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变频软起动器在中央空调水泵电机上的节电器节能应用

作者:admin 发布日期:2018/7/12 关注次数: 二维码分享

交流鼠笼型异步电动机是工业生产中应用较广泛的用电设备。但它是反电动势为主的负载,即它以反电动势来平衡外加电压。电机的反电动势随着转子转速的增加而逐渐增大,电动机在起动之初反电动势为0,所以起动时冲击电流很大,在电机容量较大时,会对电网及其他负载造成干扰甚至危害电网的安全运行。为了解决这个问题,智能节电器采用多种降压起动方式:早期的串联电抗或电阻起动方式、自祸变压器降压起动方式、星一三角转换起动器、晶闸管交流调压起动器;近年来随着电力电子技术的快速发展、大功率逆变器件的推出、可靠性极大提高和成本下降,节电器变频器被广泛应用于大功率交流电机的起动、调速和控制。

变频节电软起动器从Zo世纪so年代开始在电机起动、调速领域应用,随着PWM逆变、IPM功率器件、微电脑控制技术在电力电子控制电路中的广泛应用,现在已发展成为高性能智能型软起动器。目前变频器技术已相当成熟,可靠性极高,被广泛应用于交流传动控制系统,成为现代电气传动技术的一个主要发展方向。世界上许多知名电气公司都有功能完善的变频器系列产品。应用较多品牌有口本安川电机、三菱,德国西门子,英国欧路,ABB,台湾东元、台安等。

1。控制方案

反映生产车间机组的发热情况、体现冷冻效果的是回水温度T,。与进水T;之间的“温差”Ot,因为温差的大小反映了循环水从生产车间机组带走的热量。把温差△t作为控制的主要依据,通过变频调速实现温差控制是可取的。温差大,说明生产车间机组产生的热量多,则提高循环水泵的转速、加快冷冻水的循环,反之,温差小,说明生产车间机组产生的热量少,可以适当降低循环水泵的转速、减缓冷冻水的循环。

贵州快3 实际运行表明,把温差值控制在3}5℃的范围内是比较适宜的。

山于进水温度是随环境温度而改变的,因此,把温差恒定为某值并非上策。因为采用智能节电器时,所考虑的不仅仅是冷冻效果,还必须考虑节能效果。温差值定低了,水泵的平均转速上升,影响节能效果;温差值定高了,在进水温度偏高时,又会影响冷冻效果。实践表明,根据进水温度来随时调整温差的大小是可取的。即:进水温度低时,应主要着眼于节能效果,控制温差可是当地高一点;而在进水温度高时,则必须保证冷冻效果,控制温差应低一些。

考虑到节能和空调冷冻水的综合效果,智能节电器利用温差控制为主,进水温度控制为辅来控制冷冻水系统。用一台智能节电器控制一台冷冻水循环泵电机,具体方式:用温度传感器采集进水和出水温度,通过温差PID将温差量变为模拟量反馈给中央处理器,然后山中央处理器控制智能节电器输出为设定的低频值,电机转速减慢,水流量减少;当进水温度较高时,生产车间机组有更多的热量需要带走,这时中央处理器使智能节电器输出设定的较高频率值,电机转速加快,水流量增加,带走更多的热量;当进水温度较低时,中央处理器使智能节电器输出设定的较低频率值,减缓电机转速,控制水流量,达到节能的效果。这样能够根据系统实时需要,提供合适的流量,不会造成电能浪费。

2温度信号的转换

山于温度较低,变化范围也不大,故温度传感器以铂电阻(Pt100)为宜。对于信号转换,直接采用AL808温差PID,不但可将温度信号转换O}lOV的标准模拟量信号,而且可以显不回水温度、进水温度、温差值,使用起来很方便。

3软起动智能节电器配置方案

根据现场工况及中央空调水泵的使用特性,对37kW中央空调冷冻水泵采取一对一控制的方式配置软起动智能节电器,智能节电器型号为JEX-CHV 110-037T4 ,额定功率37kW,额定输出电流75A

智能节电器设置有远程和本地两种控制方式。保留原有的工频系统及其联动方式不变,且和智能节电器互为备用。

4 JEX-CHV110系列软起动智能节电器

贵州快3 JEX-CHV 110通用型矢量智能节电器采用高性能的矢量控制技术(电流矢量控制),强大的32bit ARM+16bit DSP双CPU控制方案,大大提高了运算速度,不但使低速时的输出转矩提高,而且加快了对负载变化的快速响应,提高了调速精度。采用矢量控制技术彻底解决过去1/F,控制方式影响生产周期的问题,同时提高节电率。此外宽电压设计以及转速跟踪功能保障了在电网电压波动频繁的情况下智能节电器仍能正常工作。

输入输出特性:输入电压范围,380/220V士巧%;输入频率范围,47}63Hz,输出电压范围,0一额定输入电压;输出频率范围,0}600Hz}    外围接口特性:可编程数字输入,6路输入,其中1路可作高速脉冲输入;可编程模拟量输入,All 0}lOV输入,AI2 O}lOV或0}20mA输入;开路集电极输出,1路;继电器输出,2路;模拟量输出,1路,分别可选0/4}20mA或0/2} l OV    技术性能特性:   (1)控制方式:开环矢量控制、V/F控制。    (2)过载能力:150%额定电流60x;180%额定电流10x0    (3)调速比:无PG矢量控制,1:100;有PG矢量控制,1:1000    (4)载波频率:1.0k } 16.OkHz,可根据温度和负载特性自动调整。

功能特性:    (1)频率设定方式:压力和流量两路信号比较输出,可采用数字、模拟量、脉冲频率、串行通信、多段速及简易PLC ,PID等设定,实现设定的组合和方式切换。    (2)信号转换板采用霍尔模块,将压力和流量比例阀的O}lA信号转换成O}lOV信号给智能节电器做反馈,也可以直接接O}lOV信号。    (3)低频转矩大:可快速起动,不影响生产周期。    (4)过载能力强:在重负载冲击下,不跳脱,保证生产和产品品质。    (5)IP54防护等级,全封闭设计,柜式、壁挂两用。防尘、防气、防腐蚀,环境适应能力强,延长设备使用寿命。    (6)内置直流电抗器(15kW以上型号),有效提高功率因数,抑制谐波。    (7)市电/节电运行双回路安全设计,确保系统无故障,不影响生产。    (8)具有自动复位、掉电复位功能,保证生产连续及生产效率。    (9)具有故障保护自锁功能。    (10)抗干扰能力强,输入/输出动力线均加装滤波磁环,强、弱电分开走线,充分考虑安全规范要求。    (11)内置PID调节器,可以方便地组成温度、压力、流量等过程量的闭环控制系统。    (12)简易PLC、多段速控制功能:16段速控制。    (13)瞬时停电不停机功能。    (14)转速追踪再起动功能:实现对旋转中的电机的无冲击平滑起动。    (15)QUICK/JOG键功能:用户自山定义的多功能快捷键。    (16)自动电压调整功能:当电网电压变化时,能自动保持输出电压恒定。    (17)提供多达27种故障保护功能:过流、过压、欠压、过温、缺相、过载等。




5节能改造效果

2010年5月,选用JEX-CHV 110-OSST4变频软起动节电器对公司医药包装制造部中央空调37kW冷冻水泵进行节能改造。保留原引风机自祸降压起动器,加装变频节电器与之并联使用。通过变频节电器内部市电/节电运行双回路安全保护设计,实现2套系统互锁。其中一套系统使用时另一套系统与电源及负载隔离,在保证变频器、自祸降压起动器安全的同时提高系统可靠性,确保系统无故障,不影响中央空调运行。

贵州快3 变频节电器控制方式改造后的效果:    (1)采用闭环控制,山操作台面板冷却水温设定电位器提供0} l OV信号,经All端子输入。空调机组冷却水温差信号经AI2输入,可按需要进行软件组态并设定温度进行PID调节,使电机输出功率随热负载的变化而变化,在满足使用要求的前提下达到较大限度的节能。    (2)变频降速运行和软起动,减少了振动、噪音和磨损,延长了设备维修周期和使用寿命,提高了设备的MTBF(平均故障维修时间)值,并减少了对电网冲击,提高了系统的可靠性    (3)智能节电器控制系统具有各种保护措施,使系统的运转率和安全可靠性大大提高。    (4)智能节电器控制系统与原控制系统互为互锁,不影响原系统的运行,在智能节电器控制系统检修或故障时,原控制系统照样可以正常运行。    (5)智能节电器全自动控制,运行频率山PID自动给定,无需人工调节,提高了自动化水平,运行安全可靠。    运行方式:山操作台起动、停比、市电/停比/节电模式开关控制节电器、自祸起动器的运行与停。

节电效果:水泵软起动变频节电器采用变频方式装置,通过改变水泵的起动状态及转速,从而改变中央空调系统工作状态,同时系统利用空调冷却水温度差反馈,组成闭环控制系统,确保空调机组处于良好的工作状态;空调水泵根据机组工况自动调整至合适转速,减少电机负荷,从而大大降低电能消耗;该装置自投运以来,智能节电器控制性能优异、工作可靠性高,节电效果明显,经跟踪测算节电率可达到30%。

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