能节电。下面主要对两类典型负载应用的节电原理作一下分析。

  (1)、恒转矩负载类应用

  恒转矩负载即不管转速如何变化,负载转矩是恒定的。

  如下公式:P=K*T*N

  K=系数

  P=轴功率

  T=负载转矩

  N=转速

  从上述公式可以看到,轴功率与电机的转速成正比,当由于工艺的需要而调整电机速度时,自然可以达到相应比例节电的目的。

  (2)、变转矩负载类应用

  离心风机、泵类是属于典型的变转矩负载,其工作特点是:大多数是长期连续运行,由于负载转矩与转速的平方成正比,所以一旦转速超过额定转速,就会造成电机的严重过载,因此风机、泵类一般不超过额定频率运行。     


审核编辑(王雪)
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