扬州苏中分析变频器是电机节能的救命稻草

扬州苏中分析变频器是电机节能的救命稻草

    扬州市苏中电力设备有限公司是一家集研发、生产、销售、服务于一体的多元企业，公司主要产品有母线槽、滑触线、电缆桥架、高低压试验设备、仪器仪表等。在节能减排如火如荼的今天，电机的节能尤为的总要，而提到电机节能就不得不提变频器，下面就变频器改造火力发电厂的高压电机做如下介绍:

过去, 中国火力发电厂的设计、制造受技术条件影响，电厂主要用电设备如引风机、送风机、排风机、磨煤机、给水泵、循环泵等高耗能设备，其输出功率不能随机组负荷变化而变化，只能通过改变挡板或阀门的丌度来进行调整，造成很大部分能量消耗在节流损失中。进入80年代后, 国外变频技术被中国引进吸收，并很快在许多行业得到了推广和应用,收到了良好的节能效果。火电厂高压电机变频改造在现代科学技术不断发展的基础上满足社会生产用电量不断增加的外在需求，其对提高节能效果，节省生产成本，提高火电厂的社会和经济效益有着十分重要的现实意义。

1 变频与节能原理概述

1.1 变频原理

功率单元串联叠加是高压变频器所采用的串联方式，其主电路开关的主要组成部分是功率极大的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。它采用空间矢量多重化脉冲宽度调制(PWM)技术，每一相由若干个单元串联而成，其中任何一个功率单元所输出的电压波形和串联后所输出的相电压波形均可获得几十个各不相同的电压等级。一旦电压的等级增多，各等级的电压就会相应减少,对电机绝缘机所造成的破坏也会相应减少，同时输出电压的谐波数量也会随之减少。可以说增加电压等级的数量，显著提高了变频器输出能力，使输出波形接近正弦波，确保电网清洁、零污染。因此，串联叠加方式的变频器不会对处于同一电网的灯具、电脑等电气设备产生谐波干扰，减少了人们对共振、谐波的分析工作，同时也节省了谐波装置相关费用。

1.2 节能原理

汽机凝结水泵电机经变频改造后，其输出量在满足工艺要求的同时，还能节省大量电能，具体节省比例见以下推算过程。根据风机类负载和汽机凝结水泵电机的工作特点可知：

汽机凝结水泵机的流量与其转动速度成正比例关系：

Q2/Q1=N2/N1，

同时，汽机凝结水泵机的电机轴功率与转动速度的立方值也成正比例关系：

P2/P1=(N2/N1)3，

根据变频器工作原理可知其转动速度与转动频率也是正比例关系：

N2/N1= f2/f1，

式(1)至式(3)中，Q为流量，m3/h;N为转速，r/s;P为轴功率， W;f为频率，Hz。假如f下降20%(50 Hz下降到40 Hz)，结合以上比例关系推算如下：

Q2=N2/N1×Q1，

因为：N2/N1=f2/f1，故：

Q2=f2/f1×Q1;

在f下降20%的情况下，

Q2=Q1×80%，

P2=(N2/N1)3×P1，

在f下降20%的情况下，

P2=(80%)3×P1=P1×51.2%，

由此可见，频率下降20%时，轴功率占原料的51.2%，从而节约48.8%。该推算显示的是理想状态的节电率，在实际工作过程中，由于运行状况各不相同，产生的效果不可避免地会和以上计算结果有一定差异，但从计算结果来看，效果非常明显，变频改造的必要性不言而喻。

2 变频改造的显著优势

2.1 **可靠性分析

**性是工程的灵魂，必须予以高度重视。因此，高压变频器的**分析也就非常必要。通过软启动技术，有效防止了因工频启动而产生的强大冲击转矩和电流，在增加电动机、负载的使用年限的同时，大大减少了对电网的冲击力，确保机组正常运行。高压变频器拥有完整的保护体系，在发生欠压、短路、变频器发生过压、过热、过流等情况时，其系统可进行自动检测，并根据检查结果给予及时的智能提示、保护、报警，从而保证设备正常**运行。

2.2 高压变频器优势

在交流高压电机直接启动的短暂过程中，往往会产生极为强烈的电流和转矩冲击力，导致以下3个**后果：

a) 由于阻尼绕组和转子笼型绕组在这一过程中承受极高机械应力和热应力，从而致使笼条破损的发生;