Analyse von Prinzipien und Anwendungen von VFD -Energieeinsparung (Teil 2)

Analyse vonVFDEnergieeinsparungsprinzipien und Anwendungen (Teil 2)

4. Zusammenfassung der Energiesparquellen:

Drossungsverluste beseitigen: Dies ist der größte Energieeinsparungspunkt. Mechanische Drosselmethoden wie Ventile, Dämpfer und Dämpfer verschwenden keine Energie mehr, sondern reduzieren den Leistungseingang der Antriebsquelle direkt.
Reduzierung motorischer Verluste:

• Kupferverlust (I²R): Der Strom (i) wird reduziert (da das Lastdrehmoment mit dem Quadrat der Geschwindigkeit abnimmt), wodurch der Widerstandsverlust (Kupferverlust) in den motorischen Wicklungen signifikant verringert wird.
• Eisenverlust (Wirbelstrom, Hysterese): Obwohl der Eisenverlust mit Frequenz und Fluss zusammenhängt, bleibt der Fluss konstant und die Verringerung der Frequenz führt im Allgemeinen zu einer leichten Abnahme des Eisenverlusts (obwohl die Spannung auch verringert ist). Gesamtverluste werden verringert.
• Mechanischer Verlust (Reibung, Windage): Die Senkung der Geschwindigkeit verringert den Verlust von Lagern oder Lüfterkühlung.
• Soft Start-Energieeinsparung: VFDs liefern ein reibungsloses Start (weicher Start), wodurch der Einschaltstrom von 5-7-fachen des Nennstroms vermieden wird, der während des Starts der direkten Leistungsfrequenz auftreten kann. Obwohl die Energieeinsparungen eines einzelnen Startups bescheiden sind, können die kumulativen Energieeinsparungen für Geräte, die häufig starten und stoppt, erheblich sein, was die Auswirkungen auf das Stromnetz und die Geräte verringert.

Verbesserung des Leistungsfaktors: Der DC-Bus-Kondensator innerhalb des VFD bietet eine reaktive Leistungskompensation, wodurch der Eingangs-Side-Leistungsfaktor nahe der Einheit (typischerweise über 0,95) führt, wodurch reaktive Stromübertragungsverluste am Raster reduziert werden. (Während diese Einsparungen hauptsächlich auf der Netzseite auftreten, können sie manchmal auch die Stromkonditionierungsrechnung des Benutzers reduzieren.)

Schlüsselpunkte und Anwendungsumfang
Signifikante Energieeinsparungen: VFDs bieten die signifikantesten Energieeinsparungen für variable Torque-Lasten (Lastleistung ist proportional zum Geschwindigkeitswürfel), wie Lüfter, Pumpen und Kompressoren, die normalerweise 20% -50% oder sogar höher erreichen.

Konstante Torque-Lasten: Bei konstanten Drehmomentlasten (Lastdrehmoment, das nur wenig mit Geschwindigkeit variiert) wie Förderer und Mischern, liegt der Hauptvorteil des VFD in der stufenlosen Geschwindigkeitsregulierung und der optimierten Prozesssteuerung und nicht direkte Leistungseinsparungen (da die Leistung proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit ist). Die Optimierung der Betriebsgeschwindigkeit (z. B. das Vermeiden von Hochgeschwindigkeitsbetrieb ohne Last) kann jedoch auch Energieeinsparungen erzielen. Wechselrichterintrinsische Verluste: Der Wechselrichter selbst erzeugt ebenfalls ungefähr 3% bis 5% Stromverluste (hauptsächlich Schalt- und Leitungsverluste in den Leistungsgeräten). Wenn der Motor bei nahezu voller Ladung und Geschwindigkeit arbeitet, kann die Verwendung eines Wechselrichters etwas weniger Strom verbrauchen als bei voller Frequenz. Daher sind Wechselrichter am besten für Anwendungen mit großen Lastschwankungen und häufigem Betrieb bei mittleren bis niedrigen Lasten geeignet.
Optimale Systemeffizienz: Eine hohe Systemeffizienz über den gesamten Geschwindigkeitsbereich erfordert die Auswahl eines passenden Wechselrichters und Motors sowie die Einstellung geeigneter Parameter.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Kern der energiesparenden Vorteile des Wechselrichters in seiner Fähigkeit liegt, die Ausgangsleistung des Motors dynamisch und präzise anhand des tatsächlichen Lastbedarfs und nicht auf einer festen Ausgangsleistung anzupassen. Dies reduziert die Geschwindigkeit von Lasten wie Lüfter und Pumpen erheblich, wodurch erhebliche Stromeinsparungen erzielt werden (nach dem Gesetz) und gleichzeitig den Energieabfall vermeiden, der mit dem herkömmlichen mechanischen Drossel verbunden ist.