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推出精品:菱士达变频器
2012/7/30 16:58:33

LSD-K7000空压机、水泵专用恒压变频器           
   

 

LSD-K7000空压机、水泵专用恒压变频器
■功率范围:
●5.5K-300KW(AC400V)
■主要用途:
●根据空压机、水泵当前的工作状态,如压力到达预设值,
电机卸载后运行,产生不必要的电需,从而浪费电能;加装
变频器后,设定所需压力,如压力超过设定值时,变频器开
始减速,使压力恒定在设定值范围,变频器控制空压机或水
泵电机自动调整转速,在压力基本不变的状况下使所用设备
达到最佳的节能效果。


■技术特点:
●采用32位电机专用CPU,高精度频率输出,分辨率高达0.01Hz。
●内置RS485通讯接口,自带简易PLC与PID功能控制。
●具有转矩补偿,死区补偿的功能。
●具有自动电压调整,停电再启动功能。
●具有过流、过压、过载、过热、缺相等多项故障保护功能。
●载波频率可调,载波频率高达16KHz,静音运行。
●低速额定转矩输出0.2Hz,启动可输出150%的额定转矩。
●内置压力显示屏,在线设定、检测压力,既方便、更直观。
●内置压力变送器,无需再添加任何装置,既可实现恒压改造。
●所有数据出厂前都已调试完成,使安装更加简单,操作更加方便。

 

变频器在供水系统中的应用   

摘要:本文分析了供水处理过程中,将变频器应用于水泵的节能原理,提出了采用台州市菱士达电器有限公司生产的LSD-P7000变频器作为水泵变频器件的设计方案,采用P7000变频器后,供水系统运行稳定。
  根据贵厂实际情况,工厂用水是由一台水泵将外源水抽至工厂储水池,再由另外一台水泵根据工厂实际用水量的大小来将水供给工厂使用。
  在一般情况下,水泵采用恒速交流电动机拖动,而用水量却是变化的,为了保证水池的正常供水,工人要在现场经常调节挡板或阀门开度大小来控制水泵的抽水量,或者将水池中用不完的水白白流掉。这样做不仅增大了工人的劳动强度,而且有大量的电能浪费在水泵阀门阻力的损失上。因此就要求水泵处于变工况运行,若利用变频器进行调速,以调节电动机转速的方法取代调节挡板或阀门,则不仅可以减轻工人劳动强度,还能达到节约电能目的,对提高企业经济效益有重要意义。
水泵变频器控制节能原理
1、水泵特性分析
根据离心泵特性曲线的有关公式:
               P=K1Qh (1)
               Q=K2n (2)
               H=K3n2 (3)
               由(1)、(2)、(3)式得:
               P=k4n3 (4)
               P/Q=K5n2 (5)
               式中:K1,K2,K3,K4,K5为常数:
               P为泵机轴功率;
               Q为泵机流量;
               H为泵机扬程;
               n为泵机转速。
(1)式中说明在相同的轴功率下,若通过出口阀门调节泵机流量,将引起泵机扬程的相应改变,流量越小,扬程变得越大,但实际抽水时,由于扬程是基本不变的,由此就产生了更多的富余扬程。
(4)式说明泵机轴功率与转速的立方成正比,若设法降低转速,就可以减小泵机轴功率,再由(1)可知,就可实现流量或扬程的自由调节。
(5)式说明单位时间内,排放每m3 水能耗(即功耗)与转速立方成正比,这说明在达到实际供水流量前提下,转速越小,功耗越小。
2、电机特性分析
根据交流电动机的工作原理:
             n=60\p.f(I-s) (6)
             式中:f为电机的电源频率;
             p为电机的磁极对数;
             S为转差率。
由于电机的S和P为常数,所以(6)式可知电机的转速与电源频率有固定的正比例关系。
3、节能原理
  由电机特性分析可知,均匀改变电机供电频率F,就可以平滑地改变电动机的转速,从而改变泵机的转速;结合泵机特性分析,降低电动机转速,电动机输入功率也随之减少,泵机轴功率就相应减少。这就是变频器控制水泵的节能原理。
  另外,水泵起动时的急扭和突然停机时的水锤现象往往容易造成管道松动或破裂,严重的可能造成电机的损坏,水泵采用变频器调速以后,可以根据工艺的需要,实现泵机的软启和软停,从而使急扭及水锤现象得到解决。而且在用水量不大的情况下,可以降低泵机的转速,这样不仅避免了水泵长期工作在满负荷状态,造成的电机过早的老化,而且变频器的软启动大大减小泵机启动时对机械的冲击,也具有节能的作用,其节电率一般在15%-40%左右。
水泵变频控制设计
变频器选用台州市菱士达电器有限公司开发生产的LSD-P7000变频器作为就频调速系统的执行单元。LSD-P7000系列变频器是高性能空间电压矢量控制通用变频器。
它具有如下特点:
■ 16位电机控制专用微处理器,高精度频率输出。
■ 新颖的功率累计功能,观察节能效果更直观方便。
■ 独特时间累计功能,可以显示单次通电运行时间,累计运行时间。
■ 多信号输入,内置简易PLC,自动化控制更方便。
■ 参数交互功能,设定方便。
■ 载波频率可调,静音运行。
■ 控制方式多样化,通用性强。
■ 内置PID调节功能,闭环控制简单。
■ 低速额定转矩输出,运行稳定。
■ 键盘操作方便,可在运行时在线调整和设定有关参数
■ 内置刹车单元,快速停车。
■ 风扇的运行状态可以控制,调度和运行更简易方便。
■ 多样的变频器运行状态参数显示,对控制信号和负载有关情况一目了然。
  假定系统被控对象为1台30KW水泵电机,保留电机的原工频启动单元,另加变频控制,两者通过机械电气联锁,既保证了泵机的正常运转,又便于系统的维修,液位测量变送器用于测量水池液位,并将液位信号变换成4~20mA标准电信号,供给LSD-P7000变频器。图一所示为LSD-P7000变频器控制泵面的结构框图。

     图一:LSD-P7000变频器控制泵机结构框图

 

LSD-P7000变频器

当工厂用水量增大时,水池水位则相应的下降,液后测量变送器将液位下降以电信号的形式传送给LSD-P7000水池供水变频器,使LSD-P7000变频器输出频率相应地增大,水泵电机转速上升,供水量也相应地加大,从而保持了水池液位的相对稳定。反之,则变频器输出频率降低,以保持水池水位不再上升。
4、结束语
  水泵在使用了LSD-P7000变频器控制以后,不但免去了许多繁琐的人工操作,降低了不安全隐患因素,并且使系统始终处于节能状态运行,延长了设备的使用寿命,减小了维修工作量和维修频率,还可以实现电机的软启动,使起动电压降低,减小对电网的大电流冲击,更好地适应了生产需要。而且菱士达电器有限公司的LSD-P7000变频器具有丰富的内部控制功能,可以很方便地与其他控制系统实现闭环自动控制。因此,在供水处理过程中使用变频器具有很好的应用价值和推广价值。

 

    说明,改造方案须用工频,变频双回路控制,变频改造并不改变水泵原有的控制原理,原水泵系统保护装置依然有效,并且工频/变频切换采用了电气,机械双重联锁,大大提高了系统的安全,可靠性。 
LSD-A7000变频器在锅炉风机变频节能改造应用        
 

摘 要:本文介绍了菱士达LSD-A7000变频器内置PID,简易PLC,对锅炉风机的改造,节能效果明显.
一、概述:
  目前在我国各行各业的各类机械与电气设备中与风机水泵配套的电机约占全国电机装机量的60%,耗用电能约占全国发电总量的三分之一。特别值得一提的是,大多数风机、水泵在使用过程中都存在大马拉小车的现象,加之因生产、工艺等方面的变化,需要经常调节气体和液体的流量、压力、温度等;目前,许多单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体或液体的流量、压力、温度等。这实际上是通过人为增加阻力的方式,并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体、液体流量调节的要求。这种落后的调节方式,不仅浪费了宝贵的能源,而且调节精度差,很难满足现代化工业生产及服务等方面的要求,负面效应十分严重。
  变频调速器的出现为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频调速性能日趋完美,已被广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益,推动了工业生产的自动化进程。
变频调速用于交流异步电机调速,其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。而且结构简单,调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著,已经成为交流电机调速的最新潮流。
二、变频节能原理:
  1. 风机运行曲线 (图略)
 
  采用变频器对风机进行控制,属于减少空气动力的节电方法,它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较, 具有明显的节电效果。
由图可以说明其节电原理:
  图中,曲线(1)为风机在恒定转速n1下的风压一风量(H―Q)特性,曲线(2) 为管网风阻特性(风门全开)。曲线(4) 为变频运行特性(风门全开)
  假设风机工作在A点效率最高,此时风压为H2,风量为Q1,轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比,在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求,风量需要从Q1减至Q2,这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力,使管网阻力特性变到曲线(3),系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出,风压反而增加,轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然,轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式,风机转速由n1降到 n2,根据风机参数的比例定律,画出在转速n2风量(Q―H)特性,如曲线(4)所示。可见在满足同样风量Q2的情况下,风压H3大幅度降低,功率N3随着显著减少,用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=(H1-H3)×Q2,用面积BH1H3C表示。显然,节能的经济效果是十分明显的。
    2.风机在不同频率下的节能率
  风机是传送气体的机械设备,水泵是传送液体的机械设备,二者都是将电动机的轴功率转变为流体的机械能的一种机械,二者的工作原理基本相同。
  从流体力学原理得知,风机风量及水泵水流量与电机转速功率相关:风机水泵的风量(流量)与风机水泵(电机)的转速成正比,风机的风压、水泵的扬程与风机水泵(电机)的转速的平方成正比,风机水泵的轴功率等于风量与风压、流量与扬程的乘积,故风机水泵的轴功率与风机水泵(电机)的转速的二次方成正比(即风机水泵的轴功率与供电频率的二次方成正比):

 

频率f(Hz)
转速N%
流量Q%
扬程H%
轴功率P%
节电率
50
100%
100%
100%
100%
0.00%
45
90%
90%
81%
72.9%
27.10%
40
80%
80%
64%
51.2%
48.80%
35
70%
70%
49%
34.3%
65.70%
30
60%
60%
36%
21.6%
78.40%
25
50%
50%
25%
12.5%
87.5%

 

  根据上述原理可知改变风机水泵的转速就可改变风机水泵的功率。
例如:将供电频率由50Hz降为45Hz,则P45/P50=453/503=0.729,即P45=0.729P50
将供电频率由50 Hz降为40Hz,则P40/P50=403/503=0.512,即P40=0.512P50
三、锅炉风机的变频节能改造:
锅炉的变频节能改造通常是指对锅炉风机、水泵等附机的变频节能改造。
锅炉风机、水泵在设计时是按最大工况来考虑的,在实际使用中有很多时间风机都需要根据实际工况进行调节,传统的做法是用开关风门、阀门的方式进行调节,这种调节方式增大了供风、供水系统的节流损失,在启动时还会有启动冲击电流,且对系统本身的调节也是阶段性的,调节速度缓慢,减少损失的能力很有限,也使整个系统工作在波动状态;而通过在锅炉风机、水泵上加装变频调速器(装置)则可一劳永逸的解决好这些问题,可使系统工作状态平缓稳定,并可通过变频节能收回投资。锅炉的变频改造方案一例如下:
目前锅炉风机的装机概况:2×75KW,1×55KW。 (图略)
 
所有风机水泵均采用一对一(即一台变频器配一台电机)的配置方式,保留原工频系统且与变频系统互为备用,一般情况下的调节方式均为开环调节。
四、投资与节能:
  变频节能系统(装置)在各类调速系统中使用时其节能效果对于单台设备可做到20-55%,在风机水泵这类设备的一般应用的节能效果平均也可做到20-50%,在未受到其它因素的影响的情况下一般可取平均值,这些节能效果平均值是由实际应用中得到,权威性数据可由市场上公开出售的资料(书)查到;通过这些数据再进行一些简单的投资回收率的计算可知:变频节能系统(装置)的投资回收期一般为6-15个月(这是经验值也是权威数据)。
五、成功的应用案例
菱士达变频器的成功应用案例如下:

 

企 业 名 称
总装机容量
耗电KWH/日
节 电
锅炉吨位
投资回收期
KW
安装前
安装后
KWH
%
长春热力铁西热电公司
627
9594
5949
3645
37.99%
2×40+2×10
13
长春高新供热公司
414
6334
3901
2433
38.41%
2×20
12
大庆让湖开发小区
710
10863
6955
3908
35.97%
2×20+1×10
14
松源供热中心站
105
2140
1040
1100
51.4%
1×15
6
吉林东风县供热公司
502
7680
5562
2118
27.57%
1×30+2×20
15
黑龙江成福食品集团
 4×450
34560
20920
13640
39.47%
75
11
黑龙江成福食品集团
4×160
13920
8212
5708
41.01%
75
9
黑龙江省第一热电厂
200
4056
2594
1462
36.06%
40
10