綠色節能型變頻器對電機的影響
起動沖擊電流影響
圖一各種降壓起動沖擊電流示意圖 圖二電機低載率時運行效率與功因實測值
圖一是交流電機各種不同降壓啟動裝置的沖擊電流示意圖,直接起動最大,星三角在切換時可能產生15倍沖擊電流,降壓式軟起動器啟動電流約四倍,變頻器沒有沖擊電流。
西普綠色節能型變頻器采用交交變頻技術,具有額定電流恒轉矩起動特性,時各種降壓啟動裝置里最優秀的交流電機降壓軟啟動裝置。
額定電流恒轉矩起動是變頻器的基本特性,沒有起動沖擊電流意味著頻繁起動(不限次數)不會影響到電氣設備與傳動系統的正常壽命,電機也不會產生異常溫升。頻繁起動意味著調功控制功能,也就是流體機械設備控制電機起停調整運行時間達到調功目的。
圖三 綠色節能型變頻器原理圖 圖四 綠色節能型變頻器電流與電壓波形
請參考原理圖三、四,采用交交變頻與調壓技術完成變頻器特性,主回路沒有反相器的整流平滑電容就不會產生電網諧波污染與尖峰電流,沒有IGBT載波頻率逆變器,不會產生射頻無線電干擾問題,沒有IGBT硬切割及PWM載波頻率也就不會有尖峰電壓及異常鐵損產生;從主回路分析,傳統PWM變頻器的各種環境污染問題都不會發生,電機也不會產生電磁噪音,綠色節能型變頻器是交流電機綠色低碳環保驅動控制產品。
綠色節能型變頻器特點是可以工頻旁路、輕載節能、高低速/變頻調速運行;PWM變頻器基本損耗15%,而西普產品損耗在于晶閘管導通電壓與運行電流乘積,運行損耗低于0.5%,如果工頻旁路運行就完全沒有損耗;
輕載節能控制
參考圖二,交流異步電機在低載時(額定負載以下)會產生電壓過高現象,導致運行效率下降,功率因數下降的問題;這就是大馬拉小車現象。
相同道理,在電網波動率較高時,例如在鋼鐵廠、電鍍廠等能耗較大企業的附近電網電壓平常都會較高,這樣容易造成電機運行效率提高,電機溫升異常發熱現象。
綠色節能型變頻器具有最高效率控制技術Energy Optimization Control,低載運行時可提高效率以及功率因數改善10%以上;電網電壓偏高時電機運行效率下降,綠色節能型變頻器具有電壓控制功能Automatic Voltage Regulation,讓電機自動運行在最高效率。
流體機械與恒轉矩設備應用選型
綠色節能型變頻器有標準輕載型適合流體機械設備(風機·、設備、空氣壓縮機、冷凍機、羅茨風機等)驅動控制;重載型-T采用轉矩控制技術適合產業機械設備、機床設備頻繁起動以及注塑機節能改造。
變頻器
變頻器有許多種技術節能效果完全不一樣,市面上大部分是低效率高污染的PWM電壓型變頻器,這些產品無法達到節能減排效果,相反的帶來更嚴重的能源浪費以及電網環境污染問題,值得關注;同時,變頻器污染防治設備非常重要,但是運行效率降低、投資更多。
PWM電壓型變頻器低效率高污染
低壓PWM電壓型變頻器采用全波整流電容濾波技術產生極大的電網諧波污染問題,諧波降低進線變壓器運行效率、線圈容易發生層間短路燒毀及電網頻率共振風險,諧波已經嚴重影響到全廠電氣設備安全運行(無功補償設備故障率極高),同時影響到電力公司二次變電所供電質量以及穩定性。
基于能量守恒定律,加大變頻器的輸入電抗器容量可以解決諧波污染問題,但是對用戶成本增加運行損耗增加,差異只在于這個電費誰承擔的問題。
變頻器采用PWM技術的載波頻率IGBT硬開關導致嚴重的環境污染問題,無線電射頻干擾影響到整個車間自動控制系統穩定運行,電磁噪音污染,電機鐵損提高發熱異常,同時產生尖峰電壓嚴重傷害電機線圈絕緣耐壓。
PWM變頻器的基本運行損耗從諧波抑制、射頻干擾防治、變頻器導通及IGBT開關損耗、輸出端集膚效應及噪音抑制、電機鐵損增加整個系統低壓約有15%基本運行損耗。
高壓多電平PWM變頻器使用低壓串聯其損耗與低壓相同,再加上移相變壓器的效率最高90%合計多電平變頻器運行損耗超過25%,這就是為什么多電平變頻器有十幾個柜子組合而且需要空調冷卻,外形龐大就可以知道多電平變頻器損耗大不節能、器件多成本高、可靠性低故障率高的原因。
PWM變頻器無法旁路運行導致效率低,在電氣系統中環境污染問題最嚴重交流驅動設備。

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