由日本埃萊克公司（AREX）電子工業(yè)株式會社制造的SUPER MIZER——SMX智慧型節(jié)能自動控制器，近幾年來在國內(nèi)外已較普遍地應(yīng)用，其節(jié)能效果十分明顯，的確是種*、有效、可靠和節(jié)能設(shè)備。

 

一．何謂節(jié)能變頻器

它是一種智慧型的交流感應(yīng)電動機節(jié)能自動控制器，通過微型電腦的監(jiān)測5000次/秒，并采用正弦脈寬調(diào)制，和調(diào)壓控制方式，輸出級選用大功率模塊IGBT，使電腦機在任何負(fù)荷情況下均能獲得*效能的工作電壓U1，來實現(xiàn)zui大程度的節(jié)。以降壓節(jié)能原理為主，還有調(diào)頻（調(diào)速）的雙重功能控制方案。原理框圖如圖一。

超能士具有67條操作主程序，50多條子程序，24種故障警報，9種功能自動保護，能在0.1秒時間內(nèi)，在20%~*范圍改變U1值，反應(yīng)快速靈敏，動態(tài)響應(yīng)快，選用4~20MA 1~5V 標(biāo)準(zhǔn)信號源，可就地或遠(yuǎn)距離操作，功能十分齊全，功率從1.5~300KW共19種規(guī)格。按負(fù)荷性質(zhì)、負(fù)荷變動量、運行工況參數(shù)不同，可達(dá)30%~50% 不等的節(jié)電效果，經(jīng)濟效益十分可觀。

二. 超能士適用場合

超能士屬V/F=C自控方式，但多一個U形特性曲線的監(jiān)測器，其機械特性硬度較 些，因此主要適用在恒轉(zhuǎn)矩、二進(jìn)制次方減轉(zhuǎn)矩（風(fēng)機，泵類）負(fù)荷，以及變動負(fù)荷、波動負(fù)荷、短時負(fù)荷、間隙負(fù)荷、周期負(fù)荷，尤其風(fēng)機，泵類節(jié)電*，故深受廣大用戶的歡迎。

三、超能士類同一般變頻器之處

1.交流電動機使用變頻器目的有二 ：一是調(diào)速; 二是節(jié)能（SMX是節(jié)能為主），但不論是，調(diào)速或節(jié)能都要改變頻率，從1——50HZ內(nèi)變化的，F(xiàn)改變越大，調(diào)速比就越大，F(xiàn)改變越小則節(jié)能就大。超能士是變頻器一種，亦順從這個規(guī)律的。

2.變頻與變壓關(guān)系亦類同一般變頻器，因為在一定F變化范圍內(nèi)，為保持φM（MM）=C不變，要求U1/F=C，即F上升，U1下降，相反F下降U1上升，也就是說改變F同時要改變U1才行，否則是無法實用的。這種U/F=C稱比例控制方式的變頻器屬*代產(chǎn)品（目前還有矢量電壓控制，矢量轉(zhuǎn)矩控制）但在低頻運行時≤20HZ ,φM跟隨F下降要減少的,性能要變差。

3.頻率下降<50HG屬恒功率特性，下限F≮20HZ時為好，否則MM要下降，通風(fēng)變差，電動機出力要減少，不能正常運行。頻率上升 >50HZ屬恒功率特性，當(dāng)F > FH時，要考慮電動機機械強度是否許可，軸承能否承受高速運轉(zhuǎn)，絕緣強度是否允許。若UI >UH，這是按V/√F=C控制方式。

四．超能士不同一變頻器之處

4．1具有負(fù)荷臨測功能——利用霍爾元伯以5000次/秒采樣來臨測負(fù)荷負(fù)化，利用U形特性曲線，自動調(diào)整電壓值，做到zui低輸入電壓，zui小損耗，zui率下來運行。具有隨負(fù)荷的變化自動根據(jù)調(diào)節(jié)功效的功能，既動態(tài)調(diào)功率，這一般變頻器選定U/F=C特性后靜態(tài)（近似）調(diào)功率不相同的。

因此在同一頻率下工作時，超能士比一般變頻器能多節(jié)電約8~10%，而且即使在50HZ運行時亦有一定節(jié)電功效。

4．2變流電動機的U形特性曲線

交流電動機的U形特性曲線是研究在一定負(fù)載下，固定頻率下的電流Ⅰ與電壓U的關(guān)系，即I=F（U），見圖二所示。

從曲線看出不同負(fù)載時，在A，B，C三點電流zui小，因此輸入有功功率zui小，但實際使用不在這三點上，因存在不穩(wěn)定性，而是在A，B，C三點偏右處，即X1，X2 ，X3三點，這是處于穩(wěn)定工作區(qū)域，這就是超能士所獨到之處有專門一塊片（SUPER MIZER）依靠軟件手來自動索完成的，日本日立公司J300系列變頻器，亦有此項功能。所以可以認(rèn)為：

超能士一般變頻器+動態(tài)調(diào)功率+動態(tài)功率因數(shù)補償+軟起動。

五．超能士與一般變頻器比較

功能
一般變頻器
超能士
備注

控制方式
V/F=C
V/F=C


節(jié)電原理
降壓
降壓


基本功能
全有
全有
調(diào)頻，多速度，轉(zhuǎn)矩提升等到

負(fù)荷臨測器
沒有
有
與負(fù)荷有關(guān)

功率調(diào)節(jié)
靜態(tài)
動態(tài)


COSΦ補償
靜態(tài)（較高）
動態(tài)COSΦ≈1
一次的值

效率N
較高
zui高


損耗
較小
zui小


50HZ運行時
不節(jié)電
有節(jié)電


節(jié)電效果
1
1.08-1．1
超能士能多節(jié)電8—10%

硬件方片
CPU16位87C196
CPU16位87C196


價格系數(shù)
1
約1。2-1。4

 

 

六．降壓節(jié)電的基本原理

交流電動機是各工礦企業(yè)、事業(yè)等單位，大量使用的主要原動機，約占60%~70%，因此是節(jié)能主要考慮對象，而且對各種節(jié)電方法比較后對電動機降壓節(jié)電措施是十分有效可行的。從電動學(xué)中得知，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩MD∝U?1。I∝U1而P1=ND。N/975，P1∝U?1降低后（頻率下降時）U1下降，P1就下降。但U1下降是隨著I2變動自動下降的，并且使U1始終保持在*合理運行狀態(tài)，即令電動機的效率和功率因數(shù)值提高，對經(jīng)常處于輕載和滿載之間的變動負(fù)荷，以及通風(fēng)機，泵類效果而顯著。因為E1=4。44FWIΦ≈U1，當(dāng)U1下降，主磁通Φ。亦下降。分析電動機的損耗有PFE鐵耗，PCU耗，P風(fēng)阻，P雜損等諸項，但PFE鐵耗是主要的，約占30%總耗，隨著PFE下降，則效率η=P2P1就提高。當(dāng)然頻率下降值，電壓下降值，對不同類型負(fù)荷、運行工礦條件有一定的限制，以滿足生產(chǎn)使用的要求才行，將從經(jīng)驗運行改為經(jīng)濟運行是目的。特別是各種風(fēng)機、泵類降速后，節(jié)電效果成倍的增長，因為這類負(fù)荷P1∝n?關(guān)系。超能士以節(jié)能運行方式為主，亦可改變頻率值完成調(diào)整的。

七、結(jié)論

超能士是個變頻器，以U/F=C控制方式銷售量 多個負(fù)荷監(jiān)視器，利U形用特性曲線，自動動態(tài)地調(diào)整有功功率.功率因數(shù),因此n數(shù)率越高損耗越小是全理的節(jié)能控制設(shè)備,具有一般變頻器所有的功能,使用十分方便，而且節(jié)電效果比一般變頻器高出8-10%，經(jīng)濟效益十分顯著，是值得推廣選用的，尤其在風(fēng)機、泵類負(fù)荷上使用它，更突出效益。