变频器的节能技术分析

变频器节能技术原理-分析及应⽤变频器节能技术原理分析及应⽤摘要：本⽂简述了变频器的基本⼯作原理，详细介绍了变频器调速技术的节能原理和节能⽅法，并通过变频器在风机和⽔泵的具体应⽤，说明了变频器具有较好节能节电的功能。

关键词：变频，调速，节能能源⼯业作为国民经济的基础，对于社会、经济的发展和⼈民⽣活⽔平的提⾼都极为重要。

当前全球经济发展过程中，能源的紧张不仅制约了相当多发展中国家的经济增长，也为许多发达国家带来了相当⼤的问题。

因此，对能源的有效利⽤在我国已经⾮常迫切。

作为能源消耗⼤户之⼀的电机在节能⽅⾯是⼤有潜⼒可挖的。

在⼯业⽣产和产品加⼯制造业中，风机、泵类等设备应⽤范围⼴泛；其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费⽤占到⽣产成本的7%-25%，是⼀笔不⼩的⽣产费⽤开⽀。

随着经济改⾰的不断深⼊，市场竞争的不断加剧；节能降耗业已成为降低⽣产成本、提⾼产品竞争⼒的重要⼿段之⼀。

变频调速技术，正是顺应了⼯业⽣产现代发展的要求，在我国多种⾏业的电机传动设备中得到实际应⽤。

卓越的调速性能、显著的节电效果，提⾼设备利⽤率，从⽽降低电机功耗达到系统⾼效运⾏的节能降耗⽬的。

⼀、变频器⼯作原理变频器是利⽤电⼒半导体器件的通断作⽤将⼯频电源变换为另⼀频率的电能控制装置。

它是按⼀定规律改变脉冲列的脉冲宽度或幅度，以调节输出量和波形的,从⽽实现电动机电压和频率的平滑变化。

变频器的调速技术的基本原理是根据电机转速与⼯作电源输⼊频率成正⽐的关系：n =60 f（1-s）/p（式中n、f、s、p 分别表⽰转速、输⼊频率、电机转差率、电机磁极对数），通过改变电动机⼯作电源频率达到改变电机转速的⽬的。

变频器就是基于上述原理采⽤交-直-交（或交-交）电源变换技术，电⼒电⼦、微电脑控制等技术于⼀⾝的综合性电⽓产品。

⼆、节能原理分析2.1、变频降速节能：为了保证⽣产的可靠性，各种⽣产机械在设计配⽤动⼒驱动时，都留有⼀定的富余量。

科技成果——变频优化控制系统节能技术
适用范围电力、冶金、机械等行业
成果简介
1、技术原理
该技术根据计算机模糊控制理论，自动检测并计算系统负荷量的大小，根据负载变化情况实时调整变频器、电机、负载的运行曲线，使三者始终在最佳状态下运行，对原系统进行精细的优化控制，确保在满足系统需求的前提下大幅度的提升系统效率，达到最佳节电效果。

2、关键技术
（1）计算机离散及稳态误差控制技术；
（2）抗干扰、稳态PLC模块设计。

3、工艺流程
变频器、电机、风机在任一时刻的运行曲线都不是完全吻合的，通过对三者运行曲线进行优化，让设备始终在一个最佳效率区间内运行。

变频优化控制系统在满足工艺需求的速度前提下，选择三者最佳工作频率点，将整体效率达到最高，其最佳工作点如图1阴影部分所示。

图1 变频优化控制系统运行曲线图
主要技术指标
1、电压范围：0.38-10kV；
2、负载范围15kW-20000kW；
3、效率0.95以上；
4、系统数据采集、控制及动态响应时间<0.1秒；
5、在变频器基础上提升节电率达10%。

技术水平
该技术已获得3项国家专利，并通过了国家电控配电设备质量监督检验中心性能检测。

目前已经在钢铁、电力等领域得到一定比例的应用。

典型案例
案例名称：山西同世达煤化工有限公司甲醛系统项目
建设规模：5台总功率1900kW
主要技改内容：在锅炉风机上安装变频优化控制装置、传感器、变送器和控制系统等。

项目投资500万元，建设期约2个月。

综合节能量为700tce，减少二氧化碳排放1848t。

该项目年收益为200万元，项目回收期为1.9年。

关于机电设备中变频节能技术的探究摘要：目前机电设备运行最大的问题就是一些设备尚未更新换代，技术不成熟，导致机电设备在运行过程中出现电能耗损的问题。

而在机电设备中应用变频节能技术，能够解决这一难题，即起到提高电能利用效率、减少能耗的作用。

本文首先介绍了变频节能技术的应用原理，介绍了其在机电设备中所发挥的作用和成果，最后阐述了变频节能技术在运输机、通风机、控制系统、采煤机等机电设备中的应用，希望能够更好地发挥变频节能技术应用的价值。

关键词：机电设备；变频节能技术；技术探究引言变频节能技术是一种节能环保型技术，可以改变工频电流的频率，这种变化是利用半导体元件的通断来实现的。

简言之，就是通过供电频率的变化使电机转速也跟着改变，使电机在运转的时候能够降低损耗，同时保持煤炭高效率的生产。

变频技术可以控制电机，使电机的转速根据当时的工作状态自动加快或减慢，比如当设备空载时，变频技术会降低电机的转速，从而减少电能损耗。

变频节能技术的应用，可以减少煤炭生产中的电力成本，还可以减少设备排出的污染物，降低煤炭开采对于环境的影响，有力地响应了国家可持续发展战略。

机电设备是煤炭生产进程中必不可少的一类器械，对于煤炭生产效率的提升具有很大的帮助。

为了生产大量的煤炭，运输机、通风机等机电设备长时间保持高负荷运转，耗费大量电力能源的同时也会提高煤炭的生产成本。

变频节能技术可以很好地控制煤矿企业中机电设备的电能损失，可以将变频节能技术应用到井下的机电设备中，减少机电设备的功耗，避免对电力资源造成损耗。

1.变频技术作用及其成果1.1提高系统效率变频技术有利于提高系统效率，液力耦合器主要用于连接减速器和电机，但是由于其是利用液体来进行传动的，因此，其传动效率相较于电机和减速器直接连接的传动效率明显要低，而变频器的应用能够减少耦合器应用，同时也能够使系统效率得到有效提升。

同时，由于变电站距离矿井比较远，电压存在波动现象，但是应用变频器能够稳定电压，起到节能作用。

矿山机电设备运用变频节能技术分析摘要：在矿山机电使用时适当的加入变频技术，以有助于变频矿山技术的进一步发展、提升，使其更好的运行、使用，更有利于变频技术中采矿操作模式的调整，以增强皮带机的整体运行效果，改善负载荷的对比情况，从而可以研究出适合矿山机电设备操作的方法。

关键词：矿山；机电设备运用；变频节能技术前言：在矿山工程中，机电设备的应用十分广泛。

矿山企业发展逐渐加强了对技术的研究和升级，旨在通过对矿山机电设备的应用和先进技术的融合，提高矿山企业的生产水平，为矿山企业的发展争取更高的社会效益和经济效益。

在使用矿山机电设备的过程中，引进变频节能技术应用，可以有效的节约矿山机电设备的运行能源消耗量，提高机电设备的运行效果。

1、矿山机电设备变频控制技术概述通常而言，在矿上开采行业对矿产资源进行开采的工作中，对于矿山机械设备的使用不应该超负荷，但是在我国矿山开采行业中不可避免的会出现长期的矿山机械开采超负荷工作的情况。

在矿山开采工作中要时时刻刻谨记节约能源、保护环境。

变频控制技术的出现给矿山开采行业带来能源节约的曙光，而变频控制技术与矿山开采机械设备的有机结合则是利用一种新技术激活一个传统行业。

变频控制技术与矿山开采机械设备的有机结合充分满足了新时期我国对矿山开采行业的新要求，既要节能减排又要环保盈利。

所谓变频控制技术其实是由计算机技术，电力电子技术和电动机驱动技术三项技术结合起来的综合性强的新技术。

通过广泛使用变频控制技术就能够实现工作期间大大减少损失，节省资源，减少对矿山开采现场周边生态环境的进一步破坏。

除此之外，矿山开采机械设备与变频控制技术的结合更多的是通过对电流频率与电动机转速之间逐年增加的关系的利用来达到节能减排的目的。

由此可以得出结论，变频控制技术能够参考矿山开采机械设备在现实工作中的工作量大小来控制转动的速度。

2、变频节能技术的工作原理一般情况下，在进行矿山开采时不需要让矿山机电设备一直处在高负荷的工作状况下，而变频节能技术的运用可以有效克服这一问题，同时还能避免出现矿山机电设备过剩力矩的现象。

变频调速节能装置的节能原理1、变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳ H（压力），流量Q 与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P 与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。

即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。

例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8%，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5%.2、功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=S╳COSФ，Q=S╳SINФ，其中S－视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COSФ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。

3、软启动节能由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于(4-7)倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。

而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。

节省了设备的维护费用。

在冶金、化工、电力、市政供水和采矿等行业广泛应用的泵类负载，占整个用电设备能耗的40%左右，电费在自来水厂甚至占制水成本的50%。

这是因为：一方面，设备在设计时，通常都留有一定的余量；另一方面，由于工况的变化，需要泵机输出不同的流量。

随着市场经济的发展和自动化，智能化程度的提高，采用高压变频器对泵类负载进行速度控制，不但对改进工艺、提高产品质量有好处，又是节能和设备经济运行的要求，是可持续发展的必然趋势。

电机变频节能技术措施1. 采用电机变频器可以有效调节电机的转速，实现节能降耗的目的。

2. 采用电机变频技术可以根据负载情况自动调整电机的运行频率，降低能耗。

3. 通过电机变频控制系统实现电机启动和停止的平稳过渡，减少能源浪费。

4. 给电机安装频率变化器可以避免电机空载运行，减少额外能耗。

5. 采用电机变频器可以实现电机启动时的软启动，减少启动过程中的电能损耗。

6. 通过改造电机传动系统，采用变频器调速技术，达到降低电机能耗的目的。

7. 电机变频器技术能够快速响应负载变化，实现电机运行状态的智能调节。

8. 定期对电机变频器进行维护和检测，确保其性能稳定，提高能效。

9. 采用电机变频器可以减少电机的运行噪音，改善工作环境。

10. 通过电机变频控制系统实现对电机的精细化控制，降低无效能耗。

11. 使用电机变频技术可以实现电机的多速调节，满足不同工况的需求，提高能效。

12. 采用电机变频器可以减少电机的过载运行，降低电能消耗。

13. 通过电机变频器技术可以实现对电机的远程监控和管理，提高能源利用率。

14. 对电机进行优化调速可以减少电机寿命期内的能耗浪费。

15. 采用电机变频控制系统可以实现对电机的运行状态进行智能化监测，减少不必要的能源消耗。

16. 为电机选用合适的变频器设备，确保设备稳定运行，提高能效。

17. 对电机变频器进行合理调节，充分发挥其节能减排的效果。

18. 通过电机变频技术可以实现电机的高效率运行，降低能耗成本。

19. 优化电机的转速和动力输出，采用变频器控制技术，降低电能损耗。

20. 对电机变频器进行定期巡检和维护，防止性能下降导致能源浪费。

21. 采用电机变频器可以实现对多台电机进行联动控制，提高系统的整体能效。

22. 通过电机变频器技术可以实现对电机的智能化调度，提高能源利用率和节能效果。

23. 使用电机变频控制系统可以降低电机的运行温度，减少能源消耗和热损失。

24. 为电机变频器设备进行定期的升级和改造，提高其节能性能和稳定性。

变频器节能技术原理及应用近几年来，科学技术不断进步，经济也得到了突飞猛进的发展，变频器节能技术广泛的应用到了各行各业中，推动了我国变频器相关技术的发展。

现在许多企业应用了变频器技术，对电器设备的效率有很大的提升。

本文主要介绍了国内外变频器的发展现状、变频器的节能原理以及变频节能技术在生产中的应用。

标签：变频器；节能技术；应用原理引言变频器节能技术最早应用于上世纪八十年代，变频器节能技术自应用以来，便作为交流电动机的调速、节能的重要设备。

变频器的优点是有利于交流电动机在工作时节约能源、降低耗材、改善工艺、改善生产环境与提高生产质量等。

正是因为变频器节能技术的这些优点，才使得他更有竞争力，它改变了传统的电动机变级调速和直流调速的方法，提高了交流电动机的工作的效率，促进了变频器在节能方面的发展和应用，成为了现代最为合理的设备调速方案。

1、变频器的发展现状1.1 国内发展现状目前，国内低压变频厂商较多，生产的变频产品多是中小功率的，对于生产高压大功率变频产的商家很少。

只有个别企业，因具备科研能力和资金实力才能研制并生产高频变压器。

而且国内只有少部分中、高压电机进行了变频条数改造。

高压变频器的品种和性能依然处于发展阶段，每年市场需要大量的进口产品。

1.2 国际发展现状在国外，高压变频技术已经发展成熟，各大品牌的变频器生产商都已经形成了系列化的产品，而且都已经实现了数字化控制系统。

其中，国外品牌的一大特点就是工艺水平完善。

目前，发达国家的变频器应用非常广泛，只要有电机的场合，就会发现变频器的存在。

2、变频器的节能原理变频器的节能原理是将微电子技术和变频技术进行结合，通过调节和控制电机的工作电源方式来实现对电机电力设备的控制。

一般情况下，因变频器节能途径的不同将变频器分为调速节能变频器、提高功率因素节能变频器和软启动节能变频器。

2.1 变频调速节能在实际生产中，我们可以借助变频器进行变频调速，来降低设备的运转速度，从而降低能源的消耗，最终实现节能。