山東寶川自動化設備有限公司是一家從事高壓變頻器維修、安裝、售后、調試的綜合型服務高科技企業，集自動化工程、改造、工控產品銷售及維修為一體的高科技公司。長期致力于高壓工業工控設備、電路板維修，以及企業舊有高壓變頻器等工控設備的改造升級，竭力為各企業提供專、優質的行業服務。公司一直篤信“務實、守信、寵學、向善”的理念，以熱誠和優質的技術服務于每一位客戶，真誠服務，精工維修軟起動”是電機軟啟動作用是能有效地限制交流異步電動機起動時的起動電流。

變頻器在電機中的節能原理

一、變頻器的工作原理

變頻器主要由模塊，CPU控制板，電源驅動板組成。

我們知道,交流電動機的同步轉速表達式位:n=60f(1-s)/p(1)式中n為異步電動機的轉速;f為異步電動機的頻率;s為電動機轉差率;p為電動機極對數。

變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現速度調節的,是一種理想的效率高、高性能的調速手段,若什么時候都認為電動機只要用了變頻器就可以節能,那就有些太牽強了。變頻器是電力電子科學的具體體現,是利用電力電子半導體器件的通斷作用來實現電力電能大功率的變換及控制的電子電路裝置,即電力電路實現電子化,可直觀地進行控制和顯示。由于變頻器的這個優越性,使得其適用領域越來越寬廣,所采用技術也不斷拓寬,同時也為追求變頻器的小型化,人們也一直在不斷和減少元器件的發熱做斗爭。由于新一代的IGBT采用了漏極-控制極新技術,是集電極-射極簡的飽和電壓(Ucesat)大為降低,因而采用這種新器件損耗低,有降低發熱消除損耗的效果。

380V小容量通用變頻器目前應用較為廣泛,但用電量比較大,節能效果還是顯著的還是高壓大容量變頻器。隨著變頻調速技術的發展,作為大容量傳動的高壓變頻調速技術得到了廣泛的應用,使用范圍基本上覆蓋了我國各主要行業,如:電力、冶金、石油、化工、造紙等。產品電壓等級包括3kV、6kV和 10kV以及油田專用潛油電泵使用的1,600V-2,400V產品,基本可拖動風機、水泵、壓縮機等各類負載。

高壓電動機利用高壓變頻器可以實現無級調速,既可滿足生產工藝過程對電動機調速控制的要求,又可大幅度的節約能源,降低生產成本。隨著以GTO、IGBT、IGCT等為代表的自關斷器件的發展, 人們對各種適合高壓變頻的主電路拓撲結構的研究得到進一步深入,以DSP為代表的智能控制芯片的迅速普及,為高壓變頻調速技術應用研究也打下了堅實的基礎。高壓變頻器作為一個節約資源型的產品,隨著電力電子技術的不斷發展,產品的不斷改進,概念的深入,市場的拓展,將會顯示出巨大的技術發展前景和市場需求量.相應地,對變頻器的節能要求也相應地提高了。

二、 變頻器的節能原理

1 變頻節能

變頻器節能主要表現在風機、水泵的應用上。宣鋼煉鋼廠有大量的風機類水泵類負載,這類負載由流體力學可知,p(功率)=Q(流量)×H(壓力),流量Q與轉速N的一次方成正比,壓力H與轉速N的平方成正比,功率P與轉速N的立方成正比,如果水泵的效率不穩定,當要求調節流量下降時,轉速N可成比例的下降,而此時軸輸出功率P成立方關系下降。即水泵電機的耗電功率與轉速近似成立方比的關系。所以當所要求的流量Q減少時,可調節變頻器輸出頻率使電動機轉速n按比例降低,轉速控制方式在低速小流量時,仍可使泵機很好的運行。這時,電動機的功率p將按三次方關系大幅度地降低,比調節擋板、閥門節能 40%~50%,從而達到節電的目的。

為了保證生產的可靠性,各種生產機械在設計配用動力驅動時,都留有一點的富余量。當電機不能在滿負荷下運行時,除達到動力驅動要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成電能的浪費。風機、泵類等設備傳統的調速方法是通過調節入口或出口的擋板、閥門開度來調節給風量和給水量,其輸入功率大,且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當使用變頻調速時,如果流量要求減小,通過降低泵或風機的轉速即可滿足要求。例如: 一臺離心泵電機功率為55千瓦,當轉速下降到原轉速的4/5時,其耗電量為28.16千瓦,省電48.8%,當轉速下降到原轉速的l/2時,其耗電量為 6.875千瓦,省電87.5%。

2 功率因數補償節能

無功功率不但增加線損和設備的發熱,更主要的是功率因數的降低導致電網有功功率的降低,大量的無功電能消耗線路當中,設備使用效率低下,浪費嚴重,使用變頻調速裝置后,由于變頻器內部濾波電容的作用,從而減少了無功損耗,增加了電網的有功功率。

3 軟啟動節能

電機硬啟動對電網造成嚴重的沖擊,而且還會對電網容量要求過高,啟動時產生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害很大,對設備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節能裝置后,利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始,最大值也不超過額定電流,減輕了對電網的沖擊和對供電容量的要求,延長了設備和閥門的使用壽命。節省了設備的維護費用。