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VSD效率
從 20 世紀 90 年代開始,隨著三相電機新 VSD 技術和變頻器的引入,開始使變速驅動變得簡單且經濟。VSD可以通過改變鼓風機的輸出頻率和轉速,以調整壓力與流量。與固定速度相比,在 VSD 上以額定速度運行的鼓風機具有相同的流量輸出,隨著降低所需的排氣量,使用 VSD 可以節省更多能耗。使用 VSD 運行的螺桿鼓風機的調節率為 60-70%,這意味著最小流量比最大流量節能 60-70%。對于任何具有用氣量波動大的應用場景,這些節省的成本很容易抵消 VSD 的投資成本。
VSD可靠性
綜上所述,VSD 與傳統正壓鼓風機(如羅茨鼓風機)結合使用可以帶來顯著的優勢。將 VSD與較新的正壓壓縮技術相結合,可將效率和可靠性提升到最高水平。螺桿鼓風機是PD(positive displacement)技術的改進,它使用鼓風機元件內的內部壓縮來提高能源效率。


根據原理圖可見,羅茨鼓風機只是將空氣從進氣口甩到出氣口,從而強制進入排氣管道,羅茨鼓風機的排氣壓力高低不取決于本身,而是由管網背壓來決定,該原理有效但效率低下。
螺桿鼓風機的設計,陰陽轉子的凹型齒數量不同,通過減少進氣口到出氣口的間隙體積實現內部壓縮,這種內壓縮比羅茨原理更有效。平均而言,螺桿鼓風機比相同流量的羅茨鼓風機效率高 30%,壓力越高,節能程度越顯著。
這種效率的提高還有一個額外的好處,螺桿鼓風機在 VSD協助下可以在較低用氣需求下通過降低電機轉速,進而降低(80-85%)能耗。
永磁同步電機
螺桿鼓風機和壓縮機的一個新特點是采用永磁同步電機。該技術已應用于高速離心鼓風機和其他旋轉類設備,讓采用 VSD 驅動器的螺桿鼓風機進一步提高效率和可靠性。
永磁電機比感應電機更高效,因為不需要額外的電能作用在轉子中感應磁場,磁場是由固定在轉子軸上的磁鐵產生的。這消除了“二次銅損”,使滿載效率提高 2-3%。永磁電機在部分負載下也具有接近恒定的功率因數,因此與感應電機相比,在較低負載下效率增益更高。最后,永磁電機更緊湊,通常用水或油冷卻。這意味著永磁電機可以達到IP66 等級,使其在極端的環境下具有更高的可靠性。

總結
VSD 技術確實極大地提高了可變負載應用的鼓風機能源效率,并且顯著提高了耐用性。隨著采用內壓縮的螺桿鼓風機的引入,PD 技術的進步也大大降低了這些產品的能耗。
這些設備令人難以置信的調節能力使需要寬流量范圍的工藝具有靈活性,從而最大程度地實現節能。
永磁同步電機的設計和驅動系統等附加功能將繼續為未來更高效、更可靠的使用場景提供解決方案。
