可変周波数ドライブは効率を向上させますか?

一般に、エネルギー消費と効率は、特に可変周波数ドライブ (VFD) が追加されてモーターとポンプの速度を変更する場合に、ポンプと同じ意味で呼ばれます。 実際には、他のすべてを一定に保ちながら VFD を追加すると、ポンプ効率 (η) は変化せず、実際には全体の効率 (ηOA) が低下します。

画像 1 と式 1 に表されているように、ポンプ効率はポンプ出力パワー (Pw – 流量と揚程の関数) とポンプ入力パワー (P) の比であり、速度が増減しない限り VFD の影響を受けません。

ここで、全体の効率を考慮すると、画像 1 ではポンプ出力電力 (Pw – 小さな赤い矢印) と制御 (VFD) 入力電力 (PDrive – 大きな赤い矢印) の比ですが、全体の効率が低下することがわかります。 VFD 全体の損失が大きくなり、モーターよりも VFD への電力が大きくなります。 また、VFD 出力によるモーター損失も徐々に増加しますが、これは一般にわずかであり、図には示されていません。

VFD の効率は高いため、損失は多くの場合控えめ (~3%) ですが、システム制御の効率によって大幅に上回る可能性があります。 ただし、VFD を追加すると全体の効率が低下するという前述の説明は、消費電力が増加することを意味するものではありません。VFD の目的はポンプの速度を制御し、動作点 (揚程と流量) を変更することであり、これにより流量が変化します。ポンプの出力電力と入力電力。

画像 2 を調べると、ポンプの性能 (揚程と出力対流量) が速度に応じてどのように変化するか、また、ポンプ効率と全体の効率が低下したとしても、速度を下げるために VFD を使用すると消費電力が削減されることが多い理由がわかります。

画像 2 は、100% 速度での最大流量 1,910 万リットル/日 (ML/d) および揚程 95 メートル (m)、最小流量 10.4 ML/d および 66 80% の速度で頭の m。 実際、ポンプ効率は、最高効率点 (BEP) の 84.5% から最大設計流量まで、最小設計流量では 80% まで低下します。

ただし、ポンプ入力電力 (kW) は約 245 kW から 100 kW に減少します。 対照的に、システム所有者が流量を減らすために (速度を下げるために VFD を使用する代わりに) 制御バルブを使用することを決定した場合、システムは 108 m (出力 = 175 kW) の 100% 速度ヘッドポイントで動作します。 80% の速度で 66 m (出力 = 100 kW) まで。 この例は、電力消費にはポンプ効率以上の重要性があることを示しています。

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