新闻中心

EEPW首页 > 电源与新能源 > 设计应用 > 由变频器驱动的电动机节能

由变频器驱动的电动机节能

作者:时间:2012-04-16来源:网络收藏

该系统的组成结构如图3所示。输出水量为2500L/min以下时,由一台75kW运转;超过这一水量时,用2台150kW,其中常用1台运转,藉调正输出阀按照热负荷的变化,以增减冷水的循环。

在这里(图中),75kW的停止。相应于常用和备用的2台150k 冷却水泵,通过设置1台,能对2台中无论哪一台冷水 泵的运转进行切换。而且,对运转的冷水泵,检测出最上层的水压,藉助PID调正计量仪器保持压力恒定,以进行转速控制。

20110324103246570.jpg

水泵场合下,实际量程相对于全量程的比率越小,的效果则越大。也就是,按照图4所示的流量与电动机输入的关系,例如,在流量50%处,通过控制冷水泵的转速,与对输出阀的控制比较,电动机的输入功率可能减少到一半以下。

表2列出建筑物空调用冷水泵系统一年期间的运转模式与效果。在上述引入实例中,每年能削减49200kWh的用电量,每1kWh的电量按0.8元,每1kW的CO2消减量为0.000422吨计,则1年节约的电费近4万元,削减CO2有20.76吨。

对于30年以上早期建设的建筑物,因多数采用中央空调方式,故引入后,可望达到很大的节电效果。但是,当达到如期的时,必须对设备的运转工况进行仔细的事前调查和研讨。

表2运转模式

360截图20120416151328828.jpg

5 对已装好的电动机采用变频器时的注意点

对电动机采用变频器时,对比用正弦波(工频电源)驱动时,由于包含在变频器输出波形内高次谐波的影响,必须注意电动机的温升和变频器的涌浪电压。

5.1 电动机的温度上升

因温度升高10℃,绝缘物的寿命约缩短一半,故电动机的温升是非常重要的问题。电动机采用变频器驱动的情况下,由于高次谐波的影响,损耗增大。与一般用工频电源的驱动比较,电流约增加10%左右,温度上升约增加20%。

下面讨论在低速运转时,冷却效果降低的问题。当电动机转子轴端装有冷却风扇的场合,低频运转时电动机转速低,冷却效果大幅度减小。一般,电动机温升与冷却风量导致的冷却效果之关系,在电动机的损耗相同时,温度的上升△t与转速n成反比关系: 20110324103636938.jpg

另一方面,在工频以上运转时,因采用变频器输出电压一定的控制,电动机为恒定输出功率特性。此时,电动机电流随着频率的升高而减小,冷却效果也提高,故温度上升方面的问题不大。但由轴承的容许转速、转动部分的强度、噪音、振动等条件,限定了最大的容许转速值。

5.2 变频器的浪涌电压

对于变频器的电源,其换流操作产生浪涌电压。为此,在电动机的线圈处,施加了取决于变频器频率和控制方式的、一定交变周期的浪涌电压,这一浪涌电压对线圈的绝缘将造成大的影响。

而且,在通用变频器中, 电压急速建立20110324103915753.jpg因电动机容量、绕线方式等的差异,20110324104051659.jpg的电压施加于电动机时,线圈之间的电压分配,在靠近电源测的第一线圈上电压偏高。所以,必须确保线圈之间的绝缘强度及其协调性。

变频器一旦将工频电源整流成直流,因利用开关控制,故输出电压的峰值通常为直流电压E以下(直流电压E为工频电源电压有效值的一定倍数,如AC440V时约DC620V, 其倍数 1.4)。

20110324104309194.jpg

变频器与电动机之间配线的电感(L), 配线之间的杂散电容(C), 在开关切换时因LC共振产生的浪涌电压,将与变频器的输出电压叠加,其结果如图5所示。对比变频器的输出电压峰值,出现了电动机输入侧端子电压升高的现象。该电动机的端子电压峰值,理论上达到最高回路电压(变频器输出电压峰值)的2倍(620 2=1240V),也就是,由于开关切换速度和配线长度的不同,产生的电压也不同。根据其原理,特别
在PWM方式变频器中,浪涌电压是不可避免的。

20110324104155319.jpg

图6所示为,400系列变频器与电动机之间,相应于配线长度的电动机输入端子电压进行实测的例子。从图6可见,电动机端子电压随配线长度的增加而升高。可确认变频器输出电压约2倍时达到饱和。而且,开关速度更快的IGBT,即使配线长度短,电动机的端子电压也更高。还能确认,配线长度增加时的饱和电压大致是相同的。

下面,在已装设的冷水泵实例中,对变频器驱动场合的节能效果予以介绍。一般,电动机绝缘寿命约为40000h。按照使用环境、条件不能一概而论。电动机的使用时间按一日8h计,绝缘寿命大致标准约15年。并且,对已装设的电动机,大多尚未采取变频器浪涌电压的对策,特别400V级的电动机改为变频器驱动时,会因变频器的浪涌电压导致绝缘劣化而烧损。因此,引入变频器驱动时,建议对电动机的更换也要同时进行研讨。

电动机相关文章:电动机工作原理设计



上一页 1 2 下一页

评论


相关推荐

技术专区

关闭