廣一水泵廠針對變頻調速的功率損失分析,大致體現在以下三方面:
1.變頻器自身的效率損失。由于生產廠家的不同,對變頻器的效率到底是多少的說法也不一致,效率等于0.92~0.98,級功率損失為2%~8%,平均5%。
2.功率因數地造成的無功功率損失。因變頻調速是改變電動機轉速,而電動機轉速下降之后,功率因數也必然下降,所以必行會造成無功功率損失。在考慮廣一管道泵變速節能選擇調速裝置時,人們往往只注重有功功率的節約和提高運行效率,而對功率因數cosψ這個無功功率消耗常常被忽視,這是不全面的。眾所周知,功率因數cosψ=有功功率/視在功率=P/S,而視在功率S=所以在有功功率不變的情況下,cosψ愈低,視在功率愈大,大量無功功率白白地浪費在線路上,使線路損耗增加,電壓質量下降(表1),供電線路的損耗△P為:
△P=(P²*R)/U²c(cosψ)²
式中P為系統的有功功率,Uc為負載端電壓;R為線路電阻;cosψ為系統的功率因數。
功率因數過低,對企業的經濟處罰也是挺厲害的。近些年隨著變頻調速技術的日趨完善,功率因數也逐步提高。據廣一水泵廠統計,目前功率因數cosψ可帶0.8~0.95,無功功率損失比液力調速要高。
3.電動機發熱造成的功率損失。普通電動機通過自設的冷卻系統冷卻,但在變頻調速過程中,其冷卻效果隨著電動機的轉速降低而下降,造成電動機發熱,必定損失一部分功率,對于長期運行在較低頻率且需要輸出較大轉矩的場合,電動機發熱更甚,有的需單獨設冷卻裝置。
關于液力偶合器(包括用在廣一水泵上的其他轉差調速裝置)的功率損失分析,長期以來,外界對液力偶合器的效率有誤解,只知道偶合器的效率等于轉速比,而不知道與不同的工作機匹配,偶合器的實際功率損失是不同的。
1液力偶合器與很力矩機械匹配,效率等于轉速比,調速范圍越大,損失的功率越多。所以偶合器用在恒力矩機械上,調速范圍不可超過1:0.85,否則不經濟。
2.液力偶合器與廣一水泵廠的離心機械匹配,因液力偶合器與離心機械特性相同,即均是功率與轉速的立方成正比,所以偶合器與工作機降速時功率同步下降,。雖然仍遵守效率等于轉速比的特性,但此效率不是輸出功率與額定功率之比,而是調速工況點的輸出功率(即該店的工作機功率)與廣一離心泵的泵輪功率之比。
由表2可見,液力偶合器與廣一水泵廠的離心機械匹配最大功率損失為額定功率的15.7%,最小功率損失為額定功率的3%,平均功率損失為11.4%。若能設法避開i=0.667附近長期工作,則效率還可以提高一些。那種仍為變頻調速的效率比液力調速的效率高20%多,顯然是不對了。
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