试论变频器节能技术原理及其应用

姜保娜

摘 要：随着科学技术水平的不断创新，变频器节能技术在实际生活中得到了广泛的应用，提升变频器的使用技术，使变频器节能技术得到了进一步的发展。我国变频技术主要运用在交流电动机的转速调节中，使交流电动机处于最佳调速状态，有利于交流电动机在运行过程中表现出最佳节能功效，从而提高交流电动机的工作效率，促进企业实现经济利益最大化的目标。文章主要针对变频器的节能技术原理及其实际应用情况进行分析。

关键词：节能技术原理；变频器；实际应用

前言

变频器技术自应用以来，便作为交流电动机的调速、节能的重要设备得到广泛的应用与发展，有利于交流电动机在运作过程中节约能源、降低耗材、改善工艺、改善生产环境与提高生产质量等。目前，我国现有变频器节能技术改善了传统的变极调速、直流调速等交流电动机调速技术，提高了交流电动机的高效率、高功率运行，促进变频器在节能方面的发展与应用，成为现代化最为合适的设备调速方案[1]。

1 变频器的节能技术原理

变频器技术是一项具有较强综合性的技术，结合了变频技术与微电子技术，通过控制电动机电源频率的工作方式实现对电动机机械设备的控制。变频技术包括电力电子技术、计算机应用技术等，在确保电动机平稳运行的同时，有效控制电动机的自动加速与减速运行，从而提高电动机的工作效率，降低能源的消耗。此外，变频器技术还具有较强的过流、过压等保护功能，根据实际需求不同主要将变频器节能技术分为软启动节能方式与变频节能方式。

1.1 变频器软启动节能方式

通常情况下电动机都是采用直接启动方式、Y/D启动或者全压启动方式，启动的电流高于额定电流的三到六倍，增加了电网的容量需求量，使启动时会有较大的电流损耗，增加了线路的功率损耗，使电动机设备与供电电网受到严重的冲击，导致电动机自身线路受损，造成电压不稳影响线路中其他设备的正常运行。同时也影响了电动机的使用寿命。为了有效避免这一现象的发生导致的电容增加、能源浪费的现象，可以有效运用变频器软启动节能方式，将启动电流从零开始逐渐升到额定电流值，确保电流在上升的过程中最大电流值也不会高于额定电流值，从而降低了功率损耗，减轻了启动时对电网的冲击与对供电电容的需求，达到节能的目的，同时也延长了设备的使用寿命[2]。

1.2 变频节能方式

在实际生产中如果出现设备容量使用不当，就会出现大马拉小车的现象，造成能量的浪费。因此，使用变频节能方式可以有效避免大马拉小车的现象，有效降低能量的消耗，达到节能的目的。

根据物理学知识，我们可以知道功率、压力与流量三者之间的关系，即压力*流量=功率，压力与流量成反比，流量与功率成正比，而转速与流量、压力、功率三者成正比。当压力一定时，调节转速下降，输出功率也会下降，也就是电动机损耗功率下降。例如一台电动机的功率为55千瓦，将转速调到原来转速的五分之四时，其消耗电量是28千瓦每时，节省电率约为一半。将转速调到原来转速的一半时，其消耗电量为6千瓦每时，节省电率约为百分之九十[3]。

2 变频器常用功能

2.1 变频器过载保护功能

变频器过载保护功能是用以确保电动机在启动过程中不被烧坏，即保护电动机温升在额定范围内。电动机在处于低频率运行时，由于电动机散热能力较差出现严重的发热现象，致使电动机温升超过额定值。通过运用变频器过载保护功能，可以确保电动机在不同频率运行状态下具有不同的保护功能，当电动机处于低频率运行时，有效缩短允许连续运行的时间，从而起到保护电动机的作用。

2.2 变频器升速功能

电动机升速过程是指从一种稳定状态到另一种稳定状态的过渡过程，通常在确保电流值不超过额定电流时，尽量缩短控制升速时间。变频器不仅具有升速、降速功能的设定，还可以通过对升速方式的预置来对不同时段的加速度极性控制的功能。在实际中经常运用的变频器升速方式主要有三種：半S形方式、S形方式以及频率与时间成线性关系。在实际应用中根据环境情况选择变频器升速方式。例如常见的电梯，如果电梯在运行时升速或者降速速度过快，就会使人感觉不舒服，因此可采用变频器s形调速方式[4]。

3 变频器节能应用

目前，变频器节能技术主要应用在我国风机类设备以及泵类设备的变频调速技术，有效降低了能源的消耗，实现了安全、高效生产的目的。变频器节能技术的应用成为我国重点的节能推广技术，得到国家的大力支持与推广。经过长期的实践应用证明，变频器节能技术应用在我国的风机类设备以及泵类设备中的变频调速驱动控制，能够有效降低能源的消耗，达到节约能源的效果。因此，变频器节能技术成为现代生产中最为合理、经济的一种设备变频调速控制技术。

随着变频器节能技术的应用越来越娴熟，交流电动机的变频调速技术逐渐应用到数据机床、泵类、空调器、风机等行业当中。目前，在我国煤矿产业的矿井提升机与采煤机等设备中也开始逐渐推广应用，有效节约煤炭企业的电力能源，提升煤矿机械设备的自动化应用程度，从而提高煤炭生产效率与生产质量，为煤炭企业的安全生产运行起到了良好的促进作用[5]。

4 结束语

变频器节能技术在电动机设备中的广泛应用，提高了生产质量，降低了能量的消耗，达到节约能源的目的。变频器节能技术有效提升了电动机设备的使用效率，减少企业对设备的开支、提高了企业的经济效益，也进一步提高了社会经济效益，对我国能源节约事业的发展具有重要的作用。

参考文献

[1]张向东，钟媛媛，徐甫荣.变频器PID功能在恒压供水系统中的应用分析[J].电站设备自动化技术，2009，24（3）：23-24.

[2]黄梦涛，王希娟，冯景晓.基于功率因数的通用变频器节能技术原理及实际应用[J].西安科技大学学报（社会科学版），2009，26（2）：156-157.

[3]侯炳耀，张令东，王文山.浅析变频器的工作原理和节能技术原理[J].今日湖北（下旬刊），2012，25（5）：25-26.

[4]王立刚，郑林丽，邢启锐.变频器节能技术及现场应用技术分析[J].中国城市应用分析，2010，13（9）：144-145.

[5]桑占兵，李晓东，冯东升.我国煤矿机电设备变频器节能技术应用现状分析[J].中小企业管理与科技，2010，22（18）：14-15.