VEC變頻器應用在飲料行業(yè)的節(jié)能改造上

東莞市兆天機電科技有限公司的變頻器以成熟的V/F控制和矢量控制技術,設備運行一年來未出現(xiàn)任何故障，得到了公司領導和設備部門工程師的一致好評。在飲料生產線的節(jié)能改造應用中,改善了設備的運行穩(wěn)定性,可靠性,經濟性,節(jié)省了電能,為企業(yè)創(chuàng)造了效益。

節(jié)能原理介紹：

變頻器節(jié)能功能 通常在設計中，用戶電機設計功率比實際需要的高出很多，這樣容易形成人們常說的：“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成電能的浪費，而且無計可施；利用變頻器可以通過適當降低電機的運行頻率，恰到好處地滿足各種參數(shù)的需求，從而輕易地將此部分電能節(jié)約下來。普通電機改成變頻器拖動時，電機轉速會較以前下降很多，根據(jù)變頻器的工作原理，即U/f特性圖知道：

當頻率f（轉速）越高時，則變頻器輸出電壓越高，根據(jù)輸出功率P=UIcos?知道，U越高，則輸出功率越高，反之，則越低。這樣，普通電機改成變頻調速后，電動機無須全速運行，即轉速比原來要慢，亦即變頻器輸出較低頻率，相應輸出較低電壓，相應輸出較低的功率。根據(jù)我們的改造經驗，與負載相當?shù)牧?，也相應輸出較低功率就可以了，因此輸出功率比一般有20％以上，最高可達40％的節(jié)電率。

設備安全

中國已成為繼美國之后的世界第二電力消費大國，我國的“電荒危機”在每年酷夏如約而至；因此，節(jié)能型產品深受政府倡導和消費者青昧。隨著節(jié)能法的頒布與實施，節(jié)能作為企業(yè)提高生產效率，降低能源消耗，降低生產經營成本的重要手段，已普遍被人們所認識和接受。節(jié)能不但利國利民，增加企業(yè)經濟效益，也利于樹立企業(yè)社會形象，產生良好的社會效益，同時提高設備自動化水平、降低設備維修率，延長設備使用壽命。因此，節(jié)約每一度電有一定的現(xiàn)實意義了。

動態(tài)功率補償功能

無功功率不但增加線損和設備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低，降低了電網的有功功率，S2=P2+Q2，當cos?≈1時，Q=SΧsin?≈0，此時有功功率P≈S。變頻器的動態(tài)功率因數(shù)補償功能可使無功功率近似為0，從而增大電網的有功功率，減少了無功損耗。另外，功率因數(shù)的改善還可以節(jié)省很大一部分電網容量，直觀的體現(xiàn)在電機的升溫降低，噪音降低、供電發(fā)電機機組溫升降低、噪音降低、耗電量大幅度降低，大大地延長設備維修周期及使用壽命。

軟啟動器節(jié)電功能

由于電機啟動時，會對電機和供電電網造成嚴重的沖擊，而且還會對電網容量要求過高，啟動時產生的大電流和震動設備的使用壽命極為不利。因變頻器的軟啟動功能將使得啟動電流遠遠低于額定電流，實現(xiàn)電機真正意義上的軟啟動，不但減少了對電網的沖擊和對供電容量的要求，更對設備的使用壽命、磨損有明顯的改善。 用電設備配電狀況

1.制冷系統(tǒng)（共11組）

• 灌注間空調塔電機 功率22KW 2臺一用一備風機5.5KW
• 辦公室空調水泵電機功率15KW2臺 一用一備風機5.5KW
• 茶線APV冷卻水泵電機功率15KW 2臺 一用一備風機5.5KW
• 茶線冷卻塔泵電機功率30KW2臺一用一備 風機7.5KW
• 冷庫果汁灌裝間冷卻水泵電機 功率22KW 2臺一用一備 風機7.5KW 實測數(shù)據(jù)22KW：電流32.8A?功率因數(shù)0.87電壓383V 實測7.5KW風機：電流11.3A功率因數(shù)0.32電壓383V 夏天2臺同時開機，24小時不停機實際工作功率51.5KW
• 果汁外包，酒精冷凍機組 冷卻水泵電機功率22KW 2臺， 兩臺全部投入工作。風機7.5KW 實測電機數(shù)據(jù)： （1）22KW電機： 電流33A功率因數(shù)0.87電壓383V （2）22KW電機： 電流30A功率因數(shù)0.85電壓383V （3）7.5KW風機：電流11A功率因數(shù)0.4電壓383V 實際工作功率51.5KW
• 果汁APV冷卻水泵電機 功率11KW 2臺一用一備風機3.7KW2臺 實測11KW電機：電流20A 功率因數(shù)0.8電壓385V （1）3.7KW風機：電流4.6A 功率因數(shù)0.4電壓385V （2） 3.7KW風機：電流4.4A 功率因數(shù)0.4電壓385V 實際工作功率18.5KW
• 冷庫冷卻水泵電機已裝變頻器
• CSDC線冷凍機組，冷凍液循環(huán)水泵電機 功率15KW 3臺 兩用一備 風機4KW 1臺 實測循環(huán)水泵15KW:電流22A 功率因數(shù)0.86 電壓385V 15KW: 電流25A 功率因數(shù) 0.87 電壓385V 風機4KW：電流5.5A 功率因數(shù)0.65電壓385V 空調循環(huán)水泵11KW一臺實測：電流18.9A功率因數(shù)0.86電壓385V 空調循環(huán)風機7.5KW一臺實測：電流8.9A功率因數(shù) 0.83電壓385V 實際工作功率52.5KW
• 冷凍系統(tǒng)已安裝丹佛斯變頻器設備。
• 溶糖冷卻水泵電機功率15KW 2臺一用一備風機4KW1臺 1天工作6小時，當天沒開，未有實測數(shù)據(jù)。 實際工作功率19KW 2、空壓機房系統(tǒng) 配一臺37KW空壓機 110KW 2臺 一般是37KW空壓機工作，當壓力不夠時再自動啟用一臺110KW空壓機 實測110KW數(shù)據(jù)：電流84.4A-185A?功率因數(shù) 0.446 空氣壓力控制5.5KG開啟,8KG開始停機卸載 加載時間2分鐘空轉時間6分鐘停機7分鐘 3、污水處理系統(tǒng) 羅茨風機37KW3臺一用二備8小時/天輪換工作，出風門開度只有50％ 實測37KW風機:電流66.4A功率因數(shù)0.82電壓365V 4、冷凍庫主機組 主機共10組，實測控制柜總電流213.6A功率因數(shù)0.8電壓362V 由于冷凍庫制冷主機控制柜與總電源距離400-500米,出現(xiàn)線損造成一定壓降25V左右 5、灌裝生產線4條 冷卻水泵電機 7.5KW X 4個循環(huán)水泵電機 5.5KW X 12個風機3.7 X 4臺 6、凈水處理系統(tǒng) 45KW水泵一臺設定出水壓力14-15KG 閥門后10KG. 18.5KW水泵一臺 11KW水泵一臺

節(jié)能技改實施方案

1.制冷系統(tǒng)
• 灌注間空調塔5.5KW風機安裝一臺我公司生產的VEC-V6-5R5F3型專用變頻器。
• 辦公室空調5.5KW風機安裝一臺我公司生產的VEC-V6-5R5F3型專用變頻器。
• 茶線冷卻機組水泵15KW電機安裝一臺我公司生產的VEC-V6-015F3型水泵專用變頻節(jié)能設備.實現(xiàn) 一臺變頻設備控制兩臺電機，按需求自動切換（一拖二模式）. 為5.5KW風機安裝一臺我公司生產的VEC-V6-5R5F3型專用變頻器
• 茶線冷卻機組水泵30KW電機安裝一臺我公司生產的VEC-V6-030F3型水泵專用變頻節(jié)能設備. 實現(xiàn)一臺變頻設備控制兩臺電機，按需求自動切換（一拖二模式） 為7.5KW風機安裝一臺我公司生產的VEC-V6-5R5F3型專用變頻器.
• 冷卻機組水泵22KW電機安裝一臺我公司生產的VEC-V6-045F3型水泵專用變頻設備。實現(xiàn)一臺變頻節(jié)能設備控制兩臺電機，按需求自動切換（一拖二模式）,因夏天2 臺22KW同時開機,所以選用VEC-V6-045F3型安裝. 為7.5KW風機安裝一臺我公司生產的VEC-V6-7R5F3型風機專用變頻器.
• 冷卻機組水泵22KW電機安裝兩臺我公司生產的VEC-V6-022F型水泵專用變頻器. 為7.5KW風機安裝一臺我公司生產的VEC-V6-7R5F型風機專用變頻器
• 冷卻機組水泵11KW電機安裝一臺我公司生產的VEC-V6-011F3型水泵專用變頻設備. 實現(xiàn)一臺變頻節(jié)能設備控制兩臺電機，按需求自動切換（一拖二模式）. 為2臺3.7KW風機各安裝一臺我公司生產的VEC-V6-004G3型專用變頻器.
• 冷卻機組水泵15KW電機安裝兩臺我公司生產的VEC-V6-015F3型水泵專用變頻設備。實現(xiàn)一臺變頻節(jié)能設備控制二臺電機，按需求自動切換（一拖二模式）為4KW風機安裝一臺我公司生產的VEC-V6-004G3型專用變頻器
• 空調循環(huán)水泵11KW電機安裝一臺我公司生產VEC-V6-011F3型水泵專用變頻器 為7.5KW風機安裝一臺我公司生產VEC-V6-7R5F型專用變頻器
• 溶糖冷卻機組水泵15KW電機安裝一臺我公司生產的VEC-V6-015F3型水泵專用變頻設備. 實現(xiàn)一臺變頻節(jié)能設備控制兩臺電機，按需求自動切換（一拖二模式） 為4KW風機安裝一臺我公司生產VEC-V6-004G3型專用變頻器

2.灌裝車間

4條生產線上的4個冷卻水泵7.5KW電機安裝4臺我公司生產VEC-V6-7R5F型水泵專用變頻器 為4臺3.7KW冷卻風機安裝4臺我公司生產VEC-V6-004G3型專用變頻器 為循環(huán)水泵12臺5.5KW電機安裝12臺我公司生產VEC-V6-5R5F型水泵專用變頻器

3.凈水處理系統(tǒng)一臺45KW水泵電機安裝一臺我公司生產VEC-V6-045F3型水泵專用變頻器一臺18.5KW水泵電機安裝一臺我公司生產VEC-V6-018F3型水泵專用變頻器 一臺11KW水泵電機安裝一臺我公司生產VEC-V6-011F3型水泵專用變頻器

4、空壓機房 為110KW空壓機安裝一臺我公司生的VEC-V6-110G3型專用變頻節(jié)能系統(tǒng)設備,停開37KW的空壓機,只使用一臺110KW空壓機已經滿足目前需求量,減少110KW空壓機頻繁起動造成的浪費.

5、污水處理系統(tǒng)風機 對三臺37KW風機并聯(lián)安裝一臺我公司生產的VEC-V6-037F3型專用變頻器 更改控制線路，實現(xiàn)變頻器設備拖3臺電機使用，使電機自動輪換工作。 在任何時間工作都處于節(jié)電狀態(tài)，增加工變頻轉換保護系統(tǒng)，保證不影響風機的正常運作。

6、冷凍庫系統(tǒng) 針對主線壓降問題進行改造，用就地無功補償方式，實現(xiàn)提高功率因數(shù)至0.95，減少線損的目的.

關于變頻器

我公司研發(fā)和生產的VEC-V6-F與VEC-V6-G型變頻器，集當今電子技術應用于電機拖動控制的成熟技術，優(yōu)化的SPWM調制技術，模塊化的設計，體積小巧，性能優(yōu)越，采用優(yōu)化正弦波PWM V/F控制,減少諧波影響,低速大轉矩,擁有多段速擺頻功能?？赏ㄟ^溫度或壓力傳感PID閉環(huán)控制功能,實現(xiàn)一拖二或一拖三多功能控制。能承受150%至200％的電流沖擊，故障自動復位再起動。具有工、變頻切換，過載、過流、欠壓、過壓、過熱等多種保護功能。適用中國的電網和工況。

節(jié)電估算 根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析

1. 制冷系統(tǒng)\灌裝車間\凈水處理系統(tǒng)水泵、風機平均節(jié)電達30%以上
2. 空壓機房平均節(jié)電達25%以上
3. 污水處理系統(tǒng)風機節(jié)電40%以上

施改成本及回收期

制冷系統(tǒng)\灌裝車間\凈水處理水泵、風機系統(tǒng)使用變頻節(jié)能改造成本回收期為7.6個月，該系統(tǒng)工作功率共計484KW,以每日工作16小時，每月工作26天，電費平均0.8元/KWH計算; 空壓機房使用變頻節(jié)能改造成本回收期為6個月，以該系統(tǒng)設備電機功率為110KW，每日工作16小時，每月工作26日計，電費平均0.8元/KWH計算； 污水處理系統(tǒng)風機使用變頻節(jié)能改造，成本回收期為4.3個月，以該系統(tǒng)設備電機功率為37KW，每日工作24小時，每月工作30日計，電費平均0.8元/KWH計算； 冷凍庫系統(tǒng)針對電源主線產生壓降問題進行就地無功補償改造安裝無功補償柜，（所有元器件均采用進口元器件）

總結

在飲料生產線的節(jié)能工程改造中，東莞市兆天機電科技有限公司以其成熟的變頻器技術和成熟的工程應用經驗，順利完成了本次改造任務，進一步奠定了兆天科技在變頻技術工程應用領域的堅實基礎。

東莞市兆天機電科技有限公司 

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