試論變頻器節(jié)能技術(shù)原理及其應(yīng)用

姜保娜

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷創(chuàng)新，變頻器節(jié)能技術(shù)在實(shí)際生活中得到了廣泛的應(yīng)用，提升變頻器的使用技術(shù)，使變頻器節(jié)能技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。我國(guó)變頻技術(shù)主要運(yùn)用在交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中，使交流電動(dòng)機(jī)處于最佳調(diào)速狀態(tài)，有利于交流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中表現(xiàn)出最佳節(jié)能功效，從而提高交流電動(dòng)機(jī)的工作效率，促進(jìn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化的目標(biāo)。文章主要針對(duì)變頻器的節(jié)能技術(shù)原理及其實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：節(jié)能技術(shù)原理；變頻器；實(shí)際應(yīng)用

前言

變頻器技術(shù)自應(yīng)用以來(lái)，便作為交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、節(jié)能的重要設(shè)備得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，有利于交流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)作過(guò)程中節(jié)約能源、降低耗材、改善工藝、改善生產(chǎn)環(huán)境與提高生產(chǎn)質(zhì)量等。目前，我國(guó)現(xiàn)有變頻器節(jié)能技術(shù)改善了傳統(tǒng)的變極調(diào)速、直流調(diào)速等交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)，提高了交流電動(dòng)機(jī)的高效率、高功率運(yùn)行，促進(jìn)變頻器在節(jié)能方面的發(fā)展與應(yīng)用，成為現(xiàn)代化最為合適的設(shè)備調(diào)速方案[1]。

1 變頻器的節(jié)能技術(shù)原理

變頻器技術(shù)是一項(xiàng)具有較強(qiáng)綜合性的技術(shù)，結(jié)合了變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)電源頻率的工作方式實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械設(shè)備的控制。變頻技術(shù)包括電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等，在確保電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的同時(shí)，有效控制電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)加速與減速運(yùn)行，從而提高電動(dòng)機(jī)的工作效率，降低能源的消耗。此外，變頻器技術(shù)還具有較強(qiáng)的過(guò)流、過(guò)壓等保護(hù)功能，根據(jù)實(shí)際需求不同主要將變頻器節(jié)能技術(shù)分為軟啟動(dòng)節(jié)能方式與變頻節(jié)能方式。

1.1 變頻器軟啟動(dòng)節(jié)能方式

通常情況下電動(dòng)機(jī)都是采用直接啟動(dòng)方式、Y/D啟動(dòng)或者全壓?jiǎn)?dòng)方式，啟動(dòng)的電流高于額定電流的三到六倍，增加了電網(wǎng)的容量需求量，使啟動(dòng)時(shí)會(huì)有較大的電流損耗，增加了線路的功率損耗，使電動(dòng)機(jī)設(shè)備與供電電網(wǎng)受到嚴(yán)重的沖擊，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)自身線路受損，造成電壓不穩(wěn)影響線路中其他設(shè)備的正常運(yùn)行。同時(shí)也影響了電動(dòng)機(jī)的使用壽命。為了有效避免這一現(xiàn)象的發(fā)生導(dǎo)致的電容增加、能源浪費(fèi)的現(xiàn)象，可以有效運(yùn)用變頻器軟啟動(dòng)節(jié)能方式，將啟動(dòng)電流從零開(kāi)始逐漸升到額定電流值，確保電流在上升的過(guò)程中最大電流值也不會(huì)高于額定電流值，從而降低了功率損耗，減輕了啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊與對(duì)供電電容的需求，達(dá)到節(jié)能的目的，同時(shí)也延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命[2]。

1.2 變頻節(jié)能方式

在實(shí)際生產(chǎn)中如果出現(xiàn)設(shè)備容量使用不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，造成能量的浪費(fèi)。因此，使用變頻節(jié)能方式可以有效避免大馬拉小車的現(xiàn)象，有效降低能量的消耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

根據(jù)物理學(xué)知識(shí)，我們可以知道功率、壓力與流量三者之間的關(guān)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(zhuǎn)速與流量、壓力、功率三者成正比。當(dāng)壓力一定時(shí)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速下降，輸出功率也會(huì)下降，也就是電動(dòng)機(jī)損耗功率下降。例如一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的功率為55千瓦，將轉(zhuǎn)速調(diào)到原來(lái)轉(zhuǎn)速的五分之四時(shí)，其消耗電量是28千瓦每時(shí)，節(jié)省電率約為一半。將轉(zhuǎn)速調(diào)到原來(lái)轉(zhuǎn)速的一半時(shí)，其消耗電量為6千瓦每時(shí)，節(jié)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(guò)載保護(hù)功能

變頻器過(guò)載保護(hù)功能是用以確保電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中不被燒壞，即保護(hù)電動(dòng)機(jī)溫升在額定范圍內(nèi)。電動(dòng)機(jī)在處于低頻率運(yùn)行時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)散熱能力較差出現(xiàn)嚴(yán)重的發(fā)熱現(xiàn)象，致使電動(dòng)機(jī)溫升超過(guò)額定值。通過(guò)運(yùn)用變頻器過(guò)載保護(hù)功能，可以確保電動(dòng)機(jī)在不同頻率運(yùn)行狀態(tài)下具有不同的保護(hù)功能，當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于低頻率運(yùn)行時(shí)，有效縮短允許連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間，從而起到保護(hù)電動(dòng)機(jī)的作用。

2.2 變頻器升速功能

電動(dòng)機(jī)升速過(guò)程是指從一種穩(wěn)定狀態(tài)到另一種穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)渡過(guò)程，通常在確保電流值不超過(guò)額定電流時(shí)，盡量縮短控制升速時(shí)間。變頻器不僅具有升速、降速功能的設(shè)定，還可以通過(guò)對(duì)升速方式的預(yù)置來(lái)對(duì)不同時(shí)段的加速度極性控制的功能。在實(shí)際中經(jīng)常運(yùn)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(shí)間成線性關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)環(huán)境情況選擇變頻器升速方式。例如常見(jiàn)的電梯，如果電梯在運(yùn)行時(shí)升速或者降速速度過(guò)快，就會(huì)使人感覺(jué)不舒服，因此可采用變頻器s形調(diào)速方式[4]。

3 變頻器節(jié)能應(yīng)用

目前，變頻器節(jié)能技術(shù)主要應(yīng)用在我國(guó)風(fēng)機(jī)類設(shè)備以及泵類設(shè)備的變頻調(diào)速技術(shù)，有效降低了能源的消耗，實(shí)現(xiàn)了安全、高效生產(chǎn)的目的。變頻器節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用成為我國(guó)重點(diǎn)的節(jié)能推廣技術(shù)，得到國(guó)家的大力支持與推廣。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用證明，變頻器節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在我國(guó)的風(fēng)機(jī)類設(shè)備以及泵類設(shè)備中的變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)控制，能夠有效降低能源的消耗，達(dá)到節(jié)約能源的效果。因此，變頻器節(jié)能技術(shù)成為現(xiàn)代生產(chǎn)中最為合理、經(jīng)濟(jì)的一種設(shè)備變頻調(diào)速控制技術(shù)。

隨著變頻器節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越嫻熟，交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)逐漸應(yīng)用到數(shù)據(jù)機(jī)床、泵類、空調(diào)器、風(fēng)機(jī)等行業(yè)當(dāng)中。目前，在我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的礦井提升機(jī)與采煤機(jī)等設(shè)備中也開(kāi)始逐漸推廣應(yīng)用，有效節(jié)約煤炭企業(yè)的電力能源，提升煤礦機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化應(yīng)用程度，從而提高煤炭生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量，為煤炭企業(yè)的安全生產(chǎn)運(yùn)行起到了良好的促進(jìn)作用[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

變頻器節(jié)能技術(shù)在電動(dòng)機(jī)設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，提高了生產(chǎn)質(zhì)量，降低了能量的消耗，達(dá)到節(jié)約能源的目的。變頻器節(jié)能技術(shù)有效提升了電動(dòng)機(jī)設(shè)備的使用效率，減少企業(yè)對(duì)設(shè)備的開(kāi)支、提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，也進(jìn)一步提高了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)我國(guó)能源節(jié)約事業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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