145、变频器的节能原理


在变频器提高工作效率的情况下,要保证安全生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的余量。当电动机不能在满负荷下运行时,除达到动力驱动要求外,多余的力矩会增加有功功率的消耗,这会造成电能的浪费,变频器的使用可以克服这种问题。

变频器节能原理:变频器通常都没在电动机的供电或调速电路中,一般情况下,从发电厂送来的交流电压频率是恒定的(50Hz),而交流电动机的转速公式为N=60f/P,当P=2时,N=60×50/2=1500m。在该公式中N为电动机转速,f为电流频率,P为磁极对数,通过公式可知,电动机的转速与电流频率成正比,当改变电源的频率即可改变电动机的转动速度,但电源的频率是固定不变的,所以用交流市电供电的电动机,其转速是不能任意改变的。

由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)×H(压力),流量Q与转速N的一次方成正比,压力H与转速N的平方成正比,功率P与转速N的立方成正比。

例如水泵的效率一定,当要求调节流量下降时,转速N可成比例地下降,而此时轴的输出功率P成立方关系下降。即水泵电动机的耗电功率与转速近似成立方比的关系,所以当所要求的流量Q减少时,可调节变频器输出频率使电动机转速N按比例降低,这时,电动机的功率P将按三次方关系大幅度地降低,比调节挡板、阀门节能40%~50%,从而达到节电的目的。