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恩耐基四象变频领风骚
时间:2013-01-21  来源: EMCA  文章类别:原创  作者:刘真真
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核心提示:2012年7月16日,中国联塑集团河南联塑实业有限公司(以下简称“河南联塑”)设备部为河南恩耐基电气有限公司(以下简称“恩耐基电气”)出具了一份电气产品运行报告——《河南恩耐基电气75Kw四象限变频器运行报告》。
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  2012年7月16日,中国联塑集团河南联塑实业有限公司(以下简称“河南联塑”)设备部为河南恩耐基电气有限公司(以下简称“恩耐基电气”)出具了一份电气产品运行报告——《河南恩耐基电气75Kw四象限变频器运行报告》。运行报告显示恩耐基电气自主研发、生产的75KW四象限变频器在该公司水泵运行综合节能效果http://a.emca.cn/)为73.4%。即一台75KW的电机每天可以节电1392度,每度电费平均0.6142元,每天可以节省电费854.9元,一年可节省电费28.2万元,按照设备购置费用10万元的话,只需要四五个月即可收回投资。

  记者通过河南联塑总经理李锦松先生和设备科电气主管黄泳先生了解到,河南联塑这台75Kw四象限变频器投运的前后过程。

  河南联塑是联塑集团下属企业,成立于2007年10月,公司位于河南省周口市淮阳县,年塑胶生产能力十万余吨,秉承联塑集团强势的研发实力和品牌优势,发扬联塑“开拓进取、求实创新、科学管理、精益求精”的企业精神,2011年就提出对全厂进行节能减排的实干要求,并对各个部门下达明确的任务指标,尤其是设备管理科,节电年任务为500万元人民币。

  河南联塑设备科电气主管黄泳等人一年以来不断地挖掘公司电气设备的节能空间,同时都在市场寻找着最好效果的节能设备。针对此次现场的几台注塑用水泵,他们也考虑采取过多种节能措施:如调节水泵阀门开度,结果水压变化对工艺会造成影响;采用传统变频,结果衍生的谐波可能会影响到电气控制;更换节能电机,则投入大节能效果不够明显,另外老设备无处使用也会降低收益。

  2012年4月份,黄泳先生开始接触和了解恩耐基电气四象限变频器,经过近半个月的产品分析和恩耐基电气销售人员和技术人员的详细讲解,恩耐基电气四象限变频器被正式确定为河南联塑这几台水泵节能改造项目的使用设备。该台75Kw四象限变频器为该项目的一期计划,2012年5月上旬正式实施。现场安装、调试用时2天,2012年5月8日设备正式投用。当日实测电气数据显示节能效果非常之高:电动机全载运行时,设备总电流比原来减小一半以上;由于采用压力传感器进行闭环设计,根据压力传感器数据调整电机频率,调节出大量的低频率、低功率运行时间段,总功率下降十分明显;变频设备输入功率因数为0.998,谐波含量为3.67%;运行整整一个月之后,最终计算综合节电率就达到了此份报告上的69.8%。

  变频器中的佼佼者

  为什么传统的普通变频器只能节能15%-30%,而恩耐基的产品最高可以节能到70-80%呢?这需要从四象限变频器和普通变频器的基本原理进行分析。

  当电机工作在电动状态的时候,整流控制单元的DSP产生6路高频的PWM脉冲控制整流侧的6个IGBT的开通和关断。IGBT的开通和关断与输入电抗器共同作用产生了与输入电压相位一致的正弦电流波形,这样就消除了二极管整流产生的6K±1谐波。功率因数高达0.99,消除了对电网的谐波污染。此时能量从电网经由整流回路和逆变回路流向电机,变频器工作在第一、第三象限。

  当电动机工作在发电状态的时候,电机产生的能量通过逆变侧的IGBT桥路回馈到直流母线,当直流母线电压超过一定的值,整流侧能量回馈控制部分启动,将直流逆变成交流,通过控制逆变电压相位和幅值将能量回馈到电网,达到节能的效果。此时能量由电机通过逆变侧、整流侧流向电网,变频器工作在二、四象限。

  因为该变频器实现了数学坐标轴里四个象限的全范围工作,所以取名为“四象限变频器”,其性价比已经达到了传统设备的3-4倍。

  传统变频器设备的电气部分都是采用不可控的二极管或晶闸管整流和可控的IGBT逆变桥路来实现频率变化。假如对一台具有节能空间的75Kw电动机进行节能改造,按照传统变频技术方案进行,往往带来的后果是:虽然实现了节能的基本目标,但实际产生的谐波从另外一方面造成了能量损耗和设备运行风险损耗,解决谐波问题又带来了另外一类设备的投资;另外,普通变频的使用不可变化电动机用电的功率因数,有时候甚至会造成一定的降低,无功补偿设备必须按照常规投用;如果出现有制动性能或者势能变化的工况,也就是电动机具有发电状态的工况,必然还需要增加制动单元或者能量回馈模块。而四象限变频器的投入使用避免了制动单元或者能量回馈模块的投入、谐波治理设备的投入、无功补偿设备的投入,加上自身的变频功能,其性价比已经有了3-4倍的增加,可以说是从多方面进行了节能减排。因此,四象限变频器从性价比上完全超越传统的变频设备,尤其运用在有制动需求或者势能变化的场合,如抽油机、举重机、吊车、桁车、传送带、港机、电梯等设备,节能效果将更加明显。

  就恩耐基四象限变频器的“独特的” “四合一”的功能,恩耐基的电气工程师也向记者现场做了演示,安装在一台油田抽油机上以后,当磕头机上升的时候,电表向前走了四个刻度,当磕头机下降的时候,电表的指针向回倒走了一个刻度,证明设备将自身的发电直接反馈给了电网。再看功率因数表一直在1左右,谐波测试3%左右,难怪电科院监测的领导和客户连连说,这才是真正的“绿色变频节能装置”。

  “单台75Kw四象限变频器在水泵上使用综合节能效果达到了将近70%,如果大面积推广,从能源节省上来说可以说是千秋之功,所以我们很快就和中国联塑集团总部联系分析了案例,准备进行全面的节能诊断和运用推广!”河南联塑总经理李锦松对该项目如此评价。

  科技服务未来

  河南恩耐基电气有限公司专注于电力电子技术的应用, 本着“和谐共赢、 创新超越、服务未来”的宗旨,将“恩耐基”的品牌发展成为市场著名品牌,为中国乃至全球节能减排贡献一份力量。

  四象限变频器的原理在多年前就已经有人提出,然而经历这么久没有几个国内公司能够很好地进行研制和推广,主要难题就是在其控制技术上。如今,河南恩耐基电气有限公司已经成功研发并投入使用,充分说明该技术已经趋于成熟。四象限变频器不但能够成功像普通变频设备一样对电动机进行工作频率的调整来实现生产工艺的需求和对电能的节省,而且从电力使用过程中解决了普通变频设备使用带来的负面影响,真正实现了绿色用能,从设备性能、节能效果、用电质量来比较,四象限变频是经得起市场考验的变频设备,也是电机拖动发展的必然趋势!

  节能减排是一个需要多方位思维支撑的事业,正如四象限变频器,不单纯考虑到对能源使用的节省,同时还考虑到了对多余能量的回馈、对衍生浪费的避免等等。恩耐基程董事长表示,“我国为实现节能减排目标提出的合同能源管理政策正在全面实施,然而在实际操作过程中节能服务公司遇到了多种问题,譬如:设备节能效果、投资收益比、服务对象经营可靠性等等,都不同程度导致合同签订时间拉长至4-6年,大大增加了合同能源管理实施的风险。如果采用恩耐基的产品来给类似的客户做节能改造,投资一千万元,大概半年即可收回投资,当年即可回报100%。由此来推算,节能服务合同将不再需要签订到3年以上!”

  记者从联塑集团了解到,他们采用恩耐基的132KW的节能设备也已正常投入使用,节能率高达73%,每天节省电费1400元/台,每年就这一台设备可为公司节约45万元电费,他们的设备主管宁先生在电话里连连表示,投资12万元/台购买恩耐基的产品进行节能改造,是不错的选择。

  四象限变频器独有的优越性,对高耗能企业来说是个好帮手,特别是在工业处理中,如造纸、金属、采矿、水泥制造、电力应用、化工和石油天然气等行业应用广泛。恩耐基董事长预测,凭借四象限变频器的技术与市场占有率的优势,结合当前国内节能减排的规划政策及能耗企业节能减排的指标要求,四象限变频器未来将具有良好销售前景及成长空间。恩耐基电气同时在电能质量优化行业也取得了巨大的突破,自主研发和生产的静止无功发生器已经顺利投入市场,产品运行效果同样十分出众。

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