從企業節能降耗的角度試析變頻器的運用

摘 要：文章從變頻器的工作原理出發，結合變頻器的運行功能，分析了變頻器安裝與維護中應注意的問題，并在此基礎上，重點分析了變頻器在企業節能降耗中的運用，以供參考。

關鍵詞：企業；節能降耗；變頻器

隨著低碳經濟的產生和發展，企業節能降耗也勢在必行。工業企業是我國經濟建設的重要部分，對國民經濟的發展有重要的影響，因此，工業企業應成為節能降耗的中堅力量。隨著科學技術的發展，變頻技術在企業節能降耗中的應用也不斷擴展，為企業注入新的生命力。因此，本文從變頻器工作的原理及變頻器運行功能入手，分析了變頻器對企業節能降耗的作用，提出了一些觀點和看法。

1 變頻器工作原理

變頻器是隨著微電子技術、應用變頻技術的發展和融合而產生的，變頻器最重要的作用是在正常工作狀態下，改變傳動系統的電源頻率，對工作電源、電壓進行調節，實現對電動機運行狀態的控制。從現代意義上說，變頻器是一種電力控制設備。當前，變頻器控制系統主要包括以下幾項：控制電路、信號檢測裝置、觸動式電路。在正常工作情況下，電動機電源輸出的交流電會直接進入到變頻器控制系統，在脈沖電路和控制電路的作用下，轉化成直流電，通過信號裝置的識別和控制電路的轉化作用發生電流逆變反應，能夠生成適用于各種電動機電源的交流電。

2 變頻器運行功能分析

在當前的技術條件下，變頻器是一種能夠用于三相異步電動機的電力設備，功能的多元化使其在工業企業中廣泛應用。對變頻器運行功能的分析有助于優化調整企業現存的各種資源，降低企業的能源消耗，發揮變頻器的最大作用。變頻器運行功能分析主要包括以下幾項：

2.1 變頻調速功能。調整變頻器的工作頻率，能夠對電動機的運轉速度進行調整，在此基礎上，控制電動機的工作電源，實現變頻器的變頻調速功能。但應該注意：變頻器系統的調節和電動機電源的調節需要根據電動機的額定電壓而定，在系統發現變頻器輸出額定頻率時，應終止整個調速作業。

2.2 變頻保護功能。從本質上看，變頻保護功能是變頻器在正常運行情況下的一種預防機制和防治機制，能夠及時發現變頻器運行中所隱藏的各種安全問題，通過自動切斷電流、瞬時停電、半導體冷卻等方法來保證系統的安全。

2.3 變頻轉矩功能。變頻器轉矩提升和輸出電壓呈正比關系，但變頻器轉矩的提升并非是由電壓提升來實現的。主要是因為電機電流中產生了轉矩分量、其他分量。通過矢量控制的方法，能夠對電機電流進行調節，對電機端的電壓進行適當補償。變頻器在工作過程中，轉矩提升需要配合工作電源的電流、電壓，才能有效避免電動機運行時間過長而導致的溫度過高問題。常規的變頻器由于電機電壓下降，導致旋轉力量不夠，電機啟動沖擊力較大，在變頻器供電情況下的沖擊力會有所降低。

3 變頻器安裝及維護

3.1 安裝環境：如果安裝的溫度較高或者是變化較大時，變頻器內部易出現凝露現象。如果濕度較大，變頻器的絕緣性能會大幅降低，甚至出現短路情況。

3.2 工作溫度。變頻器是由大功率電子元件構成的，容易受到溫度的影響。其工作溫度一般為0～55℃，盡量控制在40℃左右。如果是在控制箱內安裝變頻器，應根據說明書的要求將安裝到箱體的上部，不能將變頻器安裝到易發熱的元件周圍，還要保證控制箱的大小。

3.3 變頻器接地。變頻器正確接地能夠有效抑制噪聲、提高系統的穩定性。為了保證接地的可靠性，接地的電阻應盡可能小，接地導線的長度應小于5m，截面應大于4mm2。同時，還應該將變頻器接地與動力設備接地點隔開，不能共接。

3.4 腐蝕氣體。如果在變頻器工作環境中，腐蝕氣體的濃度較大，會損害元器件的印刷電路板、引線，還可能降低其絕緣性能，加速變頻器老化，縮短使用壽命。

3.5 變頻器散熱、防塵。在變頻器內部應裝有風扇，功率較大的變頻器還應該加裝排風扇。在所有進風口處都應該安裝防塵網，阻止雜物進入。在防塵網設計上應設計成可拆卸式，根據絮狀物情況、空氣粉塵量、季節變化情況定期檢查。

3.6 變頻器、電機之間的距離以及布線方法、電纜選用方法。首先，變頻器、電機之間的距應盡可能小，減小電纜電容，從而減少對發射源的干擾。其次，動力電纜和控制電纜要選擇屏蔽電纜，或者從電機到變頻器都用穿線管進行屏蔽。最后，電機電纜應與其他的電纜走線分開，保持在500mm以外。同時，電機電纜和其他電纜應保持平行，避免交叉。

3.7 避免變頻器對周圍儀器、設施、儀表設備的干擾。由于整流、變頻作用，變頻器在運行中會產生干擾電磁波，對周圍的設備。儀器造成嚴重干擾。因此，所有的元器件都應進行可靠接地，盡量選擇屏蔽電纜。

4 從企業節能降耗的角度試析變頻器的運用

以某工業企業為例，該企業安裝了30kW、18.5kW的矢量型變頻器，其壓力范圍為0.35～0.45MPa。變頻器的安裝，具有如下優點：一是減少了供電網絡的電流沖擊力，變頻的軟起動電流從0上升到額定值的過程中，公平啟動電流提升了4～7倍。二是恒定電壓，防止了電機間斷性關閉而影響電機壓力，減少了電機磨損，延長了設備的使用周期。因此，在經濟建設中，應將節能降耗放在重要位置，重視變頻器在企業節能降耗中的重要價值，促進企業的健康發展。變頻器在企業節能降耗中運用情況如下：

4.1 基本概況

水泵設備是工業企業生產系統的主要部分，對電能能源的需求很大。據統計，在整個工業企業生產用電中，水泵系統用電量在一半以上。因此，工業企業節能降耗的實現，必須對水泵系統進行調節和優化，控制水泵系統用電量。

4.2 水泵系統分析

以低加疏水泵為分析對象，在變頻改造之前，該水泵系統的運行有兩個問題：一是水泵系統的用電調節是通過電動調節裝置來實現的，水流流量控制的效果較差，節能損失嚴重，浪費了大量的供電電能。二是疏水泵運行性能的調節失效，導致水位調節控制存在很多問題，在長時間的空泵運行情況下，水泵系統裝置容易出現故障，為工業系統的運行埋下安全隱患。

4.3 水泵系統節能改造

就水泵系統節能改造過程來看，當疏水泵的出口閥門為最大時，變頻器能夠通過調節水泵轉速來控制水泵系統的壓力參數，確保疏水泵系統的正常運轉，發揮變頻器的節能降耗功效。

4.4 變頻器應用成效分析

在疏水泵變頻改造完成后，整個水泵系統運行的參數與改造之前并沒有很大差異，但是，水泵系統的節能降耗功效明顯，由此證明變頻器能夠降低企業的生產能耗，可以大力推廣。

5 結束語

節能降耗是我國經濟建設的必由之路，也是企業健康發展的必然選擇。根據研究表明，在目前的技術條件下，我國電動力用電的總量在我國發電總量中占有50%的比例，尤其是水泵及、風機的電能需求較大，這些都是企業發展應關注的問題。本文對變頻器在企業節能降耗中的應用進行了分析，闡明了變頻器的節能原理，為我國工業企業的發展提供了一條可供借鑒的方法，可以在未來的生產實踐中廣泛應用。

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