變頻調速電機技術的技術原理和節能效果。

時間：2023-01-08 09:04

變頻調速電機在使用中，由于電機的速度、負載等因素的變化，其實際的運行情況與設計要求之間存在一定差距，造成電機在生產過程中效率不高，耗電較多。 因此，為了解決這一問題，就需要對其進行改進和完善。基于此，提出了一種變頻調速電機技術進行節能改造方案，并通過實際應用證明了該技術的可行性。 根據變頻電動機運行的原理圖和變頻電動機參數設計出一套完整的變頻調速系統方案，通過改造方案實施后對變頻器內的變頻器、整流器、逆變器以及整流模塊等進行了改造，后系統運行穩定、可靠性高、運行費用低。

• 1變頻調速電動機的工作原理

  變頻調速電動機是由電力電子裝置、控制技術和變頻調速技術相結合而形成的新型電動機，其主要的工作原理是利用電子元器件組成一個可實現控制功能的微機控制系統，并根據電機的負載情況自動地改變其運行參數。 變頻調速電動機采用了兩種形式，一種為直接轉矩控制式（圖1）；另一種為變頻無速度傳感器感應式（圖2）。 電動機的主要參數包括轉速、轉矩脈動、轉矩特性等，電機可通過外部機械機構來實現調速運行。 由于變頻調速電動機采用了電磁旋轉機械的轉矩原理，它可對不同負載狀況下電機產生不同轉速，從而達到無速度傳感器感應式電機節能減排目的。 變頻調速電動機在運行中利用了負載狀況調節轉矩大小和轉速，因此其能夠實現無速度傳感器感應式電機變頻啟動、加減速、正反轉、制動等功能[2]。

• 2變頻調速系統方案

  根據以上變頻電機調速系統方案設計，變頻器的輸出頻率范圍在10~200 Hz，當頻率為20 Hz時，變頻電動機的功率因數約為0.99.當需要控制的電動機額定功率大于或等于電機輸入功率時，需要增大變頻器的輸出頻率；而當電機輸入功率小于電動機的額定輸出功率時則將變頻器輸出電壓提高。 通過計算，在滿足系統要求及滿足電機特性要求的前提下適當增加變頻器的輸出容量，以實現節能增效。

• 3節能效果及經濟性分析

  以某工程電機變頻調速系統改造為例，介紹節能效果及經濟性分析。 采用該方案的電機運行情況如下表2所示， 由表2可以看出：經過變頻調速后，節能效果明顯，與原電機相比每年可節約電費約15萬元；同時還可減少電能消耗，節約費用約8萬元。 另外，由于變頻調速系統的投入使用，不僅降低了成本，還可以提高了電機運行的可靠性和效率。

• 4變頻器的應用特點

  1)在電力系統中，可以有效地提高電網的功率因數，降低輸配電系統線路的電感性和電容性損耗，改善電能質量等； 2)變頻調速技術是一種先進技術，它的應用大大降低了電氣設備的能耗； 3)變頻調速裝置能夠對電力系統中的交流、直流電壓或電流進行無級調節，以滿足不同用戶對電壓、頻率的要求； 4)變頻調速裝置具有較高的運行精度和較高的控制靈活性： 5)在負載下工作時，不會產生機械沖擊，能確保設備使用壽命和生產安全。

• 5結語

  變頻調速電機在日常生產中使用時，由于技術限制及成本問題，很難廣泛推廣使用。 因此，在實際應用中要不斷地進行研究與探索，以求更好的為用戶提供優質的產品和服務。