变频器节能技术原理及应用

郎强　王为中　董海　许骆平

【摘要】近几年来，科学技术不断进步，经济也得到了突飞猛进的发展，变频器节能技术广泛的应用到了各行各业中，推动了我国变频器相关技术的发展。现在许多企业应用了变频器技术，对电器设备的效率有很大的提升。本文主要介绍了国内外变频器的发展现状、变频器的节能原理以及变频节能技术在生产中的应用。

【关键词】变频器；节能技术；应用原理

引言

变频器节能技术最早应用于上世纪八十年代，变频器节能技术自应用以来，便作为交流电动机的调速、节能的重要设备。变频器的优点是有利于交流电动机在工作时节约能源、降低耗材、改善工艺、改善生产环境与提高生产质量等。正是因为变频器节能技术的这些优点，才使得他更有竞争力，它改变了传统的电动机变级调速和直流调速的方法，提高了交流电动机的工作的效率，促进了变频器在节能方面的发展和应用，成为了现代最为合理的设备调速方案。

1、变频器的发展现状

1.1 国内发展现状

目前，国内低压变频厂商较多，生产的变频产品多是中小功率的，对于生产高压大功率变频产的商家很少。只有个别企业，因具备科研能力和资金实力才能研制并生产高频变压器。而且国内只有少部分中、高压电机进行了变频条数改造。高压变频器的品种和性能依然处于发展阶段，每年市场需要大量的进口产品。

1.2 国际发展现状

在国外，高压变频技术已经发展成熟，各大品牌的变频器生产商都已经形成了系列化的产品，而且都已经实现了数字化控制系统。其中，国外品牌的一大特点就是工艺水平完善。目前，发达国家的变频器应用非常广泛，只要有电机的场合，就会发现变频器的存在。

2、变频器的节能原理

变频器的节能原理是将微电子技术和变频技术进行结合，通过调节和控制电机的工作电源方式来实现对电机电力设备的控制。一般情况下，因变频器节能途径的不同将变频器分为调速节能变频器、提高功率因素节能变频器和软启动节能变频器。

2.1 变频调速节能

在实际生产中，我们可以借助变频器进行变频调速，来降低设备的运转速度，从而降低能源的消耗，最终实现节能。这里，借助风机泵类负载来解释变频调速节能的原理。风机泵类负载是典型的二次方率负载。我们知道功率、压力和流量存在着特定的关系，即，功率等于压力与流量的乘积。其中，功率和流量之间是正比关系，压力和流量是反比关系，而转速与三者皆成正比关系。所以，在压力不变的情况下，转速的减小相应的会引起功率的减小，从而实现节能。

2.2 功率因数补偿节能

我们都知道，没有做功的功率会让设备散发热量，增加电线的损耗，而且功率因数的存在会增加无功功率，降低电网的有功功率。所以，功率因數会造成大量无功电能在线路中的损耗，使设备的实际使用功率大大降低，造成了严重的浪费现象。但是，电机的拖动电源安装上变频器之后，可以进一步减小电网中无功功率的损失，这是因为变频器内部的滤波电容作用。

2.3 软启动节能

电机的启动方式一般为Y/D启动式和全压启动式，运用这样的启动方式进行启动时，启动电流一般为额定电流的4到7倍，这样，严重增加了线路中的功率损耗，同时会对供电电网和设备造成很大的冲击，导致电机自身的铜损。如此高的启动电流必然要求更大的电网容量，但是在启动后又会出现电网容量的浪费现象。在全压启动的过程中，电压会产生剧烈的波动，从而影响其他设备的正常工作，还会损坏阀门和挡板，严重降低管路和设备的使用寿命。但是电机安装了变频器后，可以借助变频实现启动。变频器的软启动功能可以使电流从0缓慢增加到得额定电流，最大也不超过额定电流，这可以大大减轻对电网和设备的冲击，增加他们的使用寿命，对电网容量的要求也大大减小，更不会浪费电网容量。并且电流的增加速度可以通过设定变频器的加速时间来设定。

3、变频器节能技术的应用

目前，变频器节能技术主要应用于我国泵类和风机类设备中。在这两类设备中较好的实现了节能降耗的目的。同时，变频节能技术已经成为我国实现节能降耗的主要途径，是目前重点推广的一门技术，得到了国家的大力支持和推广。经过大量的长期生产实践证明，变频器节能技术已经成为当代生产中最合理最经济的一种设备变频调速控制技术，能够有效降低能源消耗，节约能源。

随着科学技术的发展，变频技术发展的越来越成熟，这种高效节能的技术灵活的运用在我国泵类和风机、空调器和数控机床以及传送给料系统等各方面领域中，尤其值得一提的是变频技术现在正在我国的煤矿采煤机和矿井提升机等设备中尝试推广应用，并且得到不错的效果。变频技术应用在我国的煤矿行业中，可以使企业电力能源得到节约，机械设备自动化应用程度得到提升，进而提升了煤炭生产效率和生产质量。

4、结束语

变频器节能主要从变频调速、提高功率因数和电机启动时的软起软停三方面实现。目前，变频节能技术在电动机设备中得到了广泛应用，它可以有效的提升电机的使用效率，提高生产质量，降低能量的能耗，达到了节约能源的目的，还可以减少企业对设备的开支，提高企业的经济效益，更进一步的促进了社会的经济发展。变频器技术的运用，如果恰当的话，它能够直接为企业和社会带来经济效益。所以该领域的工作人员应该拿出百分百的精神积极探索，使变频技术能够更好的服务于我国的节能降耗事业。

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