變頻風機節電原理及產品特點

變頻風機是采用變頻控制技術來控制風機根據條件變速運行。
一、眾所周知，風機是應用量大、應用面廣的通用性機械，與風機配套用的電機耗用電量約占全國總發電量的20%。因此在鼓風機、引風機等風機類設備上，推廣節能技術，取代落后的檔風板或閥門載流調節方式，使風機始終處于科學、經濟運行狀態，提高企業綜合經濟效益和社會效益，具有十分重要的意義。
傳統風機流量的設計均以最大風量需求來設計，其調整方式采用檔板、風門、回流、起停電機等方式控制，無法形成閉環回路控制，也較不考慮省電的觀念。電氣控制采用直接或Y-△起動，無法具有軟起動的功能，機械沖擊大，傳動系統壽命短，震動及噪音較大，需要的電源容量大，功率因數較低等是其主要的問題點。從流體力學原理得知，風機風量與轉速及電機功率相關。當風量減少風機轉速下降時，其電動機輸入功率迅速降低。例如風量下降到80%時，轉速也下降到80%，其軸功率則下降到額定功率的51%；若風量下降到50%時，軸功率將下降到額定功率20%。采用變頻調速，改變風機電動機的輸入頻率從而改變電動機、風機轉速，達到調節空氣流量的目的，既滿足生產工藝變化的要求，又節省電能，是一舉多得的最佳措施。
二、節電原理
任何利用交流感應電動機作為電力傳動方式的生產機械，電動機的功率是按最大負荷期額定負荷選擇的。而工作時絕大部分不能滿載運行，電動機工作于滿電壓、滿速度而負載很小，也會有很多時間空載運行，由電機設計和運行特性可以知道，電動機只有運行在滿載時才是效率最高、功率因數COS￠最佳狀況,輕載時降低，空載時甚至降到0.3以下，造成許多不必要的電能損耗。
現在采用檢測負載大小的方法，根據負載的減少，適當降低定子電壓可以提高效率，這是因為當輕載、空載時定子電流有功分量很小，而主要是勵磁的無功電流，因此 COS￠很低，而空載損耗中占主要成份的是定子滿電壓的鐵損耗，一點沒有減少，所以效率很低。如果適當降低定子電壓，見電機定子感應電勢公式： U1≈E1=4.44F1N1KN1￠m其中: U1—定子每相繞組串聯匝數；KN1由于輕載、空載時定子電流很小，可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降，所以U1≈E1，當其他條件不變時，降低定子電壓U1，則￠m比例下降,也即勵磁無功電流IM也成比例下降，這樣定子電流中的無功分量減少了，COS￠就提高了，適當控制可以接近最佳值。另外，其他條件不變，定子鐵耗：PFel= pFeIN ×(U1/ UIN)2其中：PFel—定子鐵耗；pFeIN —定子額定鐵耗；UIN —定子額定端電壓。可以看出，隨著U1下降，PFel以平方比例迅速下降，這樣輕載、空載時占主要損耗的鐵耗大量減少，使電機的運行效率大大提高，這就是輕載降壓節電的道理。調速節能根據可變速機械的相似定理： Q∝n；M∝n2；P∝n3；其中：Q—流體的流量；n— 風機、泵的軸轉速；M—軸轉矩；P—軸功率。通常需要改變負載時，是用檔板或閥門調節，這時輸入功率變化不大，大量能量以壓差的形式損耗在檔板、閥門上了，不僅能耗大而且檔板、閥門磨損易壞，噪聲也大。由上面公式可見，只要改變n，測流量Q成比例變化，達到調節Q的目的，而軸功率可大大減少，如Q’=1/2，則P’=1/8×P，軸上功率僅為額定時的12.5%，還能節能（節電）80%以上，當然這是理想的，考其他因素，節能率要小些。另外，即使對于許多“恒轉速”性質的機械，如活塞式空壓機等，用調速改變負載，也有明顯的節能效果，這是因為降速后（如用變頻調速）電機和生產機械的多種損耗都隨轉速風速下降，效率都比機械方法有很大提高。軟起動節能通常感應電動機采用直接接入電網起動的方法，電動機的起動電流為額定時的5~7倍不僅損耗大，
對電網沖擊也大，機械磨損，振動都大，如果用變頻調速起動，可以將起動電流限制到很小，如果滿載起動，也只要比額定電流稍大就可以了，這樣起動損耗大大降低，既不沖擊電網，又不沖擊機械。功率因數COS￠改善的好處采用變頻調速，由于變頻器中有直流電容器的隔離作用，使輸入的功率因數接近于電動機的勵磁無功電流由電容器提供，這樣可以節省很大的一塊電網容量，一般可節省30%左右，所以很多大型企業中大容量設備進行變頻調速改造后，可以增加不少新設備而不需擴容。
三、產品特點
節省電能，降低能源消耗，節約生產成本，節電率達到20%以上。
提高電網功率因數，節省就地補償裝置，電網功率因數可較大幅度的提高。
平滑啟動，消除啟動時的大電流沖擊，啟動時電機電流可限制在其額定電流的120%以內。
減輕電機軸承等運動部件的磨損程度，延長其使用壽命。
具有完善的保護和自保護功能保證設備安全運行。
設備故障率下降，可靠性提高，減少備品備件消耗，降低維修成本
數碼智能控制，具有強大的自變功能，適時動態調節，自動適應負載工況的變化，無需人工調整。
市電、節電切換，風機、空壓機、水泵智能控制節電器具有完善的市電、節電轉換功能，特殊情況下，節電調速器發生故障，可以切換到市電運行，不會影響設備的正常運行。
四、適用范圍
該產品廣泛用于工業、供暖鍋爐、水泥廠爐窯、煤礦、冶金行業高爐、轉爐、化肥廠、制藥廠、污水處理廠、油田、石油化工廠、紡織機械、自來水供水公司及空壓機和中央空調等行業、企業和場合的離心式風機、軸流風機、蘿茨風機、空氣壓縮機、離心泵、潛水泵、循環泵、潛水泵、輸油泵、高壓注水泵等設備的變頻調速及流量、流速和壓力調節控制等。
用在燃氣爐上的變頻風機是采用變頻控制技術來控制風機根據條件變速運行。比如通過在鍋爐出口煙道上安裝O2和CO傳感器，將測試數據傳輸給控制器，經過與理論數據對比后控制送風量。由于風機是變頻運行，因此耗電量降低，節能效果明顯。更重要的是變頻風機解決了天然氣不完全燃燒問題，節約了天然氣。
目前變頻風機技術已經非常成熟并且在各個領域都有廣泛的應用~！