变频器节能运行的具体应用

    1．用调节转速的方法来控制流体的流量

    在各类负载中，以流体（气体或液体）的流量作为控制对象的机械占有相当大的比例，例如，风机、水泵、压缩机等。改变流量的方法主要有两种：一是电机的转速恒定，调节阀门（或风门）的开度；二是阀门（或风门）的开度恒定，调节电机的转速。在被控流量相同的情况下，两种方法的耗用功率是不一样的。说明如下。

   (1)耗用功率与阀门（或风门）开度的关系

    通过改变阀门（或风门）的开度来调节流量时，由于电机的转速不变，故电机功率变化不大，如图3-21中的曲线1所示。

   1-调节阀门开度时的功率流量曲线；2-平方律负载调速时的功率流量曲线；3-恒转矩负载调速时的功率流量曲线

    图3-21    耗用功率与流量的关系

   (2)耗用功率与转速的关系

    因为流量Q与转速nL成正比，所以，流量的大小可以通过改变转速来调节。

    由于负载机械特性的不同，电机的耗用功率与转速的关系也不一样。分述如下。

    ①平方律负载的耗用功率。在大部分风机和泵类负载中，阻转矩TL的大小是和转速的平方nL2成正比的，平方律负载也因此而得名。如忽略损耗功率不计，则耗用功率与流量的立方成正比，如图3-21中的曲线2所示。

    ②恒转矩负载的耗用功率。各种压缩机及罗茨风机、齿轮泵等均为恒转矩负载。其基本特点是负载转矩与转速无关，在损耗功率忽略不计的情况下，电机的耗用功率与流量成正比，如图3-21中的曲线3所示。

    可见，如所需流量为Qx，则由图3-21可知：

    a．采用关小阀门（或风门）的方法时，耗用功率为Px1；

    b．在平方律负载中采用降低转速的方法时，耗用功率为Px2；

    c．在恒转矩负载中采用降低转速的方法时，耗用功率为Px3。

    显然，采用降低转速的方法与采用关小阀门（或风门）的方法相比，具有十分明显的节能效果。尤其在平方律负载中，节能效果将更加显著。

    2．用于桥式起重机节能

   (1)桥式起重机的原拖动系统

    桥式起重机大都采用绕线转子异步电机拖动，通过在转子回路中串入电阻而调速。实质上，其低速运行是通过在转子回路中消耗能量而获得的，所以，能源的浪费十分严重。

   (2)采用变频调速可显著节能

    ①采用变频调速后，在绕线转子异步电机转子回路中消耗的能量可以完全节约。

    ②当重物下降时，还可以将重物释放的位能转换成电能，并反馈回电网去（需增加“反馈元件”，或选用具有反馈功能的专用变频器）。

    可见，采用变频调速后，非但消耗的能量大为减少，还可以不时地向电网返回一部分电能。所以，节能效果是十分显著的。