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

時(shí)間：2023-01-08 09:04

變頻調(diào)速電機(jī)在使用中，由于電機(jī)的速度、負(fù)載等因素的變化，其實(shí)際的運(yùn)行情況與設(shè)計(jì)要求之間存在一定差距，造成電機(jī)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(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和完善。基于此，提出了一種變頻調(diào)速電機(jī)技術(shù)進(jìn)行節(jié)能改造方案，并通過實(shí)際應(yīng)用證明了該技術(shù)的可行性。 根據(jù)變頻電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的原理圖和變頻電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)出一套完整的變頻調(diào)速系統(tǒng)方案，通過改造方案實(shí)施后對(duì)變頻器內(nèi)的變頻器、整流器、逆變器以及整流模塊等進(jìn)行了改造，后系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高、運(yùn)行費(fèi)用低。

• 1變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的工作原理

  變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)，其主要的工作原理是利用電子元器件組成一個(gè)可實(shí)現(xiàn)控制功能的微機(jī)控制系統(tǒng)，并根據(jù)電機(jī)的負(fù)載情況自動(dòng)地改變其運(yùn)行參數(shù)。 變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)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(yīng)式（圖2）。 電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)包括轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、轉(zhuǎn)矩特性等，電機(jī)可通過外部機(jī)械機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行。 由于變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)采用了電磁旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)矩原理，它可對(duì)不同負(fù)載狀況下電機(jī)產(chǎn)生不同轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到無速度傳感器感應(yīng)式電機(jī)節(jié)能減排目的。 變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中利用了負(fù)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(yīng)式電機(jī)變頻啟動(dòng)、加減速、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)等功能[2]。

• 2變頻調(diào)速系統(tǒng)方案

  根據(jù)以上變頻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，變頻器的輸出頻率范圍在10~200 Hz，當(dāng)頻率為20 Hz時(shí)，變頻電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)約為0.99.當(dāng)需要控制的電動(dòng)機(jī)額定功率大于或等于電機(jī)輸入功率時(shí)，需要增大變頻器的輸出頻率；而當(dāng)電機(jī)輸入功率小于電動(dòng)機(jī)的額定輸出功率時(shí)則將變頻器輸出電壓提高。 通過計(jì)算，在滿足系統(tǒng)要求及滿足電機(jī)特性要求的前提下適當(dāng)增加變頻器的輸出容量，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效。

• 3節(jié)能效果及經(jīng)濟(jì)性分析

  以某工程電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)改造為例，介紹節(jié)能效果及經(jīng)濟(jì)性分析。 采用該方案的電機(jī)運(yùn)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(jī)相比每年可節(jié)約電費(fèi)約15萬元；同時(shí)還可減少電能消耗，節(jié)約費(fèi)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(jī)運(yùn)行的可靠性和效率。

• 4變頻器的應(yīng)用特點(diǎn)

  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(jìn)技術(shù)，它的應(yīng)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(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)，以滿足不同用戶對(duì)電壓、頻率的要求； 4)變頻調(diào)速裝置具有較高的運(yùn)行精度和較高的控制靈活性： 5)在負(fù)載下工作時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生機(jī)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(jī)在日常生產(chǎn)中使用時(shí)，由于技術(shù)限制及成本問題，很難廣泛推廣使用。 因此，在實(shí)際應(yīng)用中要不斷地進(jìn)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)。