電機變頻控制節(jié)能技術的應用探討

吳琦（陜西陜化煤化工集團有限公司，陜西 渭南714100）

我國人口眾多，人均占有資源量很少。所以，為了不斷提高人們生活質量，推動社會發(fā)展，必須不斷創(chuàng)新與改善節(jié)能技術。電機變頻控制節(jié)能技術憑借其有效降低能源消耗的特點，在多個領域得到廣泛應用，受到人們的重點關注。現(xiàn)階段，我國制造業(yè)、加工業(yè)等都需要使用各種電機，電機變頻控制節(jié)能技術的應用可以有效解決電機運轉過程中能耗過大的問題，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

1 電機變頻控制節(jié)能技術概述

電機變頻控制節(jié)能技術是一種包含了計算機技術、電力傳動技術以及電子信息技術的綜合性節(jié)能技術。電機變頻控制節(jié)能技術在實踐應用過程中，需要控制機械制備的強弱電，通過調整機械設備的電機轉速和電流頻率來實現(xiàn)節(jié)能的目的。電機變頻控制節(jié)能技術可以把機械設備的工作電流頻率轉化為其它頻率，并利用專業(yè)半導體構件將交流電轉換為直流電，此時，機械設備的逆變器就可以完成對電流與電壓的全面控制。通過調整電機的電流頻率對電機轉速進行控制，可以在保證電機功率滿足運行要求的前提下，進一步提高電機的節(jié)能效率，減少電機在運行過程中產(chǎn)生的能源損耗[1]。

2 電機變頻控制節(jié)能技術的應用分析

2.1 電機變頻節(jié)能

電流與水流在能量消耗方面具有一定的相似性，人們在研究如何節(jié)約電能的時候可以參考水流的相關原理。根據(jù)流體力學的公式：功率=流量*壓力可以明顯的看出，功率的大小與流量呈現(xiàn)正比例關系；流量的大小由轉速決定，流量與轉速也呈現(xiàn)正比例關系；而壓力的大小由于轉速的平方呈現(xiàn)正比例關系。所以，功率的大小與轉速的三次方呈現(xiàn)正比例關系。電流也是一樣，想要有效減少電機的能源損耗，就要從電機的轉速方面入手，將電機的轉速降下來，電機功率就會出現(xiàn)三次方的節(jié)能效果[2]。電機變頻控制技術的實踐應用，可以在用戶需求降低的前提下，通過變頻調節(jié)功能降低電機的轉速，從而實現(xiàn)電機控制節(jié)能的目的。例如變頻空調、冰箱等，用戶對風量和冷藏的需求出現(xiàn)降低時，可以通過變頻調節(jié)來降低其實際共工作功率，減少電量的消耗。

2.2 功率因素補償節(jié)能

一般情況下，電機在正常運轉過程中都會產(chǎn)生一定的無用功，主要由于機械設備在設計制造以及系統(tǒng)建設時存在一定的不足。電機運轉中產(chǎn)生的無用功會加大電機的運轉負擔，加快機械設備的線路老化，還會造成機械設備發(fā)熱，減少機械設備的使用壽命。電機變頻控制節(jié)能技術的應用可以改變電機變頻器的內部濾波電容，增加電機功率因數(shù)，減少電機產(chǎn)生無用功率，降低電機的能源損耗。無用功率的減少變相的提高了有用功率，提高了電機的工作效率，保證了電機的正常運轉，減少了電力損耗[3]。

2.3 電機變頻軟啟動節(jié)能

電機的啟動方式主要為硬啟動，硬啟動過程中產(chǎn)生的瞬間電流是電機額定電流的4-7倍，長期的硬啟動會直接影響電機設備和電源線路的安全使用，造成電機設備等超負荷運轉。而電機變頻軟啟動就是通過變頻調節(jié)功能，實現(xiàn)對電機啟動時電流的控制，讓電機啟動時的電流從零開始，逐漸增加到滿足電機運轉的額定電流。尤其在電機設備、水泵啟動時，電機變頻軟啟動可以降低電機的電網(wǎng)容量，減少對擋板和閥門的破壞。將電機運轉的最大電流控制在電機設計的額定電流范圍內，減少過大電流對電機電網(wǎng)的沖擊，以此延長電機設備及其內部構件的使用壽命，減少電力損耗，降低電機設備運轉維修費用，增加企業(yè)經(jīng)濟收益。

3 電機變頻控制節(jié)能技術的應用發(fā)展

目前，傳統(tǒng)的電機在運轉過程中都會保持一個固定的功率，無論用戶對電機的實際需求是什么，都無法改變電機的運轉狀況，產(chǎn)生了大量的無用功以及能源損耗。而電機變頻控制節(jié)能技術的廣泛應用，能夠根據(jù)用戶對電機功率的實際需求進行調節(jié)，從而減少電機的無用功產(chǎn)生，提高電機的使用效率，減低能源損耗，將電機的控制節(jié)能變成現(xiàn)實?？勺冾l電機的控制系統(tǒng)主要為V/F系統(tǒng)，該系統(tǒng)在構建過程中具有結構簡單，運行成本低等優(yōu)勢。該控制系統(tǒng)的應用一般使用于大型電機備以及對電機變頻動態(tài)性能要求較低的設備，例如大型風機。

未來，電機變頻控制節(jié)能技術主要的發(fā)展方向是，如何通過控制電機閉環(huán)轉差頻率來實現(xiàn)對電機的調速。電機閉環(huán)控制可以解決現(xiàn)階段電機變頻調速靜、動態(tài)性能有限的問題，進一步提高電機的運轉節(jié)能，減少電力損耗。

4 結語

綜上所述，現(xiàn)階段電機變頻控制節(jié)能技術的應用還存在一定的局限性，沒有被廣泛應用到生活與生產(chǎn)活動中。為此，我們要不斷加深對電機變頻控制節(jié)能技術的應用認識，發(fā)現(xiàn)技術應用中的實際問題，找到有效的解決方法。通過不斷改善技術應用環(huán)境，創(chuàng)新技術應用方式，從而進一步推廣電機變頻控制技術應用。