莫要輕言變頻器節能

江俊峰

（陽泉煤業集團有限責任公司二礦，山西 陽泉 045000）

隨著變頻技術的日益成熟，變頻器的使用在逐年增加，陽泉煤業集團二礦（下稱二礦），集中運輸巷皮帶、礦井主扇風機、提升機、綜采工作面工作溜等，都使用上了變頻器。變頻器的啟動性能、力矩平衡調節技術、頻率控制性能在實際應用中均得到了很好的體現。采煤機的牽引系統實現了無極調速與自動控制，為煤礦的現代化、自動化做出了重大貢獻。但是，變頻器節能效果如何，使用變頻器真的就能夠大量節能嗎？就這個問題筆者想談一下自己的觀點。

1 變頻器節能分析

（1）根據物理學能量守恒定律原理分析，電能可以轉換為機械能，機械能可以轉換成動能、熱能。但是能量不會無緣無故產生也不會無緣無故消失。再者，變頻器的原理分析也沒有節能方面的表述。所以使用變頻器節能效果有限，或者說變頻器能夠節能的話，需要對變頻器性能做更深入的理解。為此需要嚴格的證據來說話。

（2）二礦東斜井強力皮帶、集中運輸皮帶均使用變頻器，也曾由于變頻器故障而改用軟啟動設備臨時代替。在兩種設備帶動下的皮帶，在同樣工況下運行，觀察電流的變化可以反映出用電情況。通過向相關單位熟悉兩種電器性能的人員了解情況和實際現場觀察了解，兩種設備在同樣工況下電流值確實會有明顯變化，不但在電機啟動過程中電流相差比較大，而且在正常運行過程中電流相差也較大，這是怎么回事呢?后來一看功率因數表明白了，是無功電流增加造成的。變頻器由于要經過整流逆變過程后供給電動機，所以電動機的無功損耗被變頻器隔離了。雖然無功電流不會消耗電能，但是對電網是不利的，也會在電網傳輸過程中造成一部分電能消耗。由此說明變頻器對電網功率因數的改善是有貢獻的。例如：電流型交直流變頻系統，它適用范圍較寬，基本上可以適用于各類交流電動機調速，它在任何頻率和相應的轉速下，功率因數都能保持在0.9以上。從這個結果可以得出結論：①如果掘進設備使用變頻器，可以解決遠距離供電的難題。②變頻器到電動機的距離越短、供電電纜截面越大對節電越有利。

（3）膠帶運輸機、采煤機、無極繩連續牽引車、礦山架空乘人索道等設備的大坡度工作環境、豎井提升機等設備使用四象限變頻器，可進行發電制動回饋電網，減少發熱損耗，節能效果明顯。

（4）變頻器在局扇風機和主扇風機上的應用，實現了風量的方便調節。在變頻器調低頻率的情況下電流下降很明顯，這不就證明變頻器的節能了嗎？是的，供電電流是降低了，但風機的供風量、風速、風壓是不是也降低了很多呢？如果同樣的供風量選一臺小風機，用同樣的能量是不是同樣能夠滿足供風呢？風機風葉調整一個角度，達到同樣的風量，電流是不是也會降低呢？主風機電機原來就是同步電機，不存在功率因數改變的因素。變頻器能夠實現很方便的調節電機速度，這是變頻器的真正的優勢所在，而不是變頻器可以節能。要搞清這些問題需要做嚴密科學的試驗，有待進一步研究得出結論。

2 結論

電動機的變頻驅動并不一定能夠實現明顯的節能目的，這主要是根據電動機的負載情況及負載的運行情況而定。變頻器在啟動性能，調速性能方面有著不可替代的優勢，在生產實踐中如果得到合理正確的應用，在節能方面也存在很多的潛在性能可以發掘，但是節能效果是有限的，不是不論什么情況只要使用變頻器就可以節能，因此，變頻器節能是有條件的、有限的，莫要輕談。