摘 要：交流變頻調(diào)速是電氣發(fā)展方向，節(jié)能效果顯著，控制精度高，本文就變頻器在煤氣加壓機(jī)中節(jié)能效果進(jìn)行了分析。 英文摘要：With the development of science and technique , AC-Converter Control System is widely being used in production for it can save power,improve control accuracy.We will discuss its application in Gas-press System in the article. 關(guān)鍵詞： 變頻器　節(jié)能 1　引言 　　邯鋼熱力廠8萬m3煤氣站是邯鋼三煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收配套設(shè)施，回收的轉(zhuǎn)爐煤氣通過2臺煤氣加壓機(jī)送往各用戶，供用戶使用。該煤氣加壓機(jī)為江陰產(chǎn)D1000－11型，流量為16.67m3/s，全壓24.5kpa，配備850kW、10kV交流異步電機(jī)，工藝要求出口壓力22～24kpa，流量60000m3/h。為了滿足用戶煤氣的使用需要，選用了哈爾濱九洲產(chǎn)JZHICON－1A－10/060型變頻器。 2　JZHICON－1A－10/060型變頻器的優(yōu)點(diǎn) 　?。?）　采用先進(jìn)控制技術(shù) 　　JZHICON－1A系列高壓變頻器采用先進(jìn)的功率單元串聯(lián)疊波技術(shù)、空間矢量控制的正弦波PWM調(diào)制方法，內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)運(yùn)行，內(nèi)置PLC，實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用現(xiàn)場的靈活控制，具有本地、遠(yuǎn)程、上位機(jī)三種控制方式。 　?。?）　高質(zhì)量的電源輸入 　　輸入側(cè)隔離變壓器二次線圈經(jīng)過移相，為功率單元提供電源，相當(dāng)于48脈沖二極管整流輸入，消除了由單個功率單元所引起的諧波電流，大大抑制了網(wǎng)側(cè)諧波的產(chǎn)生，無需安裝輸入濾波器并保護(hù)電源及周邊設(shè)備免受諧波干擾。 　?。?）　完美的輸出性能 　　單元串聯(lián)脈寬調(diào)制疊波輸出，10kV系列每相8個單元，大大削弱了輸出諧波含量，輸出波形接近完美的正弦波，無需輸出濾波裝置。 　?。?）　節(jié)能效果 　　傳統(tǒng)加壓機(jī)對管網(wǎng)流量、壓力控制是通過人工調(diào)節(jié)出口閥門的開度，人為增加、減小管網(wǎng)風(fēng)阻力，以減小、增加流量。電機(jī)始終以恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。在本系統(tǒng)中，加壓機(jī)的出口壓力、流量變化是通過電機(jī)轉(zhuǎn)速變化而調(diào)節(jié)的。 3　新系統(tǒng)節(jié)電原理 3.1　異步感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速由下式?jīng)Q定 　　n=（1-s）60f/p 　　式中： 　　n——電機(jī)轉(zhuǎn)速； 　　s——電機(jī)轉(zhuǎn)差率； 　　f——電源頻率； 　　p——電機(jī)極對數(shù)。 　　改變式中任一參數(shù)均可改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。如使用串級調(diào)速裝置改變轉(zhuǎn)差率，制造極數(shù)不同極對數(shù)的電機(jī)以改變極對數(shù)，采用變頻技術(shù)改變電源頻率等。 3.2　風(fēng)機(jī)調(diào)速控制節(jié)電原理 　　根據(jù)流體力學(xué)原理可知，風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速n成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速n的二次方成正比，電機(jī)的軸功率P與轉(zhuǎn)速n三次方成正比，即：　 　　Q/Q1=n/n1 （1） 　　H/H1=（ n/n1）2 （2） 　　P/P1=（ n/n1）3 （3） 　　Q1：風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量 　　n1：電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 　　P1：電機(jī)額定功率 　　H1：風(fēng)機(jī)額定壓力 　　由式（1）、（2）、（3）求得功率表達(dá)式 　　P/ P1（Q/ Q1）3 （4） 　　設(shè)風(fēng)機(jī)效率為一定，當(dāng)風(fēng)量降到Q1的80%時，即轉(zhuǎn)速相應(yīng)降到n1的80%時，由式（4）可求得其軸功率為 　　P軸=0.512＊P1/ηF （5） 　　ηF：為風(fēng)機(jī)的效率，當(dāng)風(fēng)量降到50%Q1時，即轉(zhuǎn)速相應(yīng)降到50%n1時，由式（4）可求得其軸功率為 　　P軸=0.125 P1/ηF （6） 　　計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)工藝要求減小風(fēng)量時，如果使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，不僅可滿足工藝要求，而且使電機(jī)軸功率大幅降低，從而節(jié)省大量電力；如果采用人工調(diào)節(jié)閥門來減小風(fēng)量，雖然也能達(dá)到工藝要求，但是電機(jī)轉(zhuǎn)速沒變，電機(jī)軸功率并未下降。根據(jù)理論計(jì)算，兩者相比較，當(dāng)Q降到額定Q1的80%時，轉(zhuǎn)速控制方法比調(diào)節(jié)閥門節(jié)電近49%。當(dāng)Q降到額定Q1的50%時，轉(zhuǎn)速控制方法比調(diào)節(jié)閥門可節(jié)電達(dá)87.5%。通過以上理論計(jì)算表明了節(jié)電效果。 4　使用變頻調(diào)速系統(tǒng)所取得的經(jīng)濟(jì)效益 4.1　節(jié)約電能 　　在系統(tǒng)正常運(yùn)行狀況下，電機(jī)頻率在42.6Hz左右，電機(jī)功率維持在額定功率的41.6%左右。據(jù)此測算，該加壓機(jī)年節(jié)電量超過2000000kW•h，按0.48元/kW•h計(jì)算，年節(jié)約人民幣96萬元以上。 　　 4.2　提高了電機(jī)的效率和CosΦ值 　　變頻器的使用，大幅度提高了電機(jī)的效率，使用該變頻器后CosΦ值在0.96以上，大大高于傳統(tǒng)的系統(tǒng)。 4.3　其他 　　據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，在需改變流量控制場合，變頻器節(jié)能幅度一般為30%～60%，并有以下特點(diǎn)： 　?。?）軟啟動功能。變頻器具有軟起動功能，起動時沒有起動沖擊電流，電流從零開始，根據(jù)轉(zhuǎn)速提高電流，并逐漸上升，不管怎樣都不超過額定電流，因此任何時間啟動電機(jī)都沒關(guān)系，可節(jié)省起動設(shè)備。 　?。?）變頻器本身具備很強(qiáng)的保護(hù)功能和控制功能。通過對變頻器的設(shè)定，可以方便地確定保護(hù)參數(shù)和控制要求，目前廣泛使用的變頻器屬于交-直-交方式，矢量控制，是一種特別適用于風(fēng)機(jī)泵類的變頻器，有的變頻器還帶有PID調(diào)節(jié)功能和部分可編程功能，大大方便了用戶的使用。 　　 5　結(jié)束語 　　綜上所述，雖然變頻器初期投資大，但從長遠(yuǎn)來看，其經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，變頻器必將得到更廣泛的應(yīng)用，性能價格比更能為用戶所接受。