Page 71 - 《橡塑技术与装备》2021年5期（3月上半月 橡胶）
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机械与模具 李海峰 等·密炼机主机变频节能改造
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=63 000 kW h 再次混炼时速度恢复，变频为软启动方式，不会对电
电度电费（按照 0.9 元计算）=56 700 元 网和机械设备造成冲击，节能效果参考以下公式 ：
附加电费（未知）=0 元 空载功率 ： 18.4 kW
力率电费（功率因数 0.90 标准电费调整率，0.66 平均空载率 =8.28/12×32.3+3.72/12×5.7=28%。
对应 14%）=（基本电费 + 电度电费 + 附加电费） 节能（每天）： 12 h×28%×18.4 kW =62 kW
×14%=9 408 元。 1.3 节能改造后电费计算
合计电费 ( 年 )=(10 500+56 700+0+9 408)×12 月 基本电费（按照 42 元 250 kW 计算）=10 500 元
≈91.9 万元。 YE3 高效节能电机对比绕线电机节电率大于 5%
1.2 空载降速节能说明 加装变频器驱动控制节电率大于 5%
以下是工厂提供的数据 ： 电度电费（按照 0.9 元计算）=(2 100-62) ×30
预混每日（12 h）生产约 75 车料，每车料混炼时 天 ×0.9 元 ×90%=49 523 元
间 6.5 min，空载时间 3.1 min，空载率 =32.3%。 附加电费（未知）=0 元
终混每日（12 h）生产约 170 车料，每车料混炼 力率电费（功率因数 0.90 标准电费调整率，使
时间 4 min，空载时间 0.24 min，空载率 =5.7%。 用变频器后功率因数可达到 1，按照 0.95 计算对
由于预混和终混的最终车次应为一致，所以平均 应 -0.75%)=( 基本电费 + 电度电费 + 附加电费 )×(-
每日预混 12 h×0.69=8.28 h，终混 12 h×0.31=3.72 h。 0.75%)=(-450) 元。
工厂现在使用方式为间隔的未混炼时，为了避免 合计电费 ( 年 )=(10 500+49 523+0+(-450)）×12
设备的频繁启动对电网和设备造成的冲击，设备不停 月 ≈71.5 万元。
车，电机工频运行。这样的话会造成大量的电能浪费。 250 kW 变频电机 + 变频驱动器 VS 240 kW 工频
改造为变频节能后，可以在间隔的未混炼时选择降速 电机详见表 1。
节能的方式，速度降至零速待机，此时输出功率为零。
表 1 变频电机与工频电机对比
250 kW 高效变频电机 +315 kW 变频驱动器 240 kW 工频电机（老系统） 结论
（新系统）
过
载 过载能力强，峰值负载时不会造成电机转速 过载能力不足，会造成在负载峰值时， 高负载时的耗电量非常大，减短高负载时间
可有效降低电量消耗。同时也会减少混炼时
降低，或降低幅度较小、时间较短，使高负
能 载时间较短。 转速降低，造成高负载的时间长。 间，使空载降速节能的时间更长。
力
速 速度波动小对比速度波动大时，混炼的时间
度 控制方式为矢量控制，速度跟随性好，在负 控制方式为开环控制，速度跟随性差， 短，混炼时间短带来的直接好处就是节能。
在负载剧烈波动时，速度降低到恢复
载剧烈波动时，仍可以较精确的保持原有速
特 度。 往复波动非常大。 同时也会减少混炼时间，使空载降速节能的
性 时间更长。
理论上节电率可达 22.24%。（实际节电效果按照 用变频器启动后，启动电流可以从 0 升至电机额定电
最终检测为准）工厂实际节电率超过 30%。 流，减少了启动电流对电网的冲击还可节约了电能。
1.4 使用变频器可以带来的好处 （3）消除掉启动时对机械的冲击。因为变频启动
使用变频器控制带来的不光只有节能方面的好 是以一个设定好的斜坡时间从零速到达设定速度的（一
处，还有其它很多方面，例如 ： 般零速到额定转速为 10 s），平滑的启动也减少了启动
（1）新的驱动柜采用数字驱动器控制，具有自动 惯性对机械设备的大惯量的转速冲击，延长了机械设
化程度高、故障率低、过载能力强，并且具有完善的 备的使用寿命。
自诊断和信息指示功能，可大幅度降低维护、维修的 （4）灵活的生产工艺，转速可调。可根据生产需
难度及时间。 要设定转速，当转速降低后，节能的效果会呈立方性
（2）降低启动电流对电网的冲击，在电机全压启 变化。
动时，由于电机的启动力矩需要，要从电网吸收 6~7 （5）可以轻松实现正反转的切换，方便维护、维
倍的电机额定电流，而大的启动电流即浪费电力，对 修。
电网的电压波动损害也很大，增加了线损和变损。采 （6）更换为变频控制同时也是响应国家节能减排
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