我廠粉針車(chē)間空調(diào)風(fēng)機(jī)使用Y180L-4  22KW電機(jī)和Y180M-4  18.5KW電機(jī)各一臺(tái)。為保證室內(nèi)空氣潔凈度的要求，每天24中時(shí)運(yùn)行，周六、周日仍正常運(yùn)行。造成了風(fēng)機(jī)在不生產(chǎn)期間仍在工況下運(yùn)行，浪費(fèi)嚴(yán)重。又因風(fēng)機(jī)容量較大，在正常生產(chǎn)情況下電機(jī)運(yùn)行電流僅為24A，實(shí)測(cè)負(fù)荷率為50%，風(fēng)機(jī)機(jī)組效率為37%，運(yùn)行效率低，進(jìn)一步加大了浪費(fèi)。

近段時(shí)期粉針車(chē)間開(kāi)工較足，這一問(wèn)題日益突出，為解決這一問(wèn)題并從長(zhǎng)運(yùn)考慮，決定選用變頻器改造現(xiàn)有設(shè)備。只所以選用變頻器是因?yàn)椋?/p>

1、變頻器具有節(jié)電效果明顯，調(diào)速平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)控制等優(yōu)點(diǎn)；

2、為了突出節(jié)能效果，在粉針車(chē)間下班后，將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)低，可進(jìn)一步節(jié)能(一般情況下風(fēng)量降低為80%，節(jié)能達(dá)50%)，但仍保證生產(chǎn)車(chē)間各室符合工藝要求，如壓力，潔凈度等，這一數(shù)據(jù)須在設(shè)備安裝后進(jìn)行測(cè)試，如果用有級(jí)調(diào)速很難實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)在晚間運(yùn)行在最佳狀態(tài)。而變頻器由于在低速情況下有很好的轉(zhuǎn)矩特性，又可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，易于實(shí)現(xiàn)上述要求。

一、變頻器容量的選擇：

粉針車(chē)間空調(diào)風(fēng)機(jī)在正常情況下運(yùn)行電流為24A，負(fù)載率為50%，而變頻器在驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵類(lèi)等減轉(zhuǎn)矩負(fù)荷時(shí)可以用較小容量變頻器驅(qū)動(dòng)大容量電機(jī) ，這時(shí)只須保證電機(jī)額定電流小于變頻器在變轉(zhuǎn)矩情況下輸出的額定電流。(變頻器實(shí)際輸出容量小于變頻器容量)

現(xiàn)以22KW送風(fēng)機(jī)為例進(jìn)行計(jì)算：

(一)實(shí)際運(yùn)行情況：

I=24A(實(shí)測(cè))   U=0.38KV  查<異步電動(dòng)機(jī)最佳運(yùn)行參數(shù)表>

I=24.733A  COSφ=0.7312   In=42.5A

P1=√3UICOSφ

=*0.38*24.733*0.7312

=11.90K

正常情況下電機(jī)實(shí)際輸出功率為11.90KW。

(二)變頻器裝置的容量

PVD=KPn(N/Nn)3  <風(fēng)機(jī)水泵調(diào)速節(jié)能手冊(cè)>

N：實(shí)際轉(zhuǎn)速    <變頻調(diào)速器在微機(jī)控制鍋

爐補(bǔ)水系統(tǒng)中的應(yīng)用>  

Pn：電機(jī)實(shí)際輸出容量

K：裝置容量綜合系數(shù) 1.15

PVD：變頻器容量

PVDMAX=1.15*11.90*1=13.865KW

(三)變頻器選型：

現(xiàn)今變頻器以國(guó)外進(jìn)口為多。如日立、丹佛斯、倫茨、ABB等，性能高但價(jià)格高。國(guó)產(chǎn)變頻器價(jià)格低，性能稍差。日立J300變頻器在同類(lèi)進(jìn)口變頻器中價(jià)格較低，采用無(wú)速度傳感器矢量控制，具有高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，且具有適合風(fēng)機(jī)、水泵的自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行。較為合適。

型號(hào)為：日立J300-150HFE

變轉(zhuǎn)矩時(shí)：UN=380V  IN=44A   PN變=15KW

由以上計(jì)算可知：IN變頻器>IN電機(jī)

   PN變>PNDMAX

因此選用J300-150HFE 15 KW變頻器可滿足要求。

(四)回風(fēng)機(jī)18.5KW 選用J300-150HFE 也可滿足要求，計(jì)算略。

二、節(jié)能效果：

(一)22KW送風(fēng)機(jī)：

1、正常運(yùn)行情況下電機(jī)所需容量：P1=11.90KW

2、改造后：(設(shè)電機(jī)輸出功率保持不變)

COSφ=0.95   U=0.38KV   P1=11.90KW

I2=P/(√3U COSφ)

  =11.90/(√3*0.38*0.95)

  =19.0366A

3、在保持輸出功率不變的情況下電流由24.733A降為19.037A，所節(jié)省電能為：

P節(jié)=√3U(I1-I2)COSφ

=√3*0.38*(24.733-19.037)*0.95

=3.5614KW

(二)18.5KW回風(fēng)機(jī)：

1、現(xiàn)行情況：

I=24.2A    U=0.38KV ，查<異步電動(dòng)機(jī)最佳運(yùn)行參數(shù)>，I3=24.692A   COSφ=0.777

P3=√3UI3COSφ3

  =√3*0.8*24.692*0.777

  =12.628KW

2、改造后：

COSφ=0.95  U =0.38KV  P3=12.628KW

I4= P3/(√3U COSφ)

  =12.628/(√3*0.38*0.95)

  =20.196A

3、在保持輸出功率不變情況下電流由24.2A降為20.196A所節(jié)省電能為：

P節(jié)=√3U(I3-I4)COSφ

=√3*0.38*(24.2-20.196)*0.95

=2.504KW

(三)非生產(chǎn)情況下節(jié)能分析：

下班后，可將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，這時(shí)只需保持室內(nèi)壓力及潔凈度即可。一般情況下轉(zhuǎn)速下降到20%時(shí)，最高運(yùn)行效率幾乎不變，但節(jié)能效果卻非常顯著。

P=(K3*PN)/η

1)K=N/NN  N:實(shí)際轉(zhuǎn)速  NN：額定轉(zhuǎn)速

∵N∝f    ∴K∝f

2)η：效率

3) P：電機(jī)所需功率

1、22KW送風(fēng)機(jī)節(jié)能情況

頻率	50	49	48	47
P輸出	11.90	11.20	10.52	9.884
P節(jié)	0	0.699	1.372	2.016

頻率	46	45	44	43
P輸出	9.266	8.675	8.110	7.569
P節(jié)	2.634	3.225	3.790	4.331

頻率	42	41	40
P輸出	7.053	6.561	6.093
P節(jié)	4.847	5.339	5.807

2、18.5KW回風(fēng)機(jī)節(jié)能情況

頻率	50	49	48	47
P輸出	12.628	11.89	11.17	10.49
P節(jié)	0	0.743	1.46	2.14

頻率	46	45	44	43
P輸出	9.83	9.21	8.61	8.03
P節(jié)	2.79	3.42	4.02	4.60

頻率	42	41	40
P輸出	7.49	6.96	6.47
P節(jié)	5.14	5.67	6.16

(四)節(jié)能效果計(jì)算：

1、工作時(shí)間節(jié)電量：(設(shè)工作時(shí)間為8小時(shí)，全年305天)

(3.5614+2.504)*8*305=14799.58KWh

2、非工作時(shí)間節(jié)電量：f=45HZ

(3.225+3.42)*16*305+(3.225+3.42)*24*60=41996.4KWh

3、全年節(jié)電量：

14799.58+41996.4=56795.98KWh

4、節(jié)約費(fèi)用:

工作時(shí)間：14799.58*(0.5583*1.5+0.037+0.01)*0.5+14799.58*(0.5583+0.037+0.01)*0.5=6544.74+4479.09=11023.83元

非工作時(shí)間：41996.4*0.25*(0.5583*1.5+0.037+0.01)+41996.4*0.75*(0.5583*0.5+0.037+0.01)=19558.77元

5、全年節(jié)約費(fèi)用：

11023.83+19558.77=30582.6元

6、投資費(fèi)用:日立J300-150HFE 每臺(tái)售價(jià)為16000元(包含配電柜及其它附件)，調(diào)試費(fèi)用為2400元，共須資金36800.00元。

7、投資回收期為：由上計(jì)算知，節(jié)約費(fèi)用為30582.60元，投資費(fèi)用為36800.00元，則投資回收期為：

N=(36800/30582.6)*12=14.44月

三、注意事項(xiàng)：

1、變頻器雖然具有很好的節(jié)能效果，但初投資大，回收周期長(zhǎng)；

2、轉(zhuǎn)速不能過(guò)低，避免電機(jī)過(guò)熱；

3、在變頻過(guò)程中應(yīng)避免與設(shè)備產(chǎn)生共振

4、諧波損耗較大，電磁波干擾，必要加裝濾波裝置。