电机变频控制节能技术的应用探讨

2020-01-15吴琦陕西陕化煤化工集团有限公司陕西渭南714100

化工管理 2020年6期

吴琦（陕西陕化煤化工集团有限公司，陕西渭南714100）

我国人口众多，人均占有资源量很少。所以，为了不断提高人们生活质量，推动社会发展，必须不断创新与改善节能技术。电机变频控制节能技术凭借其有效降低能源消耗的特点，在多个领域得到广泛应用，受到人们的重点关注。现阶段，我国制造业、加工业等都需要使用各种电机，电机变频控制节能技术的应用可以有效解决电机运转过程中能耗过大的问题，降低企业生产成本。

1 电机变频控制节能技术概述

电机变频控制节能技术是一种包含了计算机技术、电力传动技术以及电子信息技术的综合性节能技术。电机变频控制节能技术在实践应用过程中，需要控制机械制备的强弱电，通过调整机械设备的电机转速和电流频率来实现节能的目的。电机变频控制节能技术可以把机械设备的工作电流频率转化为其它频率，并利用专业半导体构件将交流电转换为直流电，此时，机械设备的逆变器就可以完成对电流与电压的全面控制。通过调整电机的电流频率对电机转速进行控制，可以在保证电机功率满足运行要求的前提下，进一步提高电机的节能效率，减少电机在运行过程中产生的能源损耗[1]。

2 电机变频控制节能技术的应用分析

2.1 电机变频节能

电流与水流在能量消耗方面具有一定的相似性，人们在研究如何节约电能的时候可以参考水流的相关原理。根据流体力学的公式：功率=流量*压力可以明显的看出，功率的大小与流量呈现正比例关系；流量的大小由转速决定，流量与转速也呈现正比例关系；而压力的大小由于转速的平方呈现正比例关系。所以，功率的大小与转速的三次方呈现正比例关系。电流也是一样，想要有效减少电机的能源损耗，就要从电机的转速方面入手，将电机的转速降下来，电机功率就会出现三次方的节能效果[2]。电机变频控制技术的实践应用，可以在用户需求降低的前提下，通过变频调节功能降低电机的转速，从而实现电机控制节能的目的。例如变频空调、冰箱等，用户对风量和冷藏的需求出现降低时，可以通过变频调节来降低其实际共工作功率，减少电量的消耗。

2.2 功率因素补偿节能

一般情况下，电机在正常运转过程中都会产生一定的无用功，主要由于机械设备在设计制造以及系统建设时存在一定的不足。电机运转中产生的无用功会加大电机的运转负担，加快机械设备的线路老化，还会造成机械设备发热，减少机械设备的使用寿命。电机变频控制节能技术的应用可以改变电机变频器的内部滤波电容，增加电机功率因数，减少电机产生无用功率，降低电机的能源损耗。无用功率的减少变相的提高了有用功率，提高了电机的工作效率，保证了电机的正常运转，减少了电力损耗[3]。

2.3 电机变频软启动节能

电机的启动方式主要为硬启动，硬启动过程中产生的瞬间电流是电机额定电流的4-7倍，长期的硬启动会直接影响电机设备和电源线路的安全使用，造成电机设备等超负荷运转。而电机变频软启动就是通过变频调节功能，实现对电机启动时电流的控制，让电机启动时的电流从零开始，逐渐增加到满足电机运转的额定电流。尤其在电机设备、水泵启动时，电机变频软启动可以降低电机的电网容量，减少对挡板和阀门的破坏。将电机运转的最大电流控制在电机设计的额定电流范围内，减少过大电流对电机电网的冲击，以此延长电机设备及其内部构件的使用寿命，减少电力损耗，降低电机设备运转维修费用，增加企业经济收益。

3 电机变频控制节能技术的应用发展

目前，传统的电机在运转过程中都会保持一个固定的功率，无论用户对电机的实际需求是什么，都无法改变电机的运转状况，产生了大量的无用功以及能源损耗。而电机变频控制节能技术的广泛应用，能够根据用户对电机功率的实际需求进行调节，从而减少电机的无用功产生，提高电机的使用效率，减低能源损耗，将电机的控制节能变成现实。可变频电机的控制系统主要为V/F系统，该系统在构建过程中具有结构简单，运行成本低等优势。该控制系统的应用一般使用于大型电机备以及对电机变频动态性能要求较低的设备，例如大型风机。

未来，电机变频控制节能技术主要的发展方向是，如何通过控制电机闭环转差频率来实现对电机的调速。电机闭环控制可以解决现阶段电机变频调速静、动态性能有限的问题，进一步提高电机的运转节能，减少电力损耗。