用。
本项目变频器选型方案如下表:
变频器选型方案一览表
序号 1 2 3 4 5 设备名称 氨压缩机 水泵 锅炉风机 锅炉水泵 循环水泵 共 计 配套电机 功率(kW) 75 5.5 15 3 30 备 注 台 数 2台 3台 1台 1台 1台 8台 (2)无功补偿
无功补偿装置包括无功功率自动补偿控制器、无触点可控硅模块或智能复合开关、电容器(内带放电电阻)、熔断器、电流互感器、避雷器、开关、电抗器(对无触点开关起到过电流保护作用;对防止电容器过电流也起到抑制作用)以及装配监视用的电压表、电流表、功率因数表和信号指示灯等。
2、项目实施原理 (1)变频器工作原理
变频器是将工频电源转换成任意频率、任意电压交流电源的一种电气设备,变频器的使用主要是调整电机的功率、实现电机的变速运行。变频器的组成主要包括控制电路和主电路两个部分,其中主电路还包括整流器和逆变器等部件。
变频器的工作原理是通过控制电路来控制主电路,主电路中的整流器将交流电转变为直流电,直流中间电路将直流电进行平滑滤波,逆变器最后将直流电再转换为所需频率和电压的交流电,部分变频器
还会在电路内加入CPU等部件,来进行必要的转矩运算。
变频器的诞生源于交流电机对无级调速的需求,随着晶闸管、静电感应晶体管、耐高压绝缘栅双极型晶闸管等部件的出现,电气技术有了日新月异的变化,变频器调速技术也随之发展,特别脉宽调制变压变频调速技术更是让变频器登上了新的台阶。
变频器的工频电源一般是50Hz或60Hz,无论是在家用领域或生产领域,工频电源的频率和电压都是恒定不变的。以工频电源工作的电机在调速时可能会造成功率的下降,而通过变频器的调整,电机在调速时就可以减少功率损失。
(2)制冷压缩机的变速调节节能原理
山野菜、红松果仁等食品的冷藏要使用冷冻机,其对制冷机的控制正越来越多地采用节电器。节电器使用的目的对制冷机内的压缩机采用节电器中的变频控制技术(压缩机能力可变控制),可以使制冷机对于冷冻负载的变动始终以接近设计条件的高效率进行运行。当工况一定时 , 制冷机组的制冷量与制冷剂的质量流量成正比。变频能量调节的基本思想就是改变压缩机的转速 , 使制冷剂的质量流量发生变化,从而改变机组的制冷量。系统耗功一方面与表征调节方式的量有关,另一方面又与制冷装置制冷量有关。当制冷系统的热负荷减少时,冷库控制系统通过变频器降低压缩机的转速,减少制冷剂的质量流量,使得制冷剂冷凝温度降低,蒸发温度升高,从而达到了降低制冷系统冷量的目的;另一方面,转速下降,摩擦功降低,而绝热效率随着转速下降而提高,压缩机采用变频技术使机组转速下降,使得系统功耗大
为下降,达到了节能的目的。相关文献表明,压缩机功耗与制冷剂流量成近似线性关系; 能效比在40%~90 %的高速比范围内比较高, 其节能效果相当明显。
节电器控制制冷机的主要优点如下:
1)节能:相应于冷却负载的变化改变压缩机转速,使其始终运行在最佳点,从而减少所需动力。
2)恒温:采用连续的容量控制可使冷藏品温度变化很小。另外,即使对于临时的冷却负载增加,也可以依靠加速来减小冷藏品的温度变化。
3)冷冻能力的改善:密闭式电机直接连接的压缩机在50Hz地区的能力只有60Hz地区的80%,而变频器控制则可以做到与电源频率无关,始终保持一定的能力。
对制冷机内的压缩机采用节电器控制(压缩机能力可变控制),可以使制冷机对于冷冻负载的变动始终以接近设计条件的高效率进行运行,这就是将节电器应用于冷冻压缩机的主要目的。
4)节能效果
压缩机负载基本上是恒转矩负载,采用节电器等设备使电机速度下降,电机的输出功率将减小,与其成比例的节电器输入功率也减小,即消耗电能降低。因此采用变频器取代这些从前的调速方式,同时变频器方式具有耐夏季短时高峰负载(依靠增速)和精细温度控制等作用,有显著的节能效果。一般节电率在40%以上。节电器方式由于除电力变换损耗外还有约1%的损耗,这个损耗基本与变频器功率无关,
因而电机功率越大,这个损耗的比例也越小,节能效果越显著。
(3)风机和水泵变频改造节能原理 1)风机和水泵的工作原理
电机转动带动风机叶轮旋转时,叶轮中叶片之间的气体也跟着旋转,并在离心力的作用下甩出这些气体,气体流速增大,使气体在流动中把动能转换为静压能,然后随着流体的增压,使静压能又转换为速度能,通过排气口排出气体,而在叶轮中间形成了一定的负压,由于入口呈负压,使外界气体在大气压的作用下立即补入,在叶轮连续旋转作用下不断排出和补入气体,从而达到连续鼓风的目的。同等功率下,风压和风量一般程反比。同等功率下,风压高,风量就会相对低,而风量大,风压就会低些,这样才能充分利用电机的功效率。
2)风机和水泵变频调速节能原理
风机的转速从n l变为n 2时, Q、H 、P大致变化关系为: Q 2 =Q 1 (n 2 /n 1 ) H 2 =H 1 (n 2 /n 1 ) 2 P 2 =P 1 (n 2 /n 1 ) 3
Q -风量 H -风压 P- 风机功率
由上式可知风机 ( 或水泵 ) 流量与转速的一次方成正比,压力与转速的二次方成正比,而轴功率与转速的三次方成正比。因而,理想情况下有如下关系:
流量(%) 100 90 80 70 60 50 转速(%) 100 90 80 70 60 50 压力(扬程)(%) 100 87 64 49 36 25 功率(%) 100 72.9 51.2 34.3 21.6 12.5 由上表可见:当需求流量下降时,调节转速可以节约大量能源。例如:当流量需求减少一半时,如通过变频调速,则理论上讲,仅需额定功率的12.5%,即可节约87.5%的能源。如采用传统的挡板方式调节风量,虽然也可相应降低能源消耗,但节约效果与变频相比,则有天壤之别。
(4)无功补偿的原理
电网输出的功率包括两部分:一是有功功率,二是无功功率。直接消耗电能,把电能转变为机械能、热能、化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率,不消耗电能,只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件。并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能。在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理。