淺談變頻器節(jié)能技術(shù)原理和其應(yīng)用

1、淺談變頻器節(jié)能技術(shù)原理和其應(yīng)用摘要：近幾年來，經(jīng)濟得到了迅速的發(fā)展，隨之而 來的信息技術(shù)、電子技術(shù)、和計算機的技術(shù)也有了較快的發(fā) 展，變頻器的使用，使技術(shù)水平也得到了不斷的提高，對能 源的節(jié)約力度也進一步增強。變頻技術(shù)的使用，對推進我國 構(gòu)建可行的節(jié)約型社會，提供了較大的技術(shù)支持。關(guān)鍵詞：變頻器節(jié)能技術(shù)原理應(yīng)用中圖分類號：tm925文獻標(biāo)識碼：a文章編號： 1674-098x (2013) 05 (b) -0063-01在產(chǎn)品的加工制造業(yè)以及工業(yè)生產(chǎn)中，泵類、風(fēng)機等設(shè) 備的應(yīng)用范圍越來越廣泛，其在電能上的消耗以及擋板、閥 門等一些設(shè)備的節(jié)流損失，還有對它們的日常的維修和維護 的費用幾乎占成本的

2、20%,這是一筆不小的生產(chǎn)費用的開支, 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，改革不斷深入，市場競爭不斷加劇，節(jié)能 降耗也逐漸成為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本的一個重 要手段。1變頻節(jié)能技術(shù)基本理論變頻技術(shù)使用的基本原理：在很長的一段時期內(nèi)，電氣 設(shè)備所使用的交流電的頻率都是維持在一個固定的狀態(tài)，變 頻技術(shù)的運用就是使頻率變成了 一種可以隨意的調(diào)節(jié)和利 用的資源。現(xiàn)如今，變頻技術(shù)中最活躍以及最快發(fā)展的就是 變頻的調(diào)速技術(shù)。變頻技術(shù)包括計算機技術(shù)、電力電子技術(shù)、 點擊傳動技術(shù)，是一種綜合性比較強的技術(shù)，結(jié)合了機械設(shè) 備和強弱電。就是指在工頻電流的信號轉(zhuǎn)化成其他的頻率， 這種轉(zhuǎn)化主要是通過半導(dǎo)體元件來完成的，之后再將交

3、流電 轉(zhuǎn)化成為直流電，在逆變器對電流和電壓進行調(diào)控的同時使 機電設(shè)備達到無極調(diào)速的程度?？偠灾?，變頻技術(shù)就是通 過電流改變頻率來對電機的轉(zhuǎn)速進行控制，從而使有效的控 制電機設(shè)備，這些都是在電流頻率與電機轉(zhuǎn)速同比增長的基 礎(chǔ)上來完成的。變頻技術(shù)的特點就是能夠使電機平穩(wěn)的運 行，可以進行自動的加速和減速的控制，在能夠提高工作效 率的同時減小對于能源的消耗。在變頻器的日常運用中，主要是運用轉(zhuǎn)矩直接控制和矢 量控制的方式，在變頻器的今后發(fā)展中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及模 糊自優(yōu)化的控制方式，而且，變頻器通過不斷地發(fā)展，其綜 合性會越來越高，在完成基本調(diào)速的功能基礎(chǔ)上，還具有在 內(nèi)部設(shè)置的通信、可編程序以及參數(shù)

4、辨識的功能。2變頻器的節(jié)能原理2. 1變頻節(jié)能方式根據(jù)流體力學(xué)，功率二壓力*流量，流量和轉(zhuǎn)速的一次方 是成正比的，壓力與轉(zhuǎn)速的平方是成正比的，功率和轉(zhuǎn)速的 立方成正比，如果說水泵效率固定的話，當(dāng)調(diào)節(jié)流量下降時, 轉(zhuǎn)速就會成比例下降，輸出的功率也就成立方關(guān)系下降，所 以說，水泵的轉(zhuǎn)速與電機耗電功率是近似立方比關(guān)系。舉個 例子，一臺功率是55kw的水泵電機，將它的轉(zhuǎn)速調(diào)到原來 轉(zhuǎn)速的80%的時候，它的耗電量是28kw/h,省電率是48%。 但是如果將轉(zhuǎn)速調(diào)到原來的50%的時候，耗電量就變成了 6 千瓦每小時，省電率達到87%。2. 2采用功率因數(shù)補償方式進行節(jié)能無功的功率不但會使設(shè)備發(fā)熱，增加電線

5、的磨損，最重 要的一點就是功率因數(shù)降低導(dǎo)致了電網(wǎng)的有功功率也隨之 降低，所以，造成了大量無功電能在線路當(dāng)中消耗掉，導(dǎo)致 設(shè)備的使用效率降低，浪費現(xiàn)象非常嚴(yán)重，使用了變頻調(diào)速 設(shè)備裝置之后，因為變頻器內(nèi)部的濾波電容作用，從而使無 功損耗得到進一步減少，使電網(wǎng)有功功率得到增加。2. 3運用軟啟動方式進行節(jié)能由于電機是通過y/d啟動或者直接啟動的方式進行的， 啟動的電流是額定電流的四到七倍，這樣就會對供電電網(wǎng)和 機電設(shè)備造成嚴(yán)重沖擊，而且這樣對電網(wǎng)的容量要求也是非 常高的，在啟動的時候會產(chǎn)生比較大的電流，而且在震動的 時候?qū)﹂y門和擋板的損害也是非常大的，對管路和設(shè)備的使 用壽命也是非常不利的。變頻裝

6、置的使用，利用變頻器軟啟 動的功能，使啟動的電流從零開始，最大的值也不會超過額 定電流，所以使其對電網(wǎng)的沖擊以及對供電容量的要求也大 大減輕了，使閥門和設(shè)備的使用壽命也大大延長了。3變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用實例我們利用在160kw的循環(huán)水泵上安裝變頻調(diào)速器為例 子，對變頻節(jié)能設(shè)備進行改造，分別測試了改造前后的用電 量，取得了非常滿意的效果。3. 1在進行變頻改造之前的控制模式在循環(huán)水泵的工作中，當(dāng)流量由于工藝的需要而改變 時，就要運用調(diào)節(jié)水泵出口和入口的開度方式來對水泵的實 際流量進行改變，這種調(diào)節(jié)方式被稱為節(jié)流調(diào)節(jié)，在本次舉 例中，出口和入口的閥門開度都是60%上下，從電能利用的 方面來說，這是一

7、種很不經(jīng)濟的調(diào)節(jié)方式。3.2在進行變頻改造之后的控制模式在循環(huán)水泵的工作中，當(dāng)流量由于工藝的需要而改變 時，入口和出口的閥門都完全打開，運用對電動機轉(zhuǎn)速進行 調(diào)節(jié)的方式來尋找合適的、新的工作點，從而得到合適的流 量。根據(jù)實際情況和現(xiàn)場的需要來實現(xiàn)手動控制或自動控 制，在本例中，因為不需要頻繁地對流量進行調(diào)整，所以根 據(jù)現(xiàn)場的實際情況和需要，確定出電動機實際工作的頻率是 40hz,并且采取了手動控制的方式，主要目的就是為了節(jié)約 電能。4運用變頻調(diào)速系統(tǒng)后運行上發(fā)生的變化實現(xiàn)了完全意義的軟啟動，在電機進行啟動的時候，轉(zhuǎn) 子的轉(zhuǎn)速隨著輸入電源的頻率增加而慢慢增加，使速度得到 平穩(wěn)提升，整個系統(tǒng)的啟動

8、時間設(shè)為20s左右，不會對系統(tǒng) 造成沖擊，比原來的啟動方式更平穩(wěn)。電網(wǎng)所運用的電流也得到大幅度下降，使電氣設(shè)備的使 用更加安全，同時也因為頻率降低后，電機的轉(zhuǎn)速也隨之降 低，對機械的磨損也就減少了，也使發(fā)生故障的概率大大降 低，減少了維修經(jīng)費。使為水泵提供電能的變壓器節(jié)約出了大部分的供電容 量，單純的有功負(fù)荷下降，節(jié)約出的容量大約是50千瓦， 提高了設(shè)備的利用效率。電機功率的因數(shù)也相應(yīng)得到提高， 這樣就使電機的運行更加經(jīng)濟。5結(jié)語變頻技術(shù)的使用提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了能耗，節(jié)約了 能源，也進一步提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng) 用就是要對這些設(shè)備進行改造，從而達到節(jié)約能源的作用。參考文獻1 劉長軍對變頻節(jié)能技術(shù)原理的幾點分析j.中小 企業(yè)管理與科技，2011 (3).2 孔國財.礦井主通風(fēng)機控制系統(tǒng)變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用 探討j.科技資訊，2010 (32).3 孔方正關(guān)于火力發(fā)電廠變頻節(jié)能技術(shù)分析與應(yīng)用 j.中國科技博覽，2010 (32).4 馮東升，張智華變頻節(jié)能技術(shù)在污水處理中的應(yīng)