电机拖动中变频调速技术的实际应用分析

摘 要：电动机系统是主要耗电设备.消耗了我国60%左右的发电总量。在实际运行中.不少高效电动机往往处于低效运行状态。这是由于系统设计、选型、匹配和控制系統设计不合理造成的。我国电动机拖动系统能源利用效率比国外平均低20%左右。电动机系统节能潜力蕴涵在系统运行中。而电动机调速技术是提高电动机系统运行效率的有效措施.对缓解我国电力供应紧张状况有重要作用。本文主要对电机拖动中变频调速技术的实际应用进行了分析，在了解了变频调速技术以及电机拖动中变频调速技术的应用的基础上分析了变频调速技术的合理性和可靠性。

关键词：电机拖动；变频调速技术；实际应用

变频调速技术主要是依靠电动机工作转速与电源输入频率关系，对电机工作时电源频率进行调整改变，从而促使工作转速改变。该技术在日常生活与工作中皆有涉及，而且出现多种控制形式，主要分为智能与非智能，进而也包括矢量控制、转差频率控制、模糊控制等。为了进一步探讨电机拖动中变频调速技术的实际应用，本文展开了分析，希望对相关事业有所借鉴。

变频调速技术是20世纪80年代初逐渐发展起来的技术，该技术的出现为开创全新智能电机时代打下了良好的基础[1]。总的来说，变频调速技术改变了以往普通电动机仅能定速运行的模式，促使电动机与相关推动负载可在无任何改动情况下根据生产工艺需求调整转速并输出，这样可减少功率损耗而实现高效运行。变频调速技术有很多控制形式，其中矢量控制应用范围十分广泛，一些高性能与专业驱动领域中均有涉及，比如变频冰箱与空调等。基于变频调速技术的应用十分广泛，为此加强其在电机拖动中的应用研究就显得十分必要，本文对此展开了分析。

1 电机拖动中变频调速技术应用合理性探讨

1.1 无功补偿

电机拖动中的变频调速技术为了提高供电效率往往需要设置无功补偿装置，该装置也可改善供电环境。该装置工作原理主要为两种负荷间能量交换，从而对供电变压器与输送线出现的损耗实施补偿。具体的使用过程中，往往将分组投切电容器与电抗器加以应用，并利用跳线机与静止无功补偿装置，或加用调压装置满足无功平衡需求，这样才能更加符合电压质量规范。此外，变电站无功率调节能力需实施考量，根据具体情况将电压优化与功率因素广泛应用，比如电网无功管理系统软件等需要高技术的操作，使得电网质量得以全面提升。

1.2 变频器负载

相较于电动机与变压器运行，半导体类发热时间更短，而且计算发热时间一般采取min计，若温度较高，则会严重影响机器运行，为此对于电机变流负载应有严格的界限划分与规定[2]。市场上目前主要有6级形式：（1）第一级负载输出=电流完全输出，无过载现象；（2）第二级负载电流可基本分层输出，一定时间内能达到负载一半；（3）第三级至六级过载时间更长，远超过前两级。为此，在选择变频器时，必须准确把握机器负载性与调速范围。

2 电机拖动中变频调速技术应用可靠性探讨

机器工作时会发生热量，而且不同的功率会有不同的热量产生，大量的实验显示变频器工作运行很大程度上会受到温度的影响，功率过大，需及时采取降温措施处理，才能确保机器继续正常运。从近几年相关实践来看，常采取顶部安装换气扇的方式来排放热空气，并换取合理温度的空气，改变工作环境。但对于少数特殊情况则应采取特殊措施处理，比如南部地区夏日温度普遍过高，为了控制机器内部温度低于50℃，换气扇达不到效果，为此需安装更为快速的降温设备，常用的为空调。空调的应用可促使机器内部短时间内降温，但也有一些缺陷，比如影响正常通风，空调运作噪音过大会影响变频器工作等。基于此，在机器中采取电机拖动变频调速技术处理，以科学合理的散热系统降温，效果更为明显。具体而言，可将排气通风管道安装于柜顶距离室外较近的地方，找出最为合适的通道排放热气，但要合理选择变频器及做好定期维修与防护。

3 电机拖动中变频调速技术实际应用探讨

电机拖动有很多方面，常见的有电机系统运动方程、直流电机及其动静态特点、变压器等，根据控制分类来看，卸油泵电动机变频调速系统即转速开环控制[3]，电源变频调速系统即恒压频率比控制，但实际操作中为了完成输出直流电压控制，核心依据依旧为电压。通过速度给定可得到电力系统控制信号，若发生跳跃变化时实施速度给定，依旧可控制调节逆变器输出电压与电流来实现规律变化。针对这种情况，可设定给定积分器，如采用斜坡输出信号代替跳跃输入，经该方式可有效控制电机的正转与反转。在具体的操作中，整个电机拖动系统在运动时往往凭借正负电压来对速度给定与积分器输出数值的有效划分。

电机拖动中变频调速技术所用正值信号电压可对变流器输出电压与逆变器输出频率控制，为此设置变换器绝对值方面比较接近，但实际操作时变频器调速范围过广，加上有良好调速平滑性，这类特点对电机启动时性能有很好的改善效果，在电机拖动中效果也比较明显。这里以某大型油田为例简要说明，该大型油田电力拖动装置前两年进行改良，将变频调速技术应用其中。基于该油田产量较大，所需机器众多，为此需要大量电能才能运作。此外，对该油田区域地质条件进行勘察分析后显示多为低渗透油田，在很短时间内就可能开采殆尽，而需继续寻找新采油地点，如此反复除了会消耗大量的电量，还会偶尔发生电效率过低，使得成本增加。最终，决定采取变频调速技术，相较于以往节能可达到50%左右。

4 结语

当前，人类步入科技时代，各种电器均离不开电力，尤其是冰箱、电脑、电视、手机等，成为人类不可或缺的一部分，离开它们似乎就无法生存。但这些电器的应用越来越普遍与广泛，使得全球各个地区对电力的需求与日俱增，这就为电力系统的稳定与正常运行提出了挑战，同时高效的电力供应对提高社会生活也有着积极的意义，并促进社会的可持续稳步发展。电机拖动中变频调速技术在电力中的应用，可确保电力系统安全与稳定工作，同时保障其高效运行。相信在未来电力发展中，通过不断研究与探索电机拖动中变频调速技术，其在电力系统中将会发挥更加显着的优势。

参考文献

[1]张永惠.我国高压变频调速技术的发展[J].中国企业自动化和信息化建设论坛暨中南六省区自动化学会学术年会专辑，2004（11）.

[2]张承慧，程金，夏东伟，崔纳新.变频调速技术的发展及其在电力系统中的应用[J].热能动力工程，2003（09）.

[3]陶毅.变频调速技术在电动机系统中的应用[J].电力需求侧管理，2006（6）.

作者简介

李丽艳（1978-），女，江西新余，江西工程学院讲师，硕士。