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)得到了進一步的發(fā)展。我國變頻技術(shù)主要運用在交流電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中，使交流電動機處于最佳調(diào)速狀態(tài)，有利于交流電動機在運行過程中表現(xiàn)出最佳節(jié)能功效，從而提高交流電動機的工作效率，促進企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟利益最大化的目標(biāo)。文章主要針對變頻器的節(jié)能技術(shù)原理及其實際應(yīng)用情況進行分析。

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

前言

變頻器技術(shù)自應(yīng)用以來，便作為交流電動機的調(diào)速、節(jié)能的重要設(shè)備得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，有利于交流電動機在運作過程中節(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)速等交流電動機調(diào)速技術(shù)，提高了交流電動機的高效率、高功率運行，促進變頻器在節(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)是一項具有較強綜合性的技術(shù)，結(jié)合了變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過控制電動機電源頻率的工作方式實現(xiàn)對電動機機械設(shè)備的控制。變頻技術(shù)包括電力電子技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)等，在確保電動機平穩(wěn)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(shù)還具有較強的過流、過壓等保護功能，根據(jù)實際需求不同主要將變頻器節(jié)能技術(shù)分為軟啟動節(jié)能方式與變頻節(jié)能方式。

1.1 變頻器軟啟動節(jié)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(wǎng)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(shè)備與供電電網(wǎng)受到嚴重的沖擊，導(dǎo)致電動機自身線路受損，造成電壓不穩(wěn)影響線路中其他設(shè)備的正常運行。同時也影響了電動機的使用壽命。為了有效避免這一現(xiàn)象的發(fā)生導(dǎo)致的電容增加、能源浪費的現(xiàn)象，可以有效運用變頻器軟啟動節(jié)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(wǎng)的沖擊與對供電電容的需求，達到節(jié)能的目的，同時也延長了設(shè)備的使用壽命[2]。

1.2 變頻節(jié)能方式

在實際生產(chǎn)中如果出現(xiàn)設(shè)備容量使用不當(dāng)，就會出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，造成能量的浪費。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，達到節(jié)能的目的。

根據(jù)物理學(xué)知識，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，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速調(diào)到原來轉(zhuǎn)速的五分之四時，其消耗電量是28千瓦每時，節(jié)省電率約為一半。將轉(zhuǎn)速調(diào)到原來轉(zhuǎn)速的一半時，其消耗電量為6千瓦每時，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(nèi)。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(xiàn)嚴重的發(fā)熱現(xiàn)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(tài)下具有不同的保護功能，當(dāng)電動機處于低頻率運行時，有效縮短允許連續(xù)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(wěn)定狀態(tài)到另一種穩(wěn)定狀態(tài)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(shè)定，還可以通過對升速方式的預(yù)置來對不同時段的加速度極性控制的功能。在實際中經(jīng)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(guān)系。在實際應(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(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)用在我國風(fēng)機類設(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)用成為我國重點的節(jié)能推廣技術(shù)，得到國家的大力支持與推廣。經(jīng)過長期的實踐應(yīng)用證明，變頻器節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在我國的風(fēng)機類設(shè)備以及泵類設(shè)備中的變頻調(diào)速驅(qū)動控制，能夠有效降低能源的消耗，達到節(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)用越來越嫻熟，交流電動機的變頻調(diào)速技術(shù)逐漸應(yīng)用到數(shù)據(jù)機床、泵類、空調(diào)器、風(fēng)機等行業(yè)當(dāng)中。目前，在我國煤礦產(chǎn)業(yè)的礦井提升機與采煤機等設(shè)備中也開始逐漸推廣應(yīng)用，有效節(jié)約煤炭企業(yè)的電力能源，提升煤礦機械設(shè)備的自動化應(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)運行起到了良好的促進作用[5]。

4 結(jié)束語

變頻器節(jié)能技術(shù)在電動機設(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)有效提升了電動機設(shè)備的使用效率，減少企業(yè)對設(shè)備的開支、提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益，也進一步提高了社會經(jīng)濟效益，對我國能源節(jié)約事業(yè)的發(fā)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(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].電站設(shè)備自動化技術(shù)，2009，24（3）：23-24.

[2]黃夢濤，王希娟，馮景曉.基于功率因數(shù)的通用變頻器節(jié)能技術(shù)原理及實際應(yīng)用[J].西安科技大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)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(jié)能技術(shù)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(jié)能技術(shù)及現(xiàn)場應(yīng)用技術(shù)分析[J].中國城市應(yīng)用分析，2010，13（9）：144-145.

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