电机效率变化对变频改造节能效果的影响分析.docVIP

电机效率变化对变频改造节能效果的影响分析 丁旭元1 程林2 刘耀年3 (1.3．东北电力大学 吉林省 吉林市 132012；2.清华大学 北京市 海淀区 100084) 关键字：风机 变频改造 节能效果评估 电机效率Effect of Motor Efficiency on Energy saving Estimation of Frequency Conversion retrofits Xu-yuan Ding1, Lin-Cheng2, Yao-nian Liu3 1、3.： Dept. of Electrical Engineering, Northeast Dianli University, Jilin, China; 2：Dept. of Electrical Engineering, Tsinghua University, Beijing, China Abstract: Transformation of fan with frequency control is the key point of energy conservation project in motor system, and energy saving estimation is one of the most important parts of the transformation. The present estimation method did not consider the effect of motor efficiency varying with frequency control, but the derivation in the paper indicated the variation of motor efficiency is obvious. Therefore, the effect should be considered. The case study showed the effect taken on the results of the estimation demonstrating it is necessary to consider the motor efficiency in energy saving estimation. Keywords: fan; frequency control; energy saving estimation; motor efficiency 引言： 我国风机与泵的耗电量已占到全国总消费电能的40%以上 [1] 。其中风机所占比例较大，且大部分为变负荷运行。当前风机大多采用风门控制调节流量，风机效率低下,电能浪费严重。随着合同能源管理机制的推广和变频技术的发展，风机的变频调速改造项目得以大力推动，准确的节能效果评估是项目投资决策的重要环节。然而目前我国对风机变频改造的节能效果评估大都处于实践阶段，很多评估结果与实施后的实际情况存在差异，还没有形成统一的、精确的评估方法。当前方法中，文献[2-4]中的方法为基于比例定律的方法，文献[5-6]提出了基于风机效率的方法。这些方法存在的一个共同的问题是只考虑了变频后风机本身效率的提高，而忽略了电动机效率变化对节能效果的影响。论文通过理论推导分析了变频后电动机的效率的变化情况，指出电动机效率随频率变化明显、应该计及效率变化对节能效果的影响；通过一个实际的评估案例分析了电动机效率变化对节能效果的影响程度，结果表明了电动机效率变化对节能效果的影响较大、在节能评估中有必要计及电动机效率变化的影响。 风机的变频调速节能原理 风机的工作点为其本身特性曲线与管路特性曲线的交点，如1中a点。当风机的额定流量远大于实际需求流量时，为满足生产工艺需求大多采用风门控制增加管路阻力来调节流量，此时点如1中c点。 1 风机调速原理 Fig.1 Principles of Fan with Speed Control? 根据风机的比例定律：当输送流体的密度不变、仅转速变化时，输出流量、压力和轴功率与转速存在以下关系： （1-1） （1-2） （1-3） 改变电动机电源频率可改变电动机转速，风机特性随转速平移，工作点改变，如由图1中由a点移至b点。转 频率变化对电机效率的影响 由式（1-1） （2-1） 、分别为风机额定流量、额定转速。风机的转矩随转速平方成正比，则流量Q时风机的转矩倍数可表示为 （2-2） 设为转速为n时的控制频率图2[7]。 图2变频时异步电机等效电路