变频器在什么环节怎样节电的????? 点击：2918 | 回复：45
发表于：2007-05-01 12:39:00
7楼
可以这样来个概算.
1.假定变频器的V/F曲线是线型用C来表示:C=V/F=380V/50HZ(中国地区).变频50HZ运行下的总有功输出
P=1.732*380*IE
P=1.732*10HZ*C*IE=1.732*76V*IE=131.632IE.IE代表变频器的实际输出电流.由于是恒转矩,因此IE不变,所以每降10HZ,变频的有功输出减少131.632IE.
注意此方式的计算方法只适用在恒转矩的工作模式下,其中变频的功率因素在0.96以上,所以,功率因素为可视作1.
2.同样是恒转矩负载在工频下运行,设功率因素为0.8.
总有功输出:
P=1.732*380*0.8*IE 其中IE为总电流.
总无功输出:
P=1.732*380*0.2*IE
3.由上面对比看出变频50HZ运行的电机要比工频50HZ运行的电机,在同样的工况下多一个自身的有功输出的耗电,但是比工频运行下少20%的无功输出.因此50HZ下,变频比工频费电是肯定的.
4.那么变频节电节在哪里.由上面的1.2我们知道.在恒转矩模式下,变频每降10HZ,就会减少131.632IE的有功输出,减去变频自身耗电的有功输出(对于大电机来说也就几个千瓦,小的也就几十到几百瓦,和工作电流的大小有关,)以及无功输出可视作零,而工频运行下无功功率不可忽视,因为无功的输出意味总电流的输出增大,意味线损增加,如果在所有的电机采用纯变频控制的情况下,可以考虑不用电容补偿.经过实际测算不算变频的无功补偿的节电情况下,一般40HZ以下运行的变频装置是肯定节电的.
5.对于泵类的节电控制估算.V/F曲线的设定(平方或3次方的计算要考虑),对节电是有很大影响的.目前有很多理论讨论的是当电机功率配的刚好时,变频是不节电的.理论上看是对的.但是这是从传统的角度上考虑问题,是不全面的,是错误的.
6.愿因就是传统的设计方式是按最大值来设计产品,为了强度和安全可靠运行.设备的体积和尺寸成倍增长.结果电机的功率也大了.如果采用变频传动,因为传动的工艺曲线更加灵活,因此设备体积更小,更节电.如果不采用变频控制,设备体积是不可能减小的.
7.最典型的案例就是十几年来VVVF(调频调压调速)电梯的发展史,告诉我们电梯从最初的22KW,15KW到7.5千瓦,但是载重不变.可是因为变频传动的原因.体积小了,电机也小了.过去是不可能实现的.到如今发展到无机房电梯,连建筑成本也省了.
综上所述,我们搞工控的不要在怀疑变频控制的科学性.如果我们从事这个行业还在怀疑,那么外行了?科学就是科学的.
1.假定变频器的V/F曲线是线型用C来表示:C=V/F=380V/50HZ(中国地区).变频50HZ运行下的总有功输出
P=1.732*380*IE
P=1.732*10HZ*C*IE=1.732*76V*IE=131.632IE.IE代表变频器的实际输出电流.由于是恒转矩,因此IE不变,所以每降10HZ,变频的有功输出减少131.632IE.
注意此方式的计算方法只适用在恒转矩的工作模式下,其中变频的功率因素在0.96以上,所以,功率因素为可视作1.
2.同样是恒转矩负载在工频下运行,设功率因素为0.8.
总有功输出:
P=1.732*380*0.8*IE 其中IE为总电流.
总无功输出:
P=1.732*380*0.2*IE
3.由上面对比看出变频50HZ运行的电机要比工频50HZ运行的电机,在同样的工况下多一个自身的有功输出的耗电,但是比工频运行下少20%的无功输出.因此50HZ下,变频比工频费电是肯定的.
4.那么变频节电节在哪里.由上面的1.2我们知道.在恒转矩模式下,变频每降10HZ,就会减少131.632IE的有功输出,减去变频自身耗电的有功输出(对于大电机来说也就几个千瓦,小的也就几十到几百瓦,和工作电流的大小有关,)以及无功输出可视作零,而工频运行下无功功率不可忽视,因为无功的输出意味总电流的输出增大,意味线损增加,如果在所有的电机采用纯变频控制的情况下,可以考虑不用电容补偿.经过实际测算不算变频的无功补偿的节电情况下,一般40HZ以下运行的变频装置是肯定节电的.
5.对于泵类的节电控制估算.V/F曲线的设定(平方或3次方的计算要考虑),对节电是有很大影响的.目前有很多理论讨论的是当电机功率配的刚好时,变频是不节电的.理论上看是对的.但是这是从传统的角度上考虑问题,是不全面的,是错误的.
6.愿因就是传统的设计方式是按最大值来设计产品,为了强度和安全可靠运行.设备的体积和尺寸成倍增长.结果电机的功率也大了.如果采用变频传动,因为传动的工艺曲线更加灵活,因此设备体积更小,更节电.如果不采用变频控制,设备体积是不可能减小的.
7.最典型的案例就是十几年来VVVF(调频调压调速)电梯的发展史,告诉我们电梯从最初的22KW,15KW到7.5千瓦,但是载重不变.可是因为变频传动的原因.体积小了,电机也小了.过去是不可能实现的.到如今发展到无机房电梯,连建筑成本也省了.
综上所述,我们搞工控的不要在怀疑变频控制的科学性.如果我们从事这个行业还在怀疑,那么外行了?科学就是科学的.
发表于：2007-05-03 11:05:00
13楼
晴川： 引用 加为好友 发送留言 2007-5-1 12:50:00
如果;功率=1.732*380*输出电流
相当于;功率=1.732*当前频率*V/F曲线*输出电流
由于转距与电压的大小成正比,如果当前频率小的话那变频器控制电机的转矩就很小了对于要求恒转矩的设备来说怎样解决呢?是不是就不能用变频器了呢?
-------------------------------------------------------------------------------
对于普通控制方式,电机的转矩和电压有关.变频器不一样,频率低,电压低不代表输出的转矩低.因为变频器输出的电流和负载有关的.V/F常数,就是磁通基本不变.我门高中的电磁学中知道影响烙伦磁力的大小和磁通及导体中的电流有关,当V/F不变时,磁通基本不变,那么变频器的输出电流大小和负载所需的转动力矩有关,对于恒转矩负载,那么这个电流基本就在一个平均值内.这个道理如果用在实际中,用嵌型电流表去测变频的输入和输出电流(不同的频率下,V/F型曲线,同时的电压,或者变频器自身的电流显示),是符合上述规律的.
对于泵类负载(其他V/F曲线方式如平方或立方关系),不能用本人的上述方法估算.但是道理一样.对于恒转矩负载来说,他 的运行工艺曲线适合V/F方式,压频比是线形关系;而泵类适合平方或立方的V/F方式,是非线性关系,是2次或3次曲线.节能的算法是不一样的.
你上面的内容可以这样说,当变频的频率可以容许降低的情况下来控制恒转矩负载,是否可选更小的电机而不用变频呢?答案是肯定的.
但为什么有的恒转矩设备的机械传动设备要选大一号呢?这是工厂为了以后提高生产率而预留的余量.因此对于一台新交流电气传动设备,变频器上的越早越受益.变频器的优点就是能更好的让电机的工作曲线与实际生产需要的工艺曲线接近或基本吻合.这样避免了因为电机的实际工作曲线严重偏离生产运行所需要的曲线而带来的无功浪费(因为电气控制上偏离了,只有通过许多环节来调整,环节越多,传动效率就低,间接的能量损耗就越多,这都是有功的损耗,而无功的损耗是因为电机能自省调整带来的功率因素下降从而总电流增加,导致线损增加).
恒转矩设备假定负载是满载运行,按理用变频是不节能的,但实际上80%都不是满载,不是满载.那么电机的实际工作状态就是偏离了工艺运行的曲线.此类场合就能运用变频来控制(不一定是为了节能,工艺需求.)
对于风机泵类负载有专门的文章介绍.对于水泵就是扬程(压力)和流量的关系;对于风机是风压和风量的关系.然后V/F曲线的设定方式.对于传动比较负载的变载设备,其不同的工作时间段内,V/F曲线的工作方式可能有多种组合.但这样的设备少,如果在有闭环控制.那么计算就很复杂了.本人上面的留言只能做参考.水平有限,欢迎各位指教.这两年书看的少了,可能有错的地方.
如果;功率=1.732*380*输出电流
相当于;功率=1.732*当前频率*V/F曲线*输出电流
由于转距与电压的大小成正比,如果当前频率小的话那变频器控制电机的转矩就很小了对于要求恒转矩的设备来说怎样解决呢?是不是就不能用变频器了呢?
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对于普通控制方式,电机的转矩和电压有关.变频器不一样,频率低,电压低不代表输出的转矩低.因为变频器输出的电流和负载有关的.V/F常数,就是磁通基本不变.我门高中的电磁学中知道影响烙伦磁力的大小和磁通及导体中的电流有关,当V/F不变时,磁通基本不变,那么变频器的输出电流大小和负载所需的转动力矩有关,对于恒转矩负载,那么这个电流基本就在一个平均值内.这个道理如果用在实际中,用嵌型电流表去测变频的输入和输出电流(不同的频率下,V/F型曲线,同时的电压,或者变频器自身的电流显示),是符合上述规律的.
对于泵类负载(其他V/F曲线方式如平方或立方关系),不能用本人的上述方法估算.但是道理一样.对于恒转矩负载来说,他 的运行工艺曲线适合V/F方式,压频比是线形关系;而泵类适合平方或立方的V/F方式,是非线性关系,是2次或3次曲线.节能的算法是不一样的.
你上面的内容可以这样说,当变频的频率可以容许降低的情况下来控制恒转矩负载,是否可选更小的电机而不用变频呢?答案是肯定的.
但为什么有的恒转矩设备的机械传动设备要选大一号呢?这是工厂为了以后提高生产率而预留的余量.因此对于一台新交流电气传动设备,变频器上的越早越受益.变频器的优点就是能更好的让电机的工作曲线与实际生产需要的工艺曲线接近或基本吻合.这样避免了因为电机的实际工作曲线严重偏离生产运行所需要的曲线而带来的无功浪费(因为电气控制上偏离了,只有通过许多环节来调整,环节越多,传动效率就低,间接的能量损耗就越多,这都是有功的损耗,而无功的损耗是因为电机能自省调整带来的功率因素下降从而总电流增加,导致线损增加).
恒转矩设备假定负载是满载运行,按理用变频是不节能的,但实际上80%都不是满载,不是满载.那么电机的实际工作状态就是偏离了工艺运行的曲线.此类场合就能运用变频来控制(不一定是为了节能,工艺需求.)
对于风机泵类负载有专门的文章介绍.对于水泵就是扬程(压力)和流量的关系;对于风机是风压和风量的关系.然后V/F曲线的设定方式.对于传动比较负载的变载设备,其不同的工作时间段内,V/F曲线的工作方式可能有多种组合.但这样的设备少,如果在有闭环控制.那么计算就很复杂了.本人上面的留言只能做参考.水平有限,欢迎各位指教.这两年书看的少了,可能有错的地方.
发表于：2007-05-06 10:19:00
16楼
不明白,当变频器的频率很低时那电流就无限大了你的意思,而事实是变频器的输出电流根据电机的额定电流来计算得,如果超出几倍多长时间就会跳停的.你上面的意思是频率降下来以后电压也降下来,而电流可以无限制的涨上去以保证足够的转矩是吗???-----------------------------------------------------------
1.首先明白一个,变频器无论是开环和闭环运行,其内部是有电流负反馈控制的.因此电流是不可能无限上涨的.
2.变频器的选型是跟着电机的功率选型的.即生产工艺和需要决定电机大小,电机大小决定变频器.
3.转矩与电流的关系遵守以下平衡式.P=MN=1.732UIeCOS$.其中P为功率,M为转矩,N为电机的转速,U为加在电机上的电压,Ie为电机的总电流.COS$是功率因素.N=60F/P1,其中F为频率,P1为电机的磁极对数.
那么公式P=M*60F/P1=1.732U*Ie*COS$.
对于恒转矩设备,M是由生产工艺决定的,M为常数.P1是常数.COS$对于工频一般是0.85,变频是0.95或是1.那么公式变换一下:
U/F=M*60/P1/1.732/Ie/COS$,请看一下,60/P1/1.732/COS$是个常数,我们用K表示(说明一下,P1是电机一但选定就定死了,同样功率不同级数的电机,是不同的).
那么公式简化为U/F=M*K*Ie.当恒转矩电机时,M为衡值,电流是与U/F的曲线有关的,一次曲线还是2次3次曲线.当压频比U/F固定后,看看电流是不是与转矩成正比?,当恒转矩设备的工况一定,其输出电流就一定了,和转速无关了,和压频比有关.压频比决定电机的磁通大小.转速的大小决定了电机的输出功率.
4.请你在看一下变频和电机的原理.上面的公式是本人凭映象写的.请你在看一下专业的书籍.
1.首先明白一个,变频器无论是开环和闭环运行,其内部是有电流负反馈控制的.因此电流是不可能无限上涨的.
2.变频器的选型是跟着电机的功率选型的.即生产工艺和需要决定电机大小,电机大小决定变频器.
3.转矩与电流的关系遵守以下平衡式.P=MN=1.732UIeCOS$.其中P为功率,M为转矩,N为电机的转速,U为加在电机上的电压,Ie为电机的总电流.COS$是功率因素.N=60F/P1,其中F为频率,P1为电机的磁极对数.
那么公式P=M*60F/P1=1.732U*Ie*COS$.
对于恒转矩设备,M是由生产工艺决定的,M为常数.P1是常数.COS$对于工频一般是0.85,变频是0.95或是1.那么公式变换一下:
U/F=M*60/P1/1.732/Ie/COS$,请看一下,60/P1/1.732/COS$是个常数,我们用K表示(说明一下,P1是电机一但选定就定死了,同样功率不同级数的电机,是不同的).
那么公式简化为U/F=M*K*Ie.当恒转矩电机时,M为衡值,电流是与U/F的曲线有关的,一次曲线还是2次3次曲线.当压频比U/F固定后,看看电流是不是与转矩成正比?,当恒转矩设备的工况一定,其输出电流就一定了,和转速无关了,和压频比有关.压频比决定电机的磁通大小.转速的大小决定了电机的输出功率.
4.请你在看一下变频和电机的原理.上面的公式是本人凭映象写的.请你在看一下专业的书籍.
发表于：2007-05-06 18:55:00
17楼
首先你的公式;功率=转矩*转速,就不对
应该是;功率=转矩/转速.所以你的分析是不对的
V/F曲线是一个函数值不管是线性也好非线性也好他不是固定的
我们这里要改造空压机,有三太空压机开两台气不够用,开三台有两台满负荷运转另外一台加载时间占运行时间的1/3还少所以想把这一台改为变频控制根据气压来调节这台空压机的转速以做到降耗.当三台空压机运转时两台工频电机满负荷运转产生的气量以满足厂区用气的85%那15%的气就要在变频控制的空压机产生所以电机转速只需很低就可以满足要求那变频器的频率就会变低虽然转速变低但是压力还是恒定的那转矩肯定也是恒定的不会因为频率的降低而降低.所以现在考虑怎样才能保证变频器输出的转矩呢??????
应该是;功率=转矩/转速.所以你的分析是不对的
V/F曲线是一个函数值不管是线性也好非线性也好他不是固定的
我们这里要改造空压机,有三太空压机开两台气不够用,开三台有两台满负荷运转另外一台加载时间占运行时间的1/3还少所以想把这一台改为变频控制根据气压来调节这台空压机的转速以做到降耗.当三台空压机运转时两台工频电机满负荷运转产生的气量以满足厂区用气的85%那15%的气就要在变频控制的空压机产生所以电机转速只需很低就可以满足要求那变频器的频率就会变低虽然转速变低但是压力还是恒定的那转矩肯定也是恒定的不会因为频率的降低而降低.所以现在考虑怎样才能保证变频器输出的转矩呢??????
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