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使用西門子變頻器的三大誤區(qū)是哪些
誤區(qū)1、使用西門子變頻器都能節(jié)電
一些宣稱變頻調(diào)速器是節(jié)電控制產(chǎn)品，給人的感覺是只要使用西門子變頻調(diào)速器都能節(jié)電。實(shí)際上，變頻調(diào)速器之所以能夠節(jié)電，是因?yàn)槠淠軐﹄妱訖C(jī)進(jìn)行調(diào)速。如果說變頻調(diào)速器是節(jié)電控制產(chǎn)品的話，那么所有的調(diào)速設(shè)備也都可以說是節(jié)電控制產(chǎn)品。變頻調(diào)速器只不過比其它調(diào)速設(shè)備效率和功率因數(shù)略高罷了。
西門子變頻調(diào)速器能否實(shí)現(xiàn)節(jié)電，是由其負(fù)載的調(diào)速特性決定的。對于離心風(fēng)機(jī)、離心水泵這類負(fù)載，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。只要原來采用閥門控制流量，且不是滿負(fù)荷工作，改為調(diào)速運(yùn)行，均能實(shí)現(xiàn)節(jié)電。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降為原來的80%時，功率只有原來的51.2%。可見，變頻調(diào)速器在這類負(fù)載中的應(yīng)用，節(jié)電效果最為明顯。對于羅茨風(fēng)機(jī)這類負(fù)載，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的大小無關(guān)，即恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。若原來采用放風(fēng)閥放走多余風(fēng)量的方法調(diào)節(jié)風(fēng)量，改為調(diào)速運(yùn)行，也能實(shí)現(xiàn)節(jié)電。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降為原來的80%時，功率為原來的80%。比在離心風(fēng)機(jī)、離心水泵中的應(yīng)用節(jié)電效果要小得多。對于恒功率負(fù)載，功率與轉(zhuǎn)速的大小無關(guān)。水泥廠恒功率負(fù)載，如配料皮帶秤，在設(shè)定流量一定的條件下，當(dāng)料層厚時，皮帶速度減慢;當(dāng)料層薄時，皮帶速度加快。變頻調(diào)速器在這類負(fù)載中的應(yīng)用，不能節(jié)電。
與直流調(diào)速系統(tǒng)比較，直流電動機(jī)比交流電動機(jī)效率高、功率因數(shù)高，數(shù)字直流調(diào)速器與變頻調(diào)速器效率不相上下，甚至數(shù)字直流調(diào)速器比變頻調(diào)速器效率略高。所以，宣稱使用交流異步電動機(jī)和變頻調(diào)速器比使用直流電動機(jī)和直流調(diào)速器要節(jié)電，理論和實(shí)踐證明，這是不正確的。
誤區(qū)2、西門子變頻器的容量選擇以電動機(jī)額定功率為依據(jù)
相對于電動機(jī)來說，變頻調(diào)速器的價格較貴，因此在保證安全可靠運(yùn)行的前提下，合理地降低變頻調(diào)速器的容量就顯得十分有意義。
變頻調(diào)速器的功率指的是它適用的4極交流異步電動機(jī)的功率。由于同容量電動機(jī)，其極數(shù)不同，電動機(jī)額定電流不同。隨著電動機(jī)極數(shù)的增多，電動機(jī)額定電流增大。變頻調(diào)速器的容量選擇不能以電動機(jī)額定功率為依據(jù)。同時，對于原來未采用變頻器的改造項目，變頻調(diào)速器的容量選擇也不能以電動機(jī)額定電流為依據(jù)。這是因?yàn)椋妱訖C(jī)的容量選擇要考慮最大負(fù)荷、富裕系數(shù)、電動機(jī)規(guī)格等因素，往往富裕量較大，工業(yè)用電動機(jī)常常在50%～60%額定負(fù)荷下運(yùn)行。若以電動機(jī)額定電流為依據(jù)來選擇變頻調(diào)速器的容量，留有富裕量太大，造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，而可靠性并沒有因此得到提高。
對于鼠籠式電動機(jī)，變頻調(diào)速器的容量選擇應(yīng)以變頻器的額定電流大于或等于電動機(jī)的最大正常工作電流1.1倍為原則，這樣可以最大限度地節(jié)約資金。對于重載起動、高溫環(huán)境、繞線式電動機(jī)、同步電動機(jī)等條件下，變頻調(diào)速器的容量應(yīng)適當(dāng)加大。
對于一開始就采用變頻器的設(shè)計中，變頻器容量的選擇以電動機(jī)額定電流為依據(jù)無可厚非。這是因?yàn)榇藭r變頻器容量不能以實(shí)際運(yùn)行情況來選擇。當(dāng)然，為了減少投資，在有些場合，也可先不確定變頻器的容量，等設(shè)備實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間后，再根據(jù)實(shí)際電流進(jìn)行選擇。
誤區(qū)3、用視在功率計算無功補(bǔ)償節(jié)能收益
用視在功率計算無功補(bǔ)償節(jié)能效果。如原系統(tǒng)風(fēng)機(jī)工頻滿載工作時，電動機(jī)運(yùn)行電流為289A，采用變頻調(diào)速時，50Hz滿載運(yùn)行時的功率因數(shù)約為0.99，電流是257A，這是由于變頻器內(nèi)部濾波電容產(chǎn)生改善功率因數(shù)的作用。節(jié)能計算如下：ΔS=UI=×380×(289-257)=21kVA因此該文認(rèn)為其節(jié)能效果約為單機(jī)容量的11%左右。
實(shí)際分析：S即表示視在功率，即電壓與電流的乘積，電壓相同時，視在功率節(jié)約百分比與電流節(jié)約百分比是一回事。在有電抗的電路中，視在功率只是反映了配電系統(tǒng)的允許最大輸出能力，而不能反映電動機(jī)實(shí)際消耗的功率。電動機(jī)實(shí)際消耗的功率只能用有功功率表示。在該例中，雖用實(shí)際電流計算，但計算的是視在功率，而不是有功功率。我們知道，電動機(jī)實(shí)際消耗的功率是由風(fēng)機(jī)及其負(fù)載決定的。功率因數(shù)的提高并沒有改變風(fēng)機(jī)的負(fù)載，也沒有提高風(fēng)機(jī)的效率，風(fēng)機(jī)實(shí)際消耗的功率沒有減少。功率因數(shù)提高后，電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)也沒有改變，電動機(jī)定子電流并沒有減少，電動機(jī)消耗的有功功率和無功功率都沒有改變。功率因數(shù)提的原因是變頻器內(nèi)部濾波電容產(chǎn)生無功功率供給了電動機(jī)消耗。隨著功率因數(shù)提高，變頻器的實(shí)際輸入電流減少，從而減少了電網(wǎng)至變頻器之間的線損和變壓器的銅耗。同時，負(fù)荷電流減小，給變頻器供電的變壓器、開關(guān)、接觸器、導(dǎo)線等配電設(shè)備可以帶更多的負(fù)載。需要指出的是，如果象該例一樣不考慮線損和變壓器銅耗的節(jié)約，而考慮變頻器的損耗，變頻器在50Hz滿載運(yùn)行時，不僅沒有節(jié)能，而且還費(fèi)電。因此，用視在功率計算節(jié)能效果是不對的。