电机变频器的节能知识
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在交流异步电动机的多种调速方法中，变频调速的性能最好，调速范围大，稳定性好，运行效率高。采用通用变频器对笼型异步电动机进行调速控制，使用方便、可靠性高且经济效益显著，所以逐步得到推广。 电机变频器的节能要求变频器用于电动机调速、负载功率变化的场合，如注塑机、各类泵（风机、空压机等）、电机拖动系统、桥式起重机。 一般开环控制的电动机由于不能感知外部负载的变化只能以恒功率的方式运行，存在能源浪费。而由变频器拖动的电机，可实现闭环控制，由传感器感知外部负荷和速度的变化，然后交计算机处理，通过计算机控制变频器来调节电动机的转速和功率输出，始终一最优化的方式来控制电动机的功率输入，从而达到节能的目的。变频器的节电率一般可达到23%～40%，并延长电机寿命2～4倍以上。 主要以注塑机类负载为例，介绍一下变频器节能。注塑机油泵的特性分析与变频节能原理： 油泵是注塑机工作的动力来源，利用变频器对油泵进行控制，主要通过对其流量的控制而有效的节能，这是变频器最广泛的一种应用。 注塑机生产运行时，其液压系统在各个工序阶段要求的压力、流量是不同的，但是油泵电机始终定速运行，其输出流量始终不变，大量能量以压力差的形式浪费在阀门上。 采用变频调速控制技术后，节能器可根据注塑机当前的工作状态，控制油泵电机的转速来调节油泵的输出流量，使油泵实际供油量与注塑机实际负载流量在任何工作阶段均能保持一致，保证电机在整个变化的负荷范围内的能量消耗达到所需的最小程度，彻底消除了溢流现象，并确保电机平稳、精确地运行。 采用变频技术改造后，节能效果十分显著，一般可达25%～60%。 注塑机节能系统的核心技术为变频技术，具有如下技术特点： ⑴过载能力强。 ⑵防护等级高，环境适应能力强，使用寿命长。 ⑶采用流量和压力双信号控制，适用于各种复杂模件的生产。 ⑷体积小，结构紧凑，安装简便。 ⑸具有自动复位、掉电复位功能，保证生产连续及生产效率。 ⑹质量好，稳定性高。 注塑机采用变频节能技术后，具有以下特点： ⑴、高节电率：采用先进的微电脑控制技术，使定量泵变为节能型变量泵；注塑机液压系统与整机运行所需功率匹配 ,无高压节流溢流能量损失；节电率高达25%～60%；改善功率因数：改造前功率因数一般为0.6～0.8，改造后可达0.96以上，故能显著提高电网功率因数，降低无功电流，从而降低线路损耗。对供电设备而言，则起到了增容的作用。 ⑵、高可靠性 ：保留注塑机原有控制方式及油路不变；计算机监控，发现故障及时报警，具有过压、过流、过载、过热、欠压及对地短路等多种保护，还可有效地保护油泵电机；采用市电 /节能运行控制方式，以备故障时不影响生产。 ⑶、软起动：减轻开锁模震动，延长设备和模具的使用寿命；减轻噪音 ,改善工作环境；系统发热明显减少，油温稳定，注塑机冷却用水量可节省30%以上；延长密封组件的使用寿命,降低停机维修机会,节省大量维护费用。 ⑷、操作简易：与注塑机同步运行 ,无须任何调节。 现场改造的几个技术问题： 目前市场上各种注塑机变频节能器种类繁多，技术含量和产品质量参差不齐，因此在现场改造中出现了一些具体问题，有的是属于采用变频调速技术后的正常现象，而有的则是属于产品或应用中应该克服的缺点： （1）电机声音较市电时尖锐 节能器驱动注塑机油泵电机是采用变频技术，由于变频器输出电压是由无数脉冲组成，存在着高次谐波，故电机运行转速不同时会发出不同响度且稍尖锐的声音，这是正常现象，并可以通过调整变频载波频率来降低尖啸声。 （2）电机温度略高于市电运行时的温度 由于输出谐波的存在，谐波通过电机绕组也要产生一部分热量，因此，电机在变频节电运行时的温度要稍高于市电运行时的温度；同时，在中低速运转阶段，电机冷却风扇转速下降，散热能力降低，温升可能上升 5～8℃左右。由于普通油泵电机绝缘等级均在B级或F级以上，故电机温升仍在允许的范围内，不会影响电机的使用和寿命。 （3）对注塑机的正常运行产生干扰 变频装置产生的谐波对注塑机的一些控制回路会有一定干扰，影响注塑机的正常动作，特别是一些制造工艺粗糙、谐波含量大的的变频器用在工艺不稳定的注塑机表现的更明显，这就需要我们在现场采取一些对策解决干扰问题。 干扰源主要包括如下二个方面： (1)高次谐波通过导线产生的无线电干扰对这类干扰可以通过在变频装置的输入或输出侧加装抑制无线电干扰的设备加以解决，例如磁环或滤波器等。 (2)输入谐波通过电源耦合到其他用电设备形成干扰对这类干扰可以在变频装置的输入侧加装滤波器解决，或者安装进线侧交流电抗器也有一定效果；另外，同一电源下的其他设备最好能做到隔离供电。 (3)影响注塑生产的效率变频节能器在控制油泵电机速度的过程中存在一定的加减速时间，相比原来的电磁阀开通速度有一定的滞后，导致单位加工周期延长，生产效率会受到一定影响。如果变频节能器能够采用流量和压力两路信号控制，同时根据情况修改部分注塑机参数，就可以很好地解决这个问题。 |
