發布日期：2022-04-27 點擊率：53
變頻器電氣調節異步電機和永磁電機的轉數。此外，避免了在電網內直接工作的電機的力矩沖擊和負載沖擊。更準確地說，電機能平緩的，無極地啟動和停止。這一運用效果在運行性能中體現地越來越明顯。同樣通過變頻器的推動，可以達到小心翼翼和舒適的加速和減速。
對于泵和空壓機的作用是十分明顯的：整個驅動鏈通過電機、泵和管道系統來保證。通過這一方式，轉數調節中材料磨損明顯降低了。設備的使用壽命提高了，維修和維護成本降低了。能量需求較傳統的沒有安置變頻器的驅動方案也顯著降低了，通常傳統變頻器的有效功率數平均在97%左右。也就是說，僅有3%理論應該被節省的能量在變頻器自身的啟動中被消耗。不僅于此，通過泵的轉數調節工作點可以精確地按照每一個設備要求進行調節。
圖1 泵和空壓機經常在變換的負荷下工作，因此可以節約大量的能量
在用可變負載運用中的大經濟效益潛力
在變化的負載運作時，泵和空壓機中變頻器的使用能提高功效。其中一個例子是，在住宅和特殊用途建筑中，高效制冷壓縮機提供了節能化的供熱系統：傳統的制冷壓縮機僅僅只能進行開或關，而高效制冷壓縮機通過裝配變頻器，現代化熱泵能自動按所需調節。
級聯泵系統同樣非常適用于多變要求的使用。很多小型的泵能夠承載所需的最大運輸量，當承載需求較小時可僅使用一個泵，剩下的泵則等待各自投入使用。當需求承載量增加時，泵將一個接著一個被激活和調整。當需求降低時，泵又將逐級停止工作。這個由變頻器作用下的靈活的開啟和關閉，與不使用變頻器時相比，明顯地提高了效率和節省了材料。同樣，也適用于由變頻器調節的真空泵，因為有時泵也會面對快速負載切換。
首先在節能的角度下，歐洲ErP-章程(與能源相關的產品)2005/32/EC和2009/125/EG致力于變頻器的使用。它于2005年被歐洲委員會通過：為了在歐盟內與能源消耗相關產品的環保態勢能夠得到調整。至此，兩個決定性的工作階段已經完成，從2015起要進入第三階段。
前兩個工作階段是定義每個產品在經濟效益上的優先需求。例如，來自ErP準則的規定，從2011年起，只有“節能等級IE2或更高等級“的電機允許在交通系統中采用。自2015年初起，額定功率為從7.5至375KW的電機必須嚴格的遵守節能等級IE3，或者采用變頻器控制。永磁電機(PM電機)滿足了IE3(高級節能等級)和IE4(超級節能等級)。因此它們推動了泵的能源優化前行的可能性。
服務于低轉速區的經濟高效永磁電機
于此同時，高效永磁發機(PM電機)已經達到了節能等級IE4標準甚至更高的要求。所以在這動力技術領域內某些供應商會被誤導將它說明為IE5電機，盡管這個等級還未被定義。節能等級是根據電機的額定工作點來區分的。當低于額定工作點時，即在部分負載區域時，電機的節能性降低了。電機節能性的降低，是由其機械和拓撲性決定的。與異步電機不同，PM電機的節能性在部分負載時就已經體現了。
PM電機與變頻器相結合的一個重要特征是，電機通過變頻器得到最優化的調整，從而獲得想要的節能性。與三相交流異步電機相比，PM電機的優點便是控制范圍，更確切地說是部分負荷范圍：傳統的異步電機滿足IE3節能等級，在額定工作點時獲得最佳效率，而PM電機在明顯擴大的負荷范圍內，也能相應的高效的工作。因為泵多數情況下是在部分負荷時被驅動工作，這里便獲得了經濟上的優勢，即由于多數時候購置成本較高，則必須在一至兩年內分期償還。
使用這對高效IE4電機和相匹配的變頻器，確保了低廉的運行成本。舉一個具體的IE4電機列子：假設泵一直(即一天24小時，一周7天)工作，人們使用更高節能標準IE4、功率因子為93.6%變頻電機，來替代型號為30-KW-IE2、功率因子為90.7%的變頻電機，一年就可以節能7621kWh。改裝IE4電機后，功率因子提高了2.9%，若以12分/kWh來計算，那一年將節省約900歐元。
但專家們已經不再以電機的額定工作點為參照來計算了。因為由流程控制定義下的設備大多是通過轉速參數來調整的。評價電機效率除了額定工作點之外，還有不同的功率因子。電機在額定點時是最優化的，并視此時為最佳狀態，在額定點之外，電機相對有著較差的功率因子。由于在電流的計算方面存在著問題，所以至今消費者還不能準確評價。
2014年秋天公開的歐洲標準EN50598定義了8個工作點，限定了生產者未來電機損耗范圍(圖4)。對于消費者來說，可以撇開額定工作點，直觀的選擇，對比電機的節能性。而泵生產商多虧這一標準，可以在任意工作點參照相對應的數值，追溯計算功率因子，然后優化設備。
整套設備的系統高效性越來越重要
從2015年起，Er-P章程的第三階段已經制定好了，即“擴大的產品演算”。這可以理解為，將來不再單一關注單個組件的節能性，而是要考慮整個系統的節能性。EN50598標準同樣適用，它可以追蹤擴大了的產品途徑和定義電氣推進系統的有效作用等級。
歐洲泵制造協會得出結論，關注整個系統比關注單個組件能節能十倍以上。具體地來說，關注單個組件僅能節能5TWh,而關注整個系統則能節能59TWh。
為了能夠了解整個系統，首先供應商和生產商必須了解每個所需備貨組件的數據。這些可以通過節能等級從數學和測量技術方面來查明能量損失。EN50598所給定的有效作用等級也同樣適用。
國際標準IEC60034-30(轉動電氣機械-30部分)定義了異步電動機(感應電動機)的節能等級。通過三相交流電電機的擴大使用，新標準的修訂變的必不可少。 現有的IEC60034-30-1規定了在工作網絡中使用的電機，IEC60034-30-2規定了變頻器電機。已公開的IEC60034-30-2將從2016年開始實施。
新的標準說明了如何計算極限值
基于擴大的產品演算以及EN50598，新的標準是這樣計劃的：定義由調節元件和電機組成的驅動系統的能量損失或者說損失等級。標準不僅規定了極限值，還詳細說明了改如何計算，這樣就能用全球統一的技術方法來比較和測試制造廠商給出的數據。
在泵和空壓機中使用變頻器有著各種優勢，特別是能效方面，因為達到了歐洲ErP-準則所規定的參數指標。當然前提是互相匹配的變頻器和電機。
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