變頻調(diào)速電機技術(shù)的技術(shù)原理和節(jié)能效果。

時間：2023-01-08 09:04

變頻調(diào)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(shè)計要求之間存在一定差距，造成電機在生產(chǎn)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?；诖?，提出了一種變頻調(diào)速電機技術(shù)進行節(jié)能改造方案，并通過實際應用證明了該技術(shù)的可行性。 根據(jù)變頻電動機運行的原理圖和變頻電動機參數(shù)設(shè)計出一套完整的變頻調(diào)速系統(tǒng)方案，通過改造方案實施后對變頻器內(nèi)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(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠性高、運行費用低。

• 1變頻調(diào)速電動機的工作原理

  變頻調(diào)速電動機是由電力電子裝置、控制技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)相結(jié)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(xiàn)控制功能的微機控制系統(tǒng)，并根據(jù)電機的負載情況自動地改變其運行參數(shù)。 變頻調(diào)速電動機采用了兩種形式，一種為直接轉(zhuǎn)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(shù)包括轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩脈動、轉(zhuǎn)矩特性等，電機可通過外部機械機構(gòu)來實現(xiàn)調(diào)速運行。 由于變頻調(diào)速電動機采用了電磁旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)矩原理，它可對不同負載狀況下電機產(chǎn)生不同轉(zhuǎn)速，從而達到無速度傳感器感應式電機節(jié)能減排目的。 變頻調(diào)速電動機在運行中利用了負載狀況調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩大小和轉(zhuǎn)速，因此其能夠?qū)崿F(xiàn)無速度傳感器感應式電機變頻啟動、加減速、正反轉(zhuǎn)、制動等功能[2]。

• 2變頻調(diào)速系統(tǒng)方案

  根據(jù)以上變頻電機調(diào)速系統(tǒng)方案設(shè)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(shù)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(tǒng)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(xiàn)節(jié)能增效。

• 3節(jié)能效果及經(jīng)濟性分析

  以某工程電機變頻調(diào)速系統(tǒng)改造為例，介紹節(jié)能效果及經(jīng)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(jīng)過變頻調(diào)速后，節(jié)能效果明顯，與原電機相比每年可節(jié)約電費約15萬元；同時還可減少電能消耗，節(jié)約費用約8萬元。 另外，由于變頻調(diào)速系統(tǒng)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(tǒng)中，可以有效地提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低輸配電系統(tǒng)線路的電感性和電容性損耗，改善電能質(zhì)量等； 2)變頻調(diào)速技術(shù)是一種先進技術(shù)，它的應用大大降低了電氣設(shè)備的能耗； 3)變頻調(diào)速裝置能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的交流、直流電壓或電流進行無級調(diào)節(jié)，以滿足不同用戶對電壓、頻率的要求； 4)變頻調(diào)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(chǎn)生機械沖擊，能確保設(shè)備使用壽命和生產(chǎn)安全。

• 5結(jié)語

  變頻調(diào)速電機在日常生產(chǎn)中使用時，由于技術(shù)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(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。