試論變頻器節能技術原理及其應用

姜保娜

摘 要：隨著科學技術水平的不斷創新，變頻器節能技術在實際生活中得到了廣泛的應用，提升變頻器的使用技術，使變頻器節能技術得到了進一步的發展。我國變頻技術主要運用在交流電動機的轉速調節中，使交流電動機處于最佳調速狀態，有利于交流電動機在運行過程中表現出最佳節能功效，從而提高交流電動機的工作效率，促進企業實現經濟利益最大化的目標。文章主要針對變頻器的節能技術原理及其實際應用情況進行分析。

關鍵詞：節能技術原理；變頻器；實際應用

前言

變頻器技術自應用以來，便作為交流電動機的調速、節能的重要設備得到廣泛的應用與發展，有利于交流電動機在運作過程中節約能源、降低耗材、改善工藝、改善生產環境與提高生產質量等。目前，我國現有變頻器節能技術改善了傳統的變極調速、直流調速等交流電動機調速技術，提高了交流電動機的高效率、高功率運行，促進變頻器在節能方面的發展與應用，成為現代化最為合適的設備調速方案[1]。

1 變頻器的節能技術原理

變頻器技術是一項具有較強綜合性的技術，結合了變頻技術與微電子技術，通過控制電動機電源頻率的工作方式實現對電動機機械設備的控制。變頻技術包括電力電子技術、計算機應用技術等，在確保電動機平穩運行的同時，有效控制電動機的自動加速與減速運行，從而提高電動機的工作效率，降低能源的消耗。此外，變頻器技術還具有較強的過流、過壓等保護功能，根據實際需求不同主要將變頻器節能技術分為軟啟動節能方式與變頻節能方式。

1.1 變頻器軟啟動節能方式

通常情況下電動機都是采用直接啟動方式、Y/D啟動或者全壓啟動方式，啟動的電流高于額定電流的三到六倍，增加了電網的容量需求量，使啟動時會有較大的電流損耗，增加了線路的功率損耗，使電動機設備與供電電網受到嚴重的沖擊，導致電動機自身線路受損，造成電壓不穩影響線路中其他設備的正常運行。同時也影響了電動機的使用壽命。為了有效避免這一現象的發生導致的電容增加、能源浪費的現象，可以有效運用變頻器軟啟動節能方式，將啟動電流從零開始逐漸升到額定電流值，確保電流在上升的過程中最大電流值也不會高于額定電流值，從而降低了功率損耗，減輕了啟動時對電網的沖擊與對供電電容的需求，達到節能的目的，同時也延長了設備的使用壽命[2]。

1.2 變頻節能方式

在實際生產中如果出現設備容量使用不當，就會出現大馬拉小車的現象，造成能量的浪費。因此，使用變頻節能方式可以有效避免大馬拉小車的現象，有效降低能量的消耗，達到節能的目的。

根據物理學知識，我們可以知道功率、壓力與流量三者之間的關系，即壓力*流量=功率，壓力與流量成反比，流量與功率成正比，而轉速與流量、壓力、功率三者成正比。當壓力一定時，調節轉速下降，輸出功率也會下降，也就是電動機損耗功率下降。例如一臺電動機的功率為55千瓦，將轉速調到原來轉速的五分之四時，其消耗電量是28千瓦每時，節省電率約為一半。將轉速調到原來轉速的一半時，其消耗電量為6千瓦每時，節省電率約為百分之九十[3]。

2 變頻器常用功能

2.1 變頻器過載保護功能

變頻器過載保護功能是用以確保電動機在啟動過程中不被燒壞，即保護電動機溫升在額定范圍內。電動機在處于低頻率運行時，由于電動機散熱能力較差出現嚴重的發熱現象，致使電動機溫升超過額定值。通過運用變頻器過載保護功能，可以確保電動機在不同頻率運行狀態下具有不同的保護功能，當電動機處于低頻率運行時，有效縮短允許連續運行的時間，從而起到保護電動機的作用。

2.2 變頻器升速功能

電動機升速過程是指從一種穩定狀態到另一種穩定狀態的過渡過程，通常在確保電流值不超過額定電流時，盡量縮短控制升速時間。變頻器不僅具有升速、降速功能的設定，還可以通過對升速方式的預置來對不同時段的加速度極性控制的功能。在實際中經常運用的變頻器升速方式主要有三種：半S形方式、S形方式以及頻率與時間成線性關系。在實際應用中根據環境情況選擇變頻器升速方式。例如常見的電梯，如果電梯在運行時升速或者降速速度過快，就會使人感覺不舒服，因此可采用變頻器s形調速方式[4]。

3 變頻器節能應用

目前，變頻器節能技術主要應用在我國風機類設備以及泵類設備的變頻調速技術，有效降低了能源的消耗，實現了安全、高效生產的目的。變頻器節能技術的應用成為我國重點的節能推廣技術，得到國家的大力支持與推廣。經過長期的實踐應用證明，變頻器節能技術應用在我國的風機類設備以及泵類設備中的變頻調速驅動控制，能夠有效降低能源的消耗，達到節約能源的效果。因此，變頻器節能技術成為現代生產中最為合理、經濟的一種設備變頻調速控制技術。

隨著變頻器節能技術的應用越來越嫻熟，交流電動機的變頻調速技術逐漸應用到數據機床、泵類、空調器、風機等行業當中。目前，在我國煤礦產業的礦井提升機與采煤機等設備中也開始逐漸推廣應用，有效節約煤炭企業的電力能源，提升煤礦機械設備的自動化應用程度，從而提高煤炭生產效率與生產質量，為煤炭企業的安全生產運行起到了良好的促進作用[5]。

4 結束語

變頻器節能技術在電動機設備中的廣泛應用，提高了生產質量，降低了能量的消耗，達到節約能源的目的。變頻器節能技術有效提升了電動機設備的使用效率，減少企業對設備的開支、提高了企業的經濟效益，也進一步提高了社會經濟效益，對我國能源節約事業的發展具有重要的作用。

參考文獻

[1]張向東，鐘媛媛，徐甫榮.變頻器PID功能在恒壓供水系統中的應用分析[J].電站設備自動化技術，2009，24（3）：23-24.

[2]黃夢濤，王希娟，馮景曉.基于功率因數的通用變頻器節能技術原理及實際應用[J].西安科技大學學報（社會科學版），2009，26（2）：156-157.

[3]侯炳耀，張令東，王文山.淺析變頻器的工作原理和節能技術原理[J].今日湖北（下旬刊），2012，25（5）：25-26.

[4]王立剛，鄭林麗，邢啟銳.變頻器節能技術及現場應用技術分析[J].中國城市應用分析，2010，13（9）：144-145.

[5]桑占兵，李曉東，馮東升.我國煤礦機電設備變頻器節能技術應用現狀分析[J].中小企業管理與科技，2010，22（18）：14-15.