变频器节能技术原理及应用探讨

变频器节能技术原理及应用探讨摘要：我国科学技术在最近几年的发展速度很快，变频器节能技术也广泛的应用到各行业中去，推动了我国变频器相关技术的进步和成熟。在大庆炼化公司机电仪厂中就应用了变频器节能技术，对企业电气设备的效率有很大升。本文主要介绍变频器的基本组成，并对变频器节能技术原理及其应用进行探讨。关键词：变频器；节能；应用；原理前言：早在十九世纪的八十年代就已经发明变频器并得到应用，经过多次的节能和调速等因素的提升，目前在各行业中已经得到了十分广泛的应用。变频器之所以得到广泛的应用，主要是凭借较好的调速性能、较高的功率因数以及能实现软启动模式等优势，能够在节能方面不断开发，下面将对其原理和应用做出分析。1.变频器概述根据变频器的工作方式可分为交-交和交-直-交两种变频器。第一种变频器将工频交流电转为电压及频率能够控制的交流电，因此也称为直接式变频器；第二种变频器是将工频交流电转变为直流电，这个过程是利用整流器来实现的，再将其转换为电压及频率可以控制的交流电，因此也称为间接式变频器。我国目前使用较为广泛的是后者。1.1整流器我国变频器中采用的整流器一般都是二极管交流器，主要功能就是将工频交流电转化为直流电，除此之外还能利用两组晶体管变流器组成可逆变流器，主要优势是电流可逆从而运转可再生。1.2逆变器与整流器恰好相反，逆变器主要功能是将整流器处理后得到的直流电转化为交流电，且电压和频率都能满足异步电动机运行的所有要求。1.3控制电路控制电路主要功能是为电动机电路提供信号回路，具体包含电压监测、电流监测、电压运算、频率运算以及逆变器保护电路等。控制电路对逆变器和整理器的控制主要依靠线路回馈信息为主要根据，从而保证正常的频率及电压以确保电动机正常运行。1.4滤波电路经过整流器处理后得到的直流电，其电压中的脉冲电压相当于电源频率的至少六倍，经过逆变器处理后得到的电流也会对直流电压有较大影响。因此，为了更好的控制电压的波动情况，可以对脉动电压做吸收处理，主要利用电容和电感来实现，如果装置容量很小，电源和主电路构成器件有余量则可不使用电感，直接通过滤波电路来实现。2.变频器节能技术原理探讨2.1功率因数补偿方式利于节能无功功率会导致设备发热较为严重，而且也会增加电线的损坏，同时由于功率因素降低会导致电网有功功率大幅度降低，这是最为重要的一点。因此，无功电能大部分在线路中被消耗，严重影响设备效率，而且还出现非常严重的浪费现象。而在装置了变频调速设备后，由于变频器中滤波电容能够将无功损耗降到最低，因此使电网有功功率得以大幅度提升。2.2变频节能方式依据流体力学来说，功率是压力和流量的成绩，而压力是与转速二次方成正比，流量与转速一次方成正比，功率是与转速的三次方成正比。那么我们假定效率是固定不变的，当调节流量降低时，则转速下降比例与其成正比也随之下降，功率则呈现三次方下降，因此其转速与电机好点功率之间的关系接近于三次方关系。举例说明，如果电机功率为60KW，那么将其转速调节到原来的百分之八十后，其耗电量每小时为三十千瓦，省电率不到百分之五十，但是如果将其调节为原来的一半后，耗电量每小时是六千瓦，但省电率却高达85%。2.3软启动方式实现的节能大部分电机的启动都是直接启动，或者是通过Y/D进行启动，启动时电流将超过其额定电流的五六倍左右，此时过大的电流就会电机等设备以及供电电网造成十分严重的影响甚至破坏，同时对电网容量的要求更高。由于启动时间段会形成较大的电流，同时还会发生振动，在振动时会对挡板及阀门造成比较严重的损坏，设备及管路等使用寿命也会相应的缩短。而应用变频器后，变频器装置能够实现软启动模式，也就是启动时电流是从零开始，而且最高也不会超过其额定电流值，因此对机电设备和电网的损害也就大幅降低，同时对供电容量的要求也不会非常高，设备及阀门因受到的振动降低而实现延长寿命的目的。3.变频器节能技术应用探讨3.1变频器升速节能技术分析变频器的升速过程是指从某个较为稳定的状态转换到另外一个同样相对稳定的状态的过程，通常情况下，如果这个过程产生的电流没有高于额定电流，那么升速时间就会比较短。变频器不仅仅是单纯的实现升速或者降速，还能利用升速方式对各个时段加速度进行控制。目前使用最普遍的升速方式有三种，频率时间的S形方式、线性方式和半S形方式。在实际的应用过程中要根据具体情况和环境来选择恰当的升速方式，例如电梯启动后如果在上升或下降的途中突然升速或降速都会让使人感到很不舒服，因此可以选择S形调速方式。但是如果是鼓风机的使用，其低速负载转矩较小，因此最好选择半S形调速方式比较合适。3.2变频器过载情况下的保护功能分析变频器过载情况下的保护功能主要是为了保护电动机不会被烧坏，其实根本上就是保证电动机的温度不会超过额定温度值。低频环境中电动机运行很可能由于散热不好而导致比较严重的发热现象，当散热过于严重而导致温度升高超过其额定值后就很可能烧坏电动机。但是使用变频器后，由于变频器具有电子热保护功能，而且在运行频率不相同的情况下其保护曲线也都有所差异，同时其运行的频率也比较低，连续运行的时间可以很短，从而对电机起到保护作用。结束语：变频器虽然在多年前就已经使用，但是在各方面的技术都不够成熟，如今节能减排实现可持续发展是我国所提倡的发展之路，因此变频器节能技术得到了较为广泛的推广，同时各行各业也都开始关注变频器节能技术。在引进变频器节能技术的使用后，不仅能够提高茶品质量、节约能源、降低能耗，还能实现企业更大化的经济效益。大庆炼化公司机电仪厂也引进了变频器节能技术的应用，同时对该技术不断的研究和改善，争取更好的为企业节约能源、提高效益。参考文献[1]王敬怡.浅析变频器节能技术原理及其应用.科技创新导报，2013，（14）[2]周伟.变频器节能技术原理及应用研究.科技致富向导，2013，（11）[3]王俊强.试论变频器节能技术原理及其应用.科技创新与应用，2013，（19）