如何计算空压机使用变频器节电效果 点击：2091 | 回复：7
发表于：2006-08-11 18:58:00
6楼
没有理论公式，而且好象变频器的节电效率不高，到是有人用伺服做得很好，一年回本！我摘录一段数据供参考：
以某公司3m3空压机为例：
该空压机原用Y2系列22KW三相异步电动机，改用星辰伺服的17KW稀土永磁同步伺服系统，运行对比数据如下：
1． 空压机基本是恒扭矩负载，对于试验机台，扭矩情况如下：
设置气压范围 实测驱动器输出到伺服电机的电流 伺服电机输出扭矩 计算负载的扭矩
加载情况 转速1500rpm 0.4Mpa-0.8Mpa 37-42A 117-133N.m 39-44N.m
转速500rpm 0.4Mpa-0.8Mpa 36-41A 114-130N.m 38-43N.m
卸载开始至卸载完毕 — 25-12.5A 79-40N.m 26-13N.m
实验表明：1）当电机速度发生变化时，负载扭矩几乎没有变化。
2）当设定气压发生变化时，负载扭矩变化不大。
2． 空压机在不同气压下加载、卸载功率消耗记录对比（实际采用稀土永磁伺服电机时，由于将卸载运行改变为平滑的低速转动运行，因而功率消耗进一步降低）
0.4Mpa气压下
异步电机转速 异步电机消耗功率 同步电机转速 同步系统消耗功率
加载时 约1450rpm 22.1kW 1500rpm 22kW
卸载时 约1470rpm 8.9kW 300rpm 1.4kW
0.5Mpa气压下
异步电机转速 异步电机消耗功率 同步电机转速 同步系统消耗功率
加载时 约1450rpm 22.5kW 1500rpm 22kW
卸载时 约1470rpm 8.9kW 300rpm 1.4kW
0.6Mpa气压下
异步电机转速 异步电机消耗功率 同步电机转速 同步系统消耗功率
加载时 约1450rpm 23.5kW 1500rpm 22.5kW
卸载时 约1470rpm 8.9kW 300rpm 1.4kW
0.7Mpa气压下
异步电机转速 异步电机消耗功率 同步电机转速 同步系统消耗功率
加载时 约1450rpm 24.7kW 1500rpm 23kW
卸载时 约1470rpm 8.9kW 300rpm 1.4kW
0.8Mpa气压下
异步电机转速 异步电机消耗功率 同步电机转速 同步系统消耗功率
加载时 约1450rpm 26.2kW 1500rpm 23.5kW
卸载时 约1470rpm 8.9kW 300rpm 1.4kW
下表是在0.7Mpa气压下，采用变频电机和永磁同步伺服的节电情况（单位：千瓦）
用气量占设计最大值的百分比 0% 25% 50% 75% 100%
变频电机节能 10HZ运行卸载 4.5 1.78 1.07 1.37 -0.2
5HZ运行卸载 5.9
同步伺服节能 300 rpm运行卸载 7.5 6.26 4.65 2.83 1.7
接近0速运行,不卸载 8.1
在本例中，所谓同步电机“接近0速运行，不卸载”的概念是采用PLC内部的运算功能，对储气罐出口的压力进行闭环PID控制，使得不管用气量大小，PLC自动实时调节同步伺服电机的速度，保证气压始终维持在设定气压点（比如0 .7±0.01 Mpa），既不需要在气压降低到下限时全速启动电机，也不会在气压升高到上限时启动卸载，甚至可以取消卸载装置。
以不同气压下，实际用气量为最大设计值的100%、75%、50%、25%、0%的情况各占1/5，连续工作，与异步电机直接上380VAC运行相比的总体节能情况分析（单位：千瓦）
卸载工作情况 0.4MPa 0.5MPa 0.6MPa 0.7MPa 0.8MPa
变频电机节能 10HZ运行卸载 1.7 1.67 1.69 1.7 1.7
同步伺服节能 300 rpm运行卸载 4.11 4.18 4.36 4.59 4.63
接近0速运行,不卸载 4.23 4.3 4.48 4.71 4.86
典型工况节能效果：以0.7Mpa气压为实际运行气压，设备持续以1/2最大设计流量工作，每小时节电4.65 kW，以每天工作22小时，每年300天计算，年节电30690度。
以某公司3m3空压机为例：
该空压机原用Y2系列22KW三相异步电动机，改用星辰伺服的17KW稀土永磁同步伺服系统，运行对比数据如下：
1． 空压机基本是恒扭矩负载，对于试验机台，扭矩情况如下：
设置气压范围 实测驱动器输出到伺服电机的电流 伺服电机输出扭矩 计算负载的扭矩
加载情况 转速1500rpm 0.4Mpa-0.8Mpa 37-42A 117-133N.m 39-44N.m
转速500rpm 0.4Mpa-0.8Mpa 36-41A 114-130N.m 38-43N.m
卸载开始至卸载完毕 — 25-12.5A 79-40N.m 26-13N.m
实验表明：1）当电机速度发生变化时，负载扭矩几乎没有变化。
2）当设定气压发生变化时，负载扭矩变化不大。
2． 空压机在不同气压下加载、卸载功率消耗记录对比（实际采用稀土永磁伺服电机时，由于将卸载运行改变为平滑的低速转动运行，因而功率消耗进一步降低）
0.4Mpa气压下
异步电机转速 异步电机消耗功率 同步电机转速 同步系统消耗功率
加载时 约1450rpm 22.1kW 1500rpm 22kW
卸载时 约1470rpm 8.9kW 300rpm 1.4kW
0.5Mpa气压下
异步电机转速 异步电机消耗功率 同步电机转速 同步系统消耗功率
加载时 约1450rpm 22.5kW 1500rpm 22kW
卸载时 约1470rpm 8.9kW 300rpm 1.4kW
0.6Mpa气压下
异步电机转速 异步电机消耗功率 同步电机转速 同步系统消耗功率
加载时 约1450rpm 23.5kW 1500rpm 22.5kW
卸载时 约1470rpm 8.9kW 300rpm 1.4kW
0.7Mpa气压下
异步电机转速 异步电机消耗功率 同步电机转速 同步系统消耗功率
加载时 约1450rpm 24.7kW 1500rpm 23kW
卸载时 约1470rpm 8.9kW 300rpm 1.4kW
0.8Mpa气压下
异步电机转速 异步电机消耗功率 同步电机转速 同步系统消耗功率
加载时 约1450rpm 26.2kW 1500rpm 23.5kW
卸载时 约1470rpm 8.9kW 300rpm 1.4kW
下表是在0.7Mpa气压下，采用变频电机和永磁同步伺服的节电情况（单位：千瓦）
用气量占设计最大值的百分比 0% 25% 50% 75% 100%
变频电机节能 10HZ运行卸载 4.5 1.78 1.07 1.37 -0.2
5HZ运行卸载 5.9
同步伺服节能 300 rpm运行卸载 7.5 6.26 4.65 2.83 1.7
接近0速运行,不卸载 8.1
在本例中，所谓同步电机“接近0速运行，不卸载”的概念是采用PLC内部的运算功能，对储气罐出口的压力进行闭环PID控制，使得不管用气量大小，PLC自动实时调节同步伺服电机的速度，保证气压始终维持在设定气压点（比如0 .7±0.01 Mpa），既不需要在气压降低到下限时全速启动电机，也不会在气压升高到上限时启动卸载，甚至可以取消卸载装置。
以不同气压下，实际用气量为最大设计值的100%、75%、50%、25%、0%的情况各占1/5，连续工作，与异步电机直接上380VAC运行相比的总体节能情况分析（单位：千瓦）
卸载工作情况 0.4MPa 0.5MPa 0.6MPa 0.7MPa 0.8MPa
变频电机节能 10HZ运行卸载 1.7 1.67 1.69 1.7 1.7
同步伺服节能 300 rpm运行卸载 4.11 4.18 4.36 4.59 4.63
接近0速运行,不卸载 4.23 4.3 4.48 4.71 4.86
典型工况节能效果：以0.7Mpa气压为实际运行气压，设备持续以1/2最大设计流量工作，每小时节电4.65 kW，以每天工作22小时，每年300天计算，年节电30690度。
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