一、概述：

在工礦企業(yè)中大量地使用著風(fēng)機(jī)、水泵，這些機(jī)械一般都以交流電動機(jī)驅(qū)動。其中大部分電動機(jī)均不是工作在額定功率，而經(jīng)常只有額定功率的50%-70%，甚至更低。但電動機(jī)大部分處在恒速運(yùn)行狀態(tài)，并以檔板、閥門或放空回流的辦法進(jìn)行流量或壓力的調(diào)節(jié)，從而白白損失大量的電能，功率越大的風(fēng)機(jī)、水泵，損失的電能越多。高力風(fēng)機(jī)水泵智能節(jié)電器（以下簡稱GL-F） 是新一代技術(shù)的智能節(jié)電器，它綜合可編程技術(shù)、變頻技術(shù)、跟蹤調(diào)功技術(shù)、軟啟動技術(shù)、動態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償技術(shù)，通過PID閉環(huán)控制，自動跟蹤負(fù)載的工作狀況，實時調(diào)節(jié)供電功率，減少電能浪費(fèi)，大幅度節(jié)省電能。

 

二、適用范圍

1.冶金行業(yè)：送風(fēng)機(jī)、除塵風(fēng)機(jī)、加熱爐鼓風(fēng)機(jī)、氨水泵；燒結(jié)引風(fēng)機(jī)、熔煉鉛鋅冷卻泵、冷卻泵、清水泵、降溫排風(fēng)機(jī)、煤氣加壓站風(fēng)機(jī)等。

2.石化行業(yè)：注油泵、排污泵、清水泵、深井泵、加壓泵、輸油泵、供熱鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等。

3.電力、熱力行業(yè)：鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、補(bǔ)水泵、循環(huán)泵、疏水泵、灰漿泵、送風(fēng)機(jī)等。

4.建材行業(yè)：旋窯、立窯排風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)、集塵系統(tǒng)等。

5.礦山：礦井通風(fēng)機(jī)、抽水泵等。
6.紡織化纖廠：送風(fēng)機(jī)、冷卻水塔、清水泵、鍋爐風(fēng)機(jī)等。

7.造紙廠：鍋爐風(fēng)機(jī)、水泵、紙漿機(jī)等。

8.商場、賓館、寫字樓：送風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵、冷卻水塔、屋頂排風(fēng)機(jī)等。

 

三、節(jié)電原理

1.調(diào)速節(jié)電

風(fēng)機(jī)，是傳送氣體裝置。水泵，是傳送水或其它液體的裝置。就其結(jié)構(gòu)和工作原理而言，兩者基本相同?，F(xiàn)先以風(fēng)機(jī)為例加以說明。

采用GL-F對風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，屬于減少空氣動力的節(jié)電方法，它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果?！　∮蓤D可以說明其節(jié)電原理：

圖中，曲線（1）為風(fēng)機(jī)在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風(fēng)壓一風(fēng)量（H―Q）特性，曲線（2） 為管網(wǎng)風(fēng)阻特性（風(fēng)門全開）。

　　假設(shè)風(fēng)機(jī)工作在A點(diǎn)效率***高，此時風(fēng)壓為H2，風(fēng)量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風(fēng)量需要從Q1減至Q2，這時用調(diào)節(jié)風(fēng)門的方法相當(dāng)于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線（3），系統(tǒng)由原來的工況點(diǎn)A變到新的工況點(diǎn)B運(yùn)行。從圖中看出，風(fēng)壓反而增加，軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用GL-F內(nèi)置的變頻控制方式，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1降到 n2，根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2風(fēng)量（Q―H）特性，如曲線（4）所示?？梢娫跐M足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)電的經(jīng)濟(jì)效果是十分明顯的。

由流體力學(xué)可知，風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率N與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。采用GL-F進(jìn)行調(diào)速，當(dāng)風(fēng)量下降到80%時，轉(zhuǎn)速也下降到80%，而軸功率N將下降到額定功率的51.2%,如果風(fēng)量下降到60%,軸功率N可下降到額定功率的21.6%,當(dāng)然還需要考慮由于轉(zhuǎn)速降低會引起的效率降低及附加控制裝置的效率影響等.即使這樣,這個節(jié)電數(shù)字也是很可觀的,因此在裝有風(fēng)機(jī)水泵的機(jī)械中,采用轉(zhuǎn)速控制方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量,在節(jié)電上是個***有效的方法。

同理，水泵的節(jié)電原理也可由下圖說明：

　　

許多用泵場合都需在維持恒壓的情況下改變給水量（流量Q）從左圖可知：當(dāng)流量Q1降至Q2若不改變水泵轉(zhuǎn)速，揚(yáng)程將升至B工作點(diǎn)，其功率可用H2*Q2來計算，對應(yīng)面積BH20Q2。原A工作點(diǎn)功率Q1*HT圖上面積AHTOQ1，兩者所耗功率變化不大，如果我們降低轉(zhuǎn)速至（2）即可節(jié)電Q2*H2－Q2*HT=Q2（H2－HT），圖DBH2HT的面積即是節(jié)電值。再如流量變至Q3若仍以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，所需功率Q3*H1，浪費(fèi)能量為FCH1HT。

與風(fēng)機(jī)節(jié)電原理相同水泵電機(jī)輸出功率正比于轉(zhuǎn)速三次方關(guān)系，用GL-F進(jìn)行調(diào)速，流量下降，可保持恒壓HT 若轉(zhuǎn)速下降至額定轉(zhuǎn)速的80%，軸功率下降至額定功率的51.2%,流量下降至Q3,若使揚(yáng)程恒定,可使轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的70%,此時 軸功率是額定值的34.3%,節(jié)電達(dá)65.7%,經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

 

2. 軟起動節(jié)電

通常感應(yīng)電動機(jī)采用直接接入電網(wǎng)起動的方法，電動機(jī)的起動電流為額定時的5~7倍不僅損耗大，對電網(wǎng)沖擊也大，機(jī)械磨損，振動都大，如果用GL-F控制電機(jī)起動，可以將起動電流限制到1.2倍額定電流下，這樣起動耗電大大降低，既不沖擊電網(wǎng)，又不沖擊機(jī)械。

3.輕載降壓節(jié)電

任何利用交流感應(yīng)電動機(jī)作為電力傳動方式的生產(chǎn)機(jī)械，電動機(jī)的功率是按***大負(fù)荷期額定負(fù)荷選擇的。而工作時絕大部分不能滿載運(yùn)行，電動機(jī)工作于滿電壓、滿速度而負(fù)載很小，也會有很多時間輕載運(yùn)行，由電機(jī)設(shè)計和運(yùn)行特性可以知道，電動機(jī)只有運(yùn)行在滿載時才是效率***高、功率因數(shù)***佳狀況,輕載時造成許多不必要的電能損耗。GL-F采用檢測負(fù)載大小的方法，根據(jù)負(fù)載的減少，適當(dāng)降低定子電壓可以提高效率，這是因為當(dāng)輕載、空載時定子電流有功分量很小，而主要是勵磁的無功電流，因此COS￠很低，而空載損耗中占主要成份的是定子滿電壓的鐵損耗，一點(diǎn)沒有減少，所以效率很低。如果輕載時適當(dāng)降低定子電壓，見電機(jī)定子感應(yīng)電勢公式：

U₁≈E₁=4.44F₁N₁K_N1￠m

其中: U₁—定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)；K_N1由于輕載、空載時定子電流很小，可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降，所以U₁≈E₁，當(dāng)其他條件不變時，降低定子電壓U₁，則￠m比例下降,也即勵磁無功電流I_M也成比例下降，這樣定子電流中的無功分量減少了，COS￠就提高了，適當(dāng)控制可以接近***佳值。另外，其他條件不變，定子鐵耗：P_Fel= p_FeIN ×(U₁/ U_IN)²

其中：P_Fel—定子鐵耗；p_FeIN —定子額定鐵耗；

U_IN —定子額定端電壓。

可以看出，隨著U₁下降，P_Fel以平方比例迅速下降，這樣輕載、空載時占主要損耗的鐵耗大量減少，使電機(jī)的運(yùn)行效率大大提高，這就是輕載降壓節(jié)電的道理。

4.提升功率因數(shù)節(jié)電

因GL-F內(nèi)置了功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，可以功率因數(shù)大幅度提高，這樣可以節(jié)省很大的無功損耗，一般可節(jié)省30%左右，企業(yè)中的大容量設(shè)備后，GL-F可以增加不少新設(shè)備而不需擴(kuò)容。

以上所述的這些節(jié)電功能利用微電腦技術(shù)全集成于GL-F節(jié)電控制器一身，即：GL-F =變頻器+動態(tài)調(diào)功器+動態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償器+軟起動器

 

四、主要特點(diǎn)

■ 節(jié)電率達(dá)20%-60%

■有效防止機(jī)械磨損，延長電機(jī)使用的壽命，瞬時態(tài)轉(zhuǎn)矩反映；

■采用***新一代IGBT功率模塊，***大載波頻率達(dá)16kHz，靜音運(yùn)行；

■瞬時輸出電壓自動調(diào)整，即使輸入電網(wǎng)存在較大的波動，輸出電壓也基本保持不變；

■雙顯示屏數(shù)字鍵盤，控制方式靈活、方便；

■、回升制動等功能，適應(yīng)各種應(yīng)用場合;

■內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單；

■液晶字符、圖形顯示，中、英文顯示方式隨時設(shè)定，人機(jī)界面友好；

■雙鍵盤互動切換控制，本機(jī)、遠(yuǎn)程操作自由選擇；

■保護(hù)功能完善，具備電流限幅、過壓失速保護(hù)、短路、過流、過載、過壓時，系統(tǒng)均能即時保護(hù)。

 

五、產(chǎn)品系列

GL-F有低壓系列和高壓系列兩大類

低壓的是380V電壓級別。

高壓系列有3KV/6KV/10KV三種電壓級別適用電機(jī)功率范圍為250--2000KW

六、安裝圖示

 

七、GL-F節(jié)電器節(jié)電效果檢驗方法

GL-F節(jié)電器的節(jié)電效果檢測有以下幾種方法：

1．鉗形電流表測試：通過測試節(jié)電器投入前和投入后電機(jī)電流的變化，即可計算出大致的節(jié)電率。

2．有功電度表測試：通過測試電機(jī)在相同負(fù)荷條件下，節(jié)電器分別投入和斷開，電機(jī)運(yùn)行相同時間的電耗，即可算出實際的節(jié)電率。

3．電參數(shù)測試儀測試：通過測試電機(jī)在相同負(fù)荷條件下，節(jié)電器分別投入和斷開，電機(jī)運(yùn)行時的電流、有功、無功、功率因數(shù)等電參數(shù)，即可算出大致的節(jié)電率。

 

八、使用GL-F節(jié)電器前需要了解的情況

 

1．  了解風(fēng)機(jī)水泵的類型和用途

2．  了解風(fēng)機(jī)水泵所用電機(jī)的型號、銘牌標(biāo)稱值（電壓、電流、功率）、了解水泵風(fēng)機(jī)銘牌上的標(biāo)稱值，如水泵的設(shè)計揚(yáng)程（壓力）、設(shè)計流量；風(fēng)機(jī)的設(shè)計風(fēng)量、壓力。

3．  了解水泵風(fēng)機(jī)實際負(fù)荷的基本情況（包括負(fù)荷特性和運(yùn)行周期），如水泵的實際壓力、揚(yáng)程、流量、用什么方式調(diào)節(jié)壓力和流量、閥門的開度；風(fēng)機(jī)的實際壓力、風(fēng)量、用什么方式調(diào)節(jié)壓力和風(fēng)量，風(fēng)門或檔板的開度

4．  實測運(yùn)行時的電壓、電流。

5．  了解風(fēng)機(jī)水泵的工作時間及電費(fèi)單價。

詳細(xì)了解以上情況后請?zhí)顚?font color="#0909f7">》，然后根據(jù)調(diào)查表的數(shù)據(jù)參考下述條件判斷是否適合安裝GL-F節(jié)電器和安裝后大約的節(jié)電效果。

 

怎樣判斷一個應(yīng)用是否為一個好的節(jié)電應(yīng)用？

看銘牌標(biāo)稱的壓力、揚(yáng)程、流量、風(fēng)量與實際運(yùn)行時的壓力、揚(yáng)程、流量、風(fēng)量是否差別較大，差別越大，節(jié)電效果就越好；

看閥門、風(fēng)門或檔板的開度，閥門、風(fēng)門或檔板的開度低于90％以下，就會獲得比較好的節(jié)電效果；

 

對于沒有壓力、揚(yáng)程、流量、風(fēng)量富余的風(fēng)機(jī)水泵，將不是一個好的節(jié)電應(yīng)用，但可以作為此類電機(jī)的軟啟動器，因此，要注意避免在壓力、揚(yáng)程、流量、風(fēng)量富余的風(fēng)機(jī)水泵電機(jī)使用該節(jié)電器作為節(jié)能裝置。

 

下表列出了不同負(fù)荷狀況下可預(yù)期的節(jié)電效果，實際應(yīng)用時請以此為參照。

 

九、產(chǎn)品規(guī)格及尺寸

規(guī)格	尺寸（高*寬*厚）(mm)
5.5KW-7.5KW	700X350X330
11KW-18.5KW	800X400X360
22KW-30KW	900X450X420
37KW-55KW	1100X520X440
75KW-90KW	1200X560X460
110KW-132KW	1400X650X530
160KW-200KW	1700X574X440
220KW-315KW	2100X850X508