变频调速技术原理及其在节能中的应用探讨

变频调速技术原理及其在节能中的应用探讨摘要:总结了变频调速技术原理，介绍了变频调速技术在锅炉节能中的应用，强调了将用变频调速技术应用于锅炉系统可达到节能的目的。关键词:变频调速技术;节能;锅炉1变频调速技术原理变频调速技术是20世纪80年代末兴起的一种新型电力传动调速技术，集电力电子、自动控制、微电子、电机学等技术于一体的高新技术，以其优异的调速性能、显著的节电效果在国民经济各领域有着广泛的适用性，被国内外公认为是世界上应用最广、效率最高、最理想的电气传动方案，是电气传动的发展方向。变频调速通过改变电机频率和改变电压来达到电机调速目的，核心是变频调速器，为提高产品质量和产量、节约能源、降低消耗、提高企业经济效益提供了重要的新手段。所谓变频就是利用大功率电子器件(如巨型晶体管GTR、绝缘栅双极型功率晶体管IGBT)将380V、50H的市电变换为用户所要求的交流电源或其他电源。常见的变频技术有交-交变频技术(直接变频)和交-直-交变频技术(间接变频)。(1)交-交变频技术。交-交变频是把市电直接变成频率低的交流电，大量用在大功率的交流调速中。交-交变频电路一般采用三相桥式电路。因其最高输出频率只能是电网频率的1/3以下，所以在变频领域其逐渐被淘汰。(2)交-直-交变频技术。交-直-交变频是将市电整流成直流，在变频为要求频率的交流，它又分谐振变频和方波变频。谐振变频主要用于中频加热;方波变频又分为等幅等宽和SPWM变频。交-直-交变频电路由整流器、滤波环节和逆变器三部分组成，根据中间滤波环节的不同，可分为电流源型和电压源型，使用最多的是电压型变频调速器。在其工作时首先将三相交流电桥式整流为直流电，脉动的直流电经平滑滤波后在微处理器的调控下，用逆变器接直流电再逆变为电压和频率可调的三相交流电源，采用正弦脉宽调制(SPWM)方法，使输出波形近似正弦波，输出到需要调速的电动机。PWM控制技术是变频技术的核心技术之一，交流调速要求变频器的输出尽可能接近正弦波，所以多采用SPWM变频。SPWM是用三角调制波和参考正弦波比较，产生正弦脉宽SPWM信号以控制功率器件的开关，得到一序列脉宽按正弦规律变化的脉冲序列，实现同时变频变压，这方面的技术已成熟。变频调速是在频率发生变化后，电动机仍在该频率的同步转速附近运行，转速损失不增加的调速方式。所以变频调速是一种高效的调速方式。变频器的调速范围可达1%—100%，并在整个调速范围内具有较高的调速效率。变频调速方式尤其适合于调速范围宽、负荷经常变化运行的设备。选择最佳运转速度，可实现低速启动、平滑调速。最高速度不受电源影响，电动机可以高速化、小型化。根据电机学的原理可知:异步电动机的转速与频率有以下关系:n=60fp(1-s)，式中，f为电源频率;s为电动机转差率;p为电动机极对数。当p和S确定后，电动机转速与电源频率成正比，所以改变电源频率即可改变转速n，从而实现变频调速。交流变频器的基本工作原理如图1所示，交流工频电须先经整流系统进行整流，变成直流电后，再用正弦波脉宽调制技术逆变为频率可调，幅度也随之改变的三相交流电，此交流电是以受控方式供给三相异步电动机，受控交流电的频率随着三相异步电动机的运行工况改变而改变，从而满足电动机的运行需要。变频器的保护系统保证可靠的工作，保护电动机运行系统的安全，并显示故障类型。可通过显示器观察到二次电压、二次电流、频率、出轴转速的变化。2变频调速技术在锅炉节能中的应用若将变频器调速技术优越的调速性能和节能优势应用于锅炉系统，以变频调速技术在锅炉引风机和鼓风机中的应用为例，可进一步提高系统运行的稳定性、安全性及控制精度。若采用减压起风、工频运行的鼓风机运行方式，风量的大小是靠风门开度来调节，电能浪费大、燃料浪费大、调节的实时性差、噪声大、工人劳动强度大。采用差压变送器、变频器、鼓风机(引风机)组成温度(压力)闭环回路自动控制鼓风机的转速，使锅炉出口蒸汽压力保持稳定值，可提高控制精度，节约能源(电能和燃料)，使鼓风机控制具有一定的经济合理性。通过实际测试表明，采用变频器调速技术改造锅炉系统，风机的电动机工作电流下降，温升明显下降，同时减少了机械磨损，维修工作量大大减少。保护功能可靠，消除了电动机因过载或单相运行而烧坏的现象，延长了使用寿命。节能省电，燃煤效率提高。3结语工业企业生产机械的自动化和现代化企业可持续发展的关键。采用变频调速不仅是生产机械自动化的重要手段，还能大量节约能源，大力推广变频调速技术将加快企业的现代化的发展。采用变频器调速技术取代人工操作，变手控为自控，可保证锅炉在最佳状态下运行，并安全可靠，供汽质量好，提高生产效率、系统控制精度，既可满足工况要求，又可大大提高锅炉热效率，是一项行之有效的节能措施，经济效益巨大。变频调速技术在锅炉系统应用中的成功，使锅炉改造的水平上升到新的高度，保证了系统的高稳定性及可靠性，节约了能源，变频调速技术在锅炉系统中有着广阔的应用前景。参考文献[1].锅炉风机节能技术[M].北京:中国电力出版社，1999.[2].变频调速器在锅炉风机节能改造中的应用[J]，广西电力，2003(3):40-42.[3].近代交流调速[M].北京:冶金工业出版社，1987.[4].高压变频调速技术应用时间[M].北京:中国电力出版社，2007.[5].变频调速及其控制技术的现状与发展趋势[J].变频器世界，2001.[6].交流变频器调速和节能综述[J].能源研究与利用，1996(6):37-38.[7].变频调速技术在锅炉改造中的应用[J].黑龙江纺织，2004(2):22-24.相关文章·(直线,超声波,变频)振动筛工作原理·变频器的构成·关于事业单位固定资产管理问题的探讨·液化石油气罐区设置消防蒸汽幕的初步探讨·变频器的转矩提升是什么？·变频器基础知识问答（一）·对锅炉科学管理节能降耗的探讨·关于焊接应力应变问题的分析与探讨·关于抽油机节能技术的探讨·变频水泵的应用·发电机内冷水处理技术的探讨·变频调速技术与发展上一篇：什么直行程调节阀防堵性能差，角行程阀防堵性能好下一篇：没有了