變頻器節能技術原理及應用

郎強　王為中　董海　許駱平

【摘要】近幾年來，科學技術不斷進步，經濟也得到了突飛猛進的發展，變頻器節能技術廣泛的應用到了各行各業中，推動了我國變頻器相關技術的發展。現在許多企業應用了變頻器技術，對電器設備的效率有很大的提升。本文主要介紹了國內外變頻器的發展現狀、變頻器的節能原理以及變頻節能技術在生產中的應用。

【關鍵詞】變頻器；節能技術；應用原理

引言

變頻器節能技術最早應用于上世紀八十年代，變頻器節能技術自應用以來，便作為交流電動機的調速、節能的重要設備。變頻器的優點是有利于交流電動機在工作時節約能源、降低耗材、改善工藝、改善生產環境與提高生產質量等。正是因為變頻器節能技術的這些優點，才使得他更有競爭力，它改變了傳統的電動機變級調速和直流調速的方法，提高了交流電動機的工作的效率，促進了變頻器在節能方面的發展和應用，成為了現代最為合理的設備調速方案。

1、變頻器的發展現狀

1.1 國內發展現狀

目前，國內低壓變頻廠商較多，生產的變頻產品多是中小功率的，對于生產高壓大功率變頻產的商家很少。只有個別企業，因具備科研能力和資金實力才能研制并生產高頻變壓器。而且國內只有少部分中、高壓電機進行了變頻條數改造。高壓變頻器的品種和性能依然處于發展階段，每年市場需要大量的進口產品。

1.2 國際發展現狀

在國外，高壓變頻技術已經發展成熟，各大品牌的變頻器生產商都已經形成了系列化的產品，而且都已經實現了數字化控制系統。其中，國外品牌的一大特點就是工藝水平完善。目前，發達國家的變頻器應用非常廣泛，只要有電機的場合，就會發現變頻器的存在。

2、變頻器的節能原理

變頻器的節能原理是將微電子技術和變頻技術進行結合，通過調節和控制電機的工作電源方式來實現對電機電力設備的控制。一般情況下，因變頻器節能途徑的不同將變頻器分為調速節能變頻器、提高功率因素節能變頻器和軟啟動節能變頻器。

2.1 變頻調速節能

在實際生產中，我們可以借助變頻器進行變頻調速，來降低設備的運轉速度，從而降低能源的消耗，最終實現節能。這里，借助風機泵類負載來解釋變頻調速節能的原理。風機泵類負載是典型的二次方率負載。我們知道功率、壓力和流量存在著特定的關系，即，功率等于壓力與流量的乘積。其中，功率和流量之間是正比關系，壓力和流量是反比關系，而轉速與三者皆成正比關系。所以，在壓力不變的情況下，轉速的減小相應的會引起功率的減小，從而實現節能。

2.2 功率因數補償節能

我們都知道，沒有做功的功率會讓設備散發熱量，增加電線的損耗，而且功率因數的存在會增加無功功率，降低電網的有功功率。所以，功率因數會造成大量無功電能在線路中的損耗，使設備的實際使用功率大大降低，造成了嚴重的浪費現象。但是，電機的拖動電源安裝上變頻器之后，可以進一步減小電網中無功功率的損失，這是因為變頻器內部的濾波電容作用。

2.3 軟啟動節能

電機的啟動方式一般為Y/D啟動式和全壓啟動式，運用這樣的啟動方式進行啟動時，啟動電流一般為額定電流的4到7倍，這樣，嚴重增加了線路中的功率損耗，同時會對供電電網和設備造成很大的沖擊，導致電機自身的銅損。如此高的啟動電流必然要求更大的電網容量，但是在啟動后又會出現電網容量的浪費現象。在全壓啟動的過程中，電壓會產生劇烈的波動，從而影響其他設備的正常工作，還會損壞閥門和擋板，嚴重降低管路和設備的使用壽命。但是電機安裝了變頻器后，可以借助變頻實現啟動。變頻器的軟啟動功能可以使電流從0緩慢增加到得額定電流，最大也不超過額定電流，這可以大大減輕對電網和設備的沖擊，增加他們的使用壽命，對電網容量的要求也大大減小，更不會浪費電網容量。并且電流的增加速度可以通過設定變頻器的加速時間來設定。

3、變頻器節能技術的應用

目前，變頻器節能技術主要應用于我國泵類和風機類設備中。在這兩類設備中較好的實現了節能降耗的目的。同時，變頻節能技術已經成為我國實現節能降耗的主要途徑，是目前重點推廣的一門技術，得到了國家的大力支持和推廣。經過大量的長期生產實踐證明，變頻器節能技術已經成為當代生產中最合理最經濟的一種設備變頻調速控制技術，能夠有效降低能源消耗，節約能源。

隨著科學技術的發展，變頻技術發展的越來越成熟，這種高效節能的技術靈活的運用在我國泵類和風機、空調器和數控機床以及傳送給料系統等各方面領域中，尤其值得一提的是變頻技術現在正在我國的煤礦采煤機和礦井提升機等設備中嘗試推廣應用，并且得到不錯的效果。變頻技術應用在我國的煤礦行業中，可以使企業電力能源得到節約，機械設備自動化應用程度得到提升，進而提升了煤炭生產效率和生產質量。

4、結束語

變頻器節能主要從變頻調速、提高功率因數和電機啟動時的軟起軟停三方面實現。目前，變頻節能技術在電動機設備中得到了廣泛應用，它可以有效的提升電機的使用效率，提高生產質量，降低能量的能耗，達到了節約能源的目的，還可以減少企業對設備的開支，提高企業的經濟效益，更進一步的促進了社會的經濟發展。變頻器技術的運用，如果恰當的話，它能夠直接為企業和社會帶來經濟效益。所以該領域的工作人員應該拿出百分百的精神積極探索，使變頻技術能夠更好的服務于我國的節能降耗事業。

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