查,电机安装环境受到限制。例如:不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用。此外,也限制了电机向高转速、大容量发展。而交流电机就不存在这些问题,主要表现为以下几点:
第一,直流电机的单机容量一般为12 - 14MW,还常制成双电枢形式,而交流电机单机容量却可以数倍于它。第二,直流电机由于受换向限制,其电枢电压最高只能做到一千多伏,而交流电机可做到6 - 10kV。第三,直流电机受换向器部分机械强度的约束,其额定转速随电机额定功率而减小,一般仅为每分钟数百转到一千多转,而交流电机的达到每分钟数千转。第四,直流电机的体积、重量、价格要比同等容量的交流电机大。最后,特别要指出的是交流调速系统在节约能源方面有着很大的优势。一方面,交流拖动的负荷在总用电量中占一半或一半以上的比重,这类负荷实现节能,可以获得十分可观的节电效益。另一方面,交流拖动本身存在可以挖掘的节电潜力。在交流调速系统中,选用电机时往往留有一定余量,电机又不总是在最大负荷情况下运行;如果利用变频调速技术,轻载时,通过对电机转速进行控制,就能达到节电的目的。工业上大量使用风机、水泵、压缩机等,其用电量约占工业用电量的50%;如果采用变频调速技术,既可大大提高其效率,又可减少10%的电能消耗。
2.4 交直交变频调速合理应用
交流变频调速技术在工业发达国已得到广泛应用。美国有60% - 65%的发电量用于电机驱动,由于有效地利用了变频调速技术,仅工业传动用电就节约了15% - 20%的电量。
采用变频调速,一是根据要求调速用,二是节能。它主要基于下面几个因素:
(1) 变频调速系统自身损耗小,工作效率高。
(2) 电机总是保持在低转差率运行状态,减小转子损耗。 (3) 可实现软启、制动功能,减小启动电流冲击。
在采用变频调速时,需从工艺要求、节约效益、投资回收期等各方面考虑。如果仅从工艺要求、节约效益考虑,下面几种情况选用变频调速较有利:
(1) 根据工艺要求,生产线或单台设备需要按程序或按要求调整电机速度的。如: 包装机传送系统,根据不同品种的产品,需要改变系统传送速度,使用变频调速可使调速控制系统结构简单,控制准确,并易于实现程序控制。
(2) 用变频调速代替机械变速。如:机床,不仅可以省去复杂的齿轮变速箱,还能 提高精度、满足程序控制要求。
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(3) 用变频调速代替用闸门或挡板调整流量适于风机、水泵、压缩机等。例如:锅 炉上水泵、鼓风机、引风机实行了变频调速控制,不仅省去了伺服放大器、电动操作器、电动执行器和给水阀门(或挡风板),而且使得整个锅炉锅炉控制系统得到了快速的动态响应、高的控制精度和稳定性。
2.5 变频器容量的确定
变频调速是通过变频器来实现的,对于变频器的容量确定至关重要。合理的容量选择本身就是一种节能降耗措施。根据现有资料和经验,比较简便的方法有三种:
(1)电机实际功率确定发 首先测定电机的实际功率,以此来选用变频器的容量。 (2)公式法 设安全系数取1.05,则变频器的容量Pb为
Pb?1.05Pm/hm?cosy(kw) (2-1)
式中,Pm为电机负载;hm为电机功率。
计算出Pb后,按变频器产品目录可选出具体规格。 In为第n台电动机的额定电流,n为电机的台数。在任何情况下,都不能在连续使用时超过额定电流I,当一台变频器用于多台电机时,应满足 电机额定电流法变频器 变频器容量选定过程,实际上是一个变频器与电机的最佳匹配过程,最常见、也较安全的是使变频器的容量大于或等于电机的额定功率,但实际匹配中要考虑电机的实际功率与额定功率相差多少,通常都是设备所选能力偏大,而实际需要的能力小,因此按电机的实际功率选择变频器是合理的,避免选用的变频器过大,使投资增大。
虽然变频调速有诸多优点,但也有其不利因素,主要问题是电流中含高次谐波较多,除对电网有污染外,也使电机自身增加损耗,引起电机发热。再