無感矢量控制的永磁同步機在風機行業的節能應用

來源:歐瑞傳動 瀏覽量: 時間:04.30/2015

一、前言

風機已廣泛應用于冶金、石化、電力、城市軌道交通、紡織、船舶等國民經濟各領域以及各種場所的通風換氣。為了節省寶貴的資源變頻調速也早已應用在風機行業。驅動風機,大多數為三相交流異步電動機。
  PMSVC(永磁電機—無速度傳感器矢量控制)技術我公司自主研發具有完全自主知識產權的新技術。相同風機負載時PM-SVC控制的同步電機比IM-SVC控制的異步電機更節能。

二、風機負載下,PM-SVC控制比IM-SVC控制節能原理

同步電機和異步電機最大的區別在于同步電機的轉子是永磁體。起動時不需要無功勵磁電流,永磁體提供的磁通取代電勵磁,減少了定子電流和定子電阻損耗。
  正常運行時轉子轉速和定子磁場轉速一致,轉子上有永磁體靠永磁體的磁場就可以保證電機的正常運轉,轉子鼠籠條上沒有電流,定子上感應電流減小,功率因數高,沒有繞組損耗,轉子鐵耗也沒有,同步電機效率更高。
  相同的風機負載下,用同一臺變頻器帶載同功率的同步機和異步機,分別對應用PM-SVC控制和IM-SVC控制,在相同的風機轉速下同步機電流更小,耗電更少。

應用實例:
  E2000變頻器4.0Kw電機帶離心式風機測試能耗數據如下:



  
由以上數據可看出,相同風機負載條件下同步機比異步機節能,負載越重轉速越高同步機比異步機節能的絕對值值越大。以4.0Kw電機額速運行時省電為0.27Kw,一天即可省電6.48Kw.h,一年即可省電2365.2Kw.h,另外轉速越低同步機比異步機省電的相對比例越高。
  4.0kW的無感同步機其價格僅較同等功率異步機高10-20%左右,低于閉環控制的永磁同步伺服電機,我們按照4.0kW無感同步電機市面價800元計算,工業用電按照0.8/kW.h計算的話,每年僅節省下來的電足可以購買2.3臺同步電機,節能效果顯而易見。

三、PM-SVC相對于IM-SVC的控制優勢

除了節能效果顯著,PM-SVC控制與IM-SVC控制相比還具有以下優點:
  3.1可精確控制風量。從流體力學原理得知,風機風量與電機轉速功率相關:風機的風量與風機(電機)的轉速成正比,風機的風壓與風機(電機)的轉速的平方成正比,風機的軸功率等于風量與風壓的乘積,故風機的軸功率與風機(電機)的轉速的三次方成正比(即風機的軸功率與供電頻率的三次方成正比)。PM-SVC控制所用電機為同步機,n=60f/p。同步機無轉差,通過精確控制電機轉速實現更精確的控制風量。
  3.2操作簡單方便。本公司PM-SVC控制具有自動識別電機參數功能,靜止學習和旋轉學習兩種學習方式能滿足更所的應用場合。操作簡單方便。
  當然了,由于PM-SVC控制與IM-SVC相比因電機材質及控制方式不同,相同功率同步電機機的購買成本比普通的異步電機成本要高。但是后期通過節能,同步機耗電量少,最終的總成本同步機更低。而且從節能方面考慮符合可持續發展人文理念。(見上述計算結果)

四、結束語

同步機跟異步機相比在風機行業有諸多優點,控制精度高、操作簡單方便,最主要的是節能,耗電量降低。而且本公司PM-SVC控制技術已通過長時間的市場驗證,技術成熟。因此PM-SVC控制的永磁同步電機值得在風機行業推廣。
  不僅在風機行業如此,在紡織、塑機等行業,使用同步機控制能夠有效節省大量能源也得到了廣大客戶的高度認可。


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