超级节能变频器

发布于：2006/9/1 8:49:09 | 1239 次阅读

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一．何谓节能变频器
它是一种智慧型的交流感应电动机节能自动控制器，通过微型电脑的监测5000次/秒，并采用正弦脉宽调制，和调压控制方式，输出级选用大功率模块IGBT，使电脑机在任何负荷情况下均能获得效能的工作电压U1，来实现的节。以降压节能原理为主，还有调频（调速）的双重功能控制方案。原理框图如图一。
超能士具有67条操作主程序，50多条子程序，24种故障警报，9种功能自动保护，能在0.1秒时间内，在20%~100%范围改变U1值，反应快速灵敏，动态响应快，选用4~20MA 1~5V 标准信号源，可就地或远距离操作，功能十分齐全，功率从1.5~300KW共19种规格。按负荷性质、负荷变动量、运行工况参数不同，可达30%~50% 不等的节电效果，经济效益十分可观。
二. 超能士适用场合
超能士属V/F=C自控方式，但多一个U形特性曲线的监测器，其机械特性硬度较些，因此主要适用在恒转矩、二进制次方减转矩（风机，泵类）负荷，以及变动负荷、波动负荷、短时负荷、间隙负荷、周期负荷，尤其风机，泵类节电效果显著，故深受广大用户的欢迎。
三、超能士类同一般变频器之处
1.交流电动机使用变频器目的有二：一是调速; 二是节能（SMX是节能为主），但不论是，调速或节能都要改变频率，从1——50HZ内变化的，F改变越大，调速比就越大，F改变越小则节能就大。超能士是变频器一种，亦顺从这个规律的。
2.变频与变压关系亦类同一般变频器，因为在一定F变化范围内，为保持φM（MM）=C不变，要求U1/F=C，即F上升，U1下降，相反F下降U1上升，也就是说改变F同时要改变U1才行，否则是无法实用的。这种U/F=C称比例控制方式的变频器属代产品（目前还有矢量电压控制，矢量转矩控制）但在低频运行时≤20HZ ,φM跟随F下降要减少的,性能要变差。
3.频率下降<50HG属恒功率特性，下限F≮20HZ时为好，否则MM要下降，通风变差，电动机出力要减少，不能正常运行。频率上升 >50HZ属恒功率特性，当F > FH时，要考虑电动机机械强度是否许可，轴承能否承受高速运转，绝缘强度是否允许。若UI >UH，这是按V/√F=C控制方式。
四．超能士不同一变频器之处
4．1具有负荷临测功能——利用霍尔元伯以5000次/秒采样来临测负荷负化，利用U形特性曲线，自动调整电压值，做到输入电压，最小损耗，效率下来运行。具有随负荷的变化自动根据调节功效的功能，既动态调功率，这一般变频器选定U/F=C特性后静态（近似）调功率不相同的。
因此在同一频率下工作时，超能士比一般变频器能多节电约8~10%，而且即使在50HZ运行时亦有一定节电功效。
4．2变流电动机的U形特性曲线
交流电动机的U形特性曲线是研究在一定负载下，固定频率下的电流Ⅰ与电压U的关系，即I=F（U），见图二所示。
从曲线看出不同负载时，在A，B，C三点电流最小，因此输入有功功率最小，但实际使用不在这三点上，因存在不稳定性，而是在A，B，C三点偏右处，即X1，X2 ，X3三点，这是处于稳定工作区域，这就是超能士所独到之处有专门一块片（SUPER MIZER）依靠软件手来自动索完成的，日本日立公司J300系列变频器，亦有此项功能。所以可以认为：
超能士一般变频器+动态调功率+动态功率因数补偿+软起动。
五．超能士与一般变频器比较
功能
一般变频器
超能士
备注

控制方式
V/F=C
V/F=C

节电原理
降压
降压

基本功能
全有
全有
调频，多速度，转矩提升等到

负荷临测器
没有
有
与负荷有关

功率调节
静态
动态

COSΦ补偿
静态（较高）
动态COSΦ≈1
的值

效率N
较高

损耗
较小
最小

50HZ运行时
不节电
有节电

节电效果
1
1.08-1．1
超能士能多节电8—10%

硬件方片
CPU16位87C196
CPU16位87C196

价格系数
1
约1。2-1。4

六．降压节电的基本原理
交流电动机是各工矿企业、事业等单位，大量使用的主要原动机，约占60%~70%，因此是节能主要考虑对象，而且对各种节电方法比较后对电动机降压节电措施是十分有效可行的。从电动学中得知，电动机的电磁转矩MD∝U²1。I∝U1而P1=ND。N/975，P1∝U²1降低后（频率下降时）U1下降，P1就下降。但U1下降是随着I2变动自动下降的，并且使U1始终保持在合理运行状态，即令电动机的效率和功率因数值提高，对经常处于轻载和满载之间的变动负荷，以及通风机，泵类效果而显著。因为E1=4。44FWIΦ≈U1，当U1下降，主磁通Φ。亦下降。分析电动机的损耗有PFE铁耗，PCU耗，P风阻，P杂损等诸项，但PFE铁耗是主要的，约占30%总耗，随着PFE下降，则效率η=P2P1就提高。当然频率下降值，电压下降值，对不同类型负荷、运行工矿条件有一定的限制，以满足生产使用的要求才行，将从经验运行改为经济运行是目的。特别是各种风机、泵类降速后，节电效果成倍的增长，因为这类负荷P1∝n³关系。超能士以节能运行方式为主，亦可改变频率值完成调整的。
七、结论
超能士是个变频器，以U/F=C控制方式销售量多个负荷监视器，利U形用特性曲线，自动动态地调整有功功率.功率因数,因此n数率越高损耗越小是最经济全理的节能控制设备,具有一般变频器所有的功能,使用十分方便，而且节电效果比一般变频器高出8-10%，经济效益十分显著，是值得推广选用的，尤其在风机、泵类负荷上使用它，更突出效益。

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