1、引言
有著高效節(jié)能，便捷速調(diào)以及較大調(diào)速范圍等功能的現(xiàn)代變頻調(diào)速技術(shù)、能保障很多設(shè)備的正常運行。由于變頻器有著完善的保護功能，因此在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。無錫某地化工廠是一家生產(chǎn)硫酸的大型企業(yè)，每年需要消耗大量電能。如今節(jié)能降耗已是該廠降低運行成本的關(guān)鍵措施。
2、送風(fēng)機變頻改造情況
2.1 改造前狀況
該供風(fēng)系統(tǒng)采用380V 350kW風(fēng)機，靠調(diào)節(jié)風(fēng)道擋板控制送風(fēng)量以適應(yīng)生產(chǎn)負荷的變化。由于投建時風(fēng)機選型較大，出現(xiàn)“大馬拉小車”情況，大部分電能被消耗在風(fēng)道擋板上，從而使風(fēng)機效率下降。
該系統(tǒng)在運行過程中采用自耦降壓啟動方式，但啟動電流仍然較大，電機受到的機械、電氣沖擊較大，經(jīng)常發(fā)生轉(zhuǎn)子籠條斷裂的事故。
為了解決上述問題，決定對送風(fēng)機控制系統(tǒng)進行改造，利用電機變頻調(diào)速方法實現(xiàn)送風(fēng)量控制、電機軟啟動，達到節(jié)能和實現(xiàn)穩(wěn)定控制的目的。
2.2改造方案簡介
在原電機與開關(guān)之間增加一套變頻裝置，并保留了原有工頻回路做旁路，其電路結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
圖1中，變頻器采用杭州三科變頻技術(shù)有限公司的SKI600系列風(fēng)機變頻器，它是該系統(tǒng)的核心。變頻器的輸出電壓為0～380V，輸出頻率為0～650Hz。在實際使用中，變頻器上限頻率設(shè)置為50Hz。它由高性能數(shù)字處理器DSP控制，功率元件采用IGBT模塊，具有輸入、輸出波形好，諧波小等優(yōu)點。SKI600系列風(fēng)機變頻器保護功能齊全，包含了過壓、過流、欠壓、缺相、短路、過熱、瞬時停電保護等，能有效地保護電機及自身裝置，并且可查詢故障時各參數(shù)變化的記錄，大大地簡化了維護的工作量。
變頻器采用高精度調(diào)節(jié)電位器來給定輸出頻率，根據(jù)需要的風(fēng)量在現(xiàn)場調(diào)速。電位器通過屏蔽線與變頻器控制器連接，并且設(shè)置了低通濾波器以提高控制精度。通過Y1端口的輸出頻率信號作為現(xiàn)場監(jiān)控。由于采用了電氣互鎖裝置，使系統(tǒng)不會出現(xiàn)誤操作等意外事故。
由于該變頻器容量較大，為了減少dv/dt及di/dt對系統(tǒng)的干擾，在變頻器直流側(cè)增加了直流電抗器。
3、采用變頻器改造的效果
該系統(tǒng)風(fēng)機電機為350kW、額定電流629A、2極。原工頻工作時，平均運行電流530～590A，取550A計算，每小時耗電約317kWh（有功）；在投入變頻系統(tǒng)運行后，平均每小時耗電207kWh（有功），在變頻器輸入側(cè)（電源端）測試，電壓仍為380V，運行電流為280～320A，取300A計算；變頻系統(tǒng)功率因數(shù)取0.93；電價0.5元/kWh。
(1) 每小時節(jié)電
按有功計算，上式結(jié)果乘以上功率因數(shù)0.93
40%×0.93≈37%
每小時節(jié)電：317－207＝110(kWh)
(2) 年效益
該風(fēng)機為不停機運行，年運行365天，故年節(jié)電效益為：365×24×0.9×110×0.5≈43.4(萬元)
(3) 投資回收年限
該系統(tǒng)計劃投資約20余萬元，而當(dāng)改造完成后可年收益達約43.4萬元，按計算只需半年時間該項目就可收回投資；而且當(dāng)改造完成后既提升了生產(chǎn)效率，同時也節(jié)約了生產(chǎn)成本，整體的經(jīng)濟收效益有著明顯提升。
上述風(fēng)機變頻器應(yīng)用資料由杭州三科變頻器整理。
