變頻調速器的節(jié)能節(jié)電技術原理及其應用

什么叫變頻調速技術，它是一種以改變電機頻率和改變電壓來達到電機調速目的的技術。大家都知道，目前，無論哪種機械調速，都是通過電機來實現(xiàn)的。從大范圍來分，電機有直流電機和交流電機。過去的調速，多數(shù)用直流電機，由于直流機調速容易實現(xiàn)。但直流機固有的缺點：滑環(huán)和碳刷要經(jīng)常拆換，給人們帶來太大的麻煩。因此有人就想，如果把可靠簡單的籠式交流電機用來調速那該多好！因而就出現(xiàn)了定子調速、變極調速、滑差調速、轉子串電阻調速、串極調速、液力偶和調速等交流調速方式。當然也出現(xiàn)了滑差電機、繞線式電機、同步機、這些都是交流電機。

到20世紀80年代，由于電力電子技術、微電子技術和信息技術的發(fā)展，才出現(xiàn)了對交流機來說*好的變頻調速技術，它一出現(xiàn)就以其優(yōu)異的性能逐步取代其它交流電機調速方式，乃至直流電機調速，而成為電氣傳動的**。因而說變頻調速是時代的產(chǎn)物，只有在技術高度發(fā)展的今天，才能實現(xiàn)。為什么說它是基于電力電子、微電子、信息技術發(fā)展的產(chǎn)物？一是它的逆變部分都基于電流很大、電壓很高的 SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等電力電子器件來完成的。什么叫逆變：就是直流變交流(DC－AC)那么交流變直流就叫整流(AC－DC)。二是它的控制部分和負載狀態(tài)的檢測是由CPU(32位計算機)來完成，這是微電子器件發(fā)展的結果。三是內(nèi)置4－20mA 接口和 RS485 接口可以和儀表、DCS 相接，通過總線Profibus、Interbus 通訊。

調速節(jié)能原理從二個方面來說明：

1、風機水泵的節(jié)電原理就是用調速控制代替擋風板或節(jié)流閥控制風流量，這是一個節(jié)電的有效途徑。在用檔風板控制額定風量Q1=100%輸出時，則軸功率N1與面積AH1 OQ1成正比，若風量減半Q2 =50%輸出時，則軸功率N2與面積BH2 OQ2成正比，它比N1減少不多，這是因為需要克服檔風板阻力增大風壓所致。如果采用調速控制同樣風量減半輸出時，轉數(shù)由n1降至n2，按風機參數(shù)比例定律畫出n2時的特性曲線，C點為新的工礦點，這時軸功率N2與面積CH3OQ2成正比，在滿足同樣風量Q2情況下，軸功能降低很多，節(jié)省的功率耗損△N與面積BH2H3C成正比，可見節(jié)電效果十分顯著。

2、流體力學的觀點

流量∝轉速，壓力∝轉速^2，軸功率∝轉速^3，若轉速下降20%，則功率下降到51.2% ；若轉速下降50%，則軸功率下降到12.5% ，即使考慮調速裝置本身的損耗等因素，節(jié)電也是相當可觀的。

為此，許多行業(yè)、如鋼鐵、有色、石油、石化、化工、紡織、機械、電力、建材、醫(yī)藥、煤炭、造紙、**、酒店、自來水等行業(yè)都在許多設備中采用交流電機變頻調速技術，產(chǎn)生節(jié)電及增產(chǎn)的效果。