变频节能技术的研究与应用

内容摘要

近十几年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，电气传动技术面临着一场历史革命，也就是说计算机数字控制技术以及交流调速技术已经取代了模拟控制技术和直流调速技术的时代，成为了新的发展趋势。当代社会用以推动技术进步、为提高产品质量而改善工艺流程、节约电能的重要手段就是采用电机交流变频调速技术。变频调速技术是国内外都非常认可的最有发展前途的调速方式，因为它具有适用范围广，拥有节能效果以及高功率因数、高效率，启制动性能和调速效果优异等等优点。

本文在总结前人研究的基础上，指出了变频技术的国内外研究现状，并对变频技术的基本理论进行相关的分析，为了对变频技术有一个细致的了解，本文以华能曲阜热电厂节能改造为例，详细的介绍了变频节能系统配置、变频控制系统的基本原理以及变频节能系统调试过程，并总结出改造的结果。

关键词：变频技术；节能改造；变频器；凝结水泵

内容摘要............................................................................................................................................ I 1 绪论 . (1)

1.1 课题的背景及意义 (1)

1.2 国内外发展现状 (2)

1.2.1 国外变频技术发展现状 (2)

1.2.2 我国变频技术发展现状 (2)

1.3 论文主要工作 (4)

2 变频节能技术简介 (5)

2.1 变频器的基本结构 (5)

2.2 变频器的分类 (6)

2.3 变频节能原理 (6)

3 变频节能系统 (8)

3.1 变频节能系统配置 (8)

3.1.1 变频改造方案 (8)

3.1.2 变频改造设置 (9)

3.2 变频控制系统的基本原理 (10)

3.3 系统调试及参数 (11)

3.3.1 凝结水泵变频器操作 (11)

3.3.2 变频器运行操作 (12)

3.3.3 机组电机和水泵参数 (12)

4 变频节能改造效果分析 (14)

4.1 #2机组凝结水泵改造结果分析 (14)

4.2 #1机组凝结水泵改造结果分析 (14)

5 结论 (16)

5.1 结论 (16)

5.2 变频技术展望 (16)

参考文献 (17)

1 绪论

1.1 课题的背景及意义

变频技术，即利用相关的技术方法改变用电设备的供电频率，从而能够满足控制设备输出功率的最终目标。变频技术凭借完全成熟的技术条件，已经让它的应用达到了新的高潮，伴随着自动控制理论、计算机、电力电子、微电子学等的发展，也使其进入了一个崭新的时代。变频技术就是利用变频调速来改变轴输出功率，从而实现了减少输入功率以便节省电能的目的[1]。

变频技术基本的使用原理是通过很长的一段时期，使得使用交流电源的所有的电气设备的工作频率保持在一个固定的标准上，变频技术的出现使得我们可以通过控制频率的大小来实现资源的节约，现如今，变频技术中发展最为迅速以及应用最为普遍的就是变频调速技术。

变频技术涵盖的内容十分的广泛，它主要是由点击传动技术、电力电子技术以及计算机技术等组合而成的综合性的新技术，包含了电力系统和机械设备方面的各种知识，它在工作的时候将工频电流的信号频率通过相应的操作转变成其他的频率，这样的转变主要是运用半导体的原件进行操作完成，然后再把交流电源转变成直流电，在对频率进行转化的时候，使得机电设备的节省率控制在最佳的范围，总之，变频技术简单而言就是将电器设备的使用频率进行相应的转化，使得电器设备处于最省电的状态，使得电流的频率同发电机的转速保持同等的一致，这种技术能够使得电机平稳的进行工作，同时可以进行自动化的减速和加速处理，在提高电器设备工作效率的前提下，尽量的减少能源的损耗。

火电厂的内部用电主要集中于汽水系统的泵、燃烧系统的风机以及制粉系统的磨煤机，耗电量尤为突出的是风机和泵。一般情况下，我们采用“效率”对风机和泵的运行经济性进行评价，火电厂中的循环水泵、凝结水泵以及锅炉给水泵的耗电量大约占据大容量机组的所有厂用电量的50%，锅炉引风机和送风机的电耗占到厂用电量的25%左右，由此可见，火电厂的内部用电量绝大部分都是风机和泵损耗的，因此，提高风机和泵的作业效率，尤其是泵，对于节能而言有着至

关重要的作用。

1.2 国内外发展现状

1.2.1 国外变频技术发展现状

日本三菱变频器和富士BJT变频器利用小功率交流变频调速技术，最大单机容量已达到700kV·A以上，并且IGBT变频器已经拥有了属于自己的系列产品，控制系统达到了全数字化的水平。德国的西门子公司用中功率变频调速技术，将单机容量100-900kV·A的SimovertPGTOPWM[2]变频调速设备以及单机容量达

10-2600kV·A的Samovars电流型晶闸管变频调速设备应用于水泵传动风机、电力机车，它的控制系统也已经达到全数字化的水平。意大利ABB公司通过大功率无换向器电机的变频调速技术，将单机容量六万千瓦的设备应用于抽水蓄能电站。法国的阿尔斯通已经能够通过大功率交-交变频，即循环变流器的调速技术将单机容量达三万千瓦的的电气传动设备应用于船舶的推经系统。国外的交流变频调速技术的高速发展具有以下几个方面的特点：

（1）微电子技术和控制理论的发展。专用集成电路技术、信号处理器和16位、32位高速微处理器的高速发展，给予了变频器多功能、高精度性能产生的硬件条件，同时，模糊控制、转矩控制、磁通控制、矢量控制等这些新的控制理论给予了高性能的变频器的产生以雄厚的理论基础。

（2）功率器件的发展。最近几年以来，串联、并联技术的发展应用，大电流的IGCT、IGBT、GTO以及SCR、高电压等期间的生产，让具有大功率、高低压性能的变频器产品真正得以生产并广泛应用。

（3）市场的大量需求。能源全球性短缺问题的到来以及工业自动化的程度不断的提高，变频器也得以在水泵、风机等节能场合以及食品、冶金、造纸、化工、纺织、机械等各个领域广泛应用，并且取得了显著的经济效益。

（4）基础工业和各种制造业的高速发展使得变频器相关配套件社会化、专业化生产。

1.2.2 我国变频技术发展现状

变频调速技术是最近几年来在交流调速技术中发展最快，也是最活跃的，同时，它也是交流调速的主要内容和基础。变压器出现在上个世纪，它的出现为改变电压变得更加容易，也造就了一个相当庞大的电力行业。变频调速技术的出现，

让频率变成了可充分利用的资源，也改变了一直以来交流电的频率一直是固定不变的这个状况。

自研发至今，变频技巧在很多出产工艺中都获得了明显的节能效果。国度《节能减排十二五计划》要求实行节能改革工程，电机系统节能是重要工程之一，要求对电机系统实行变频调速、永磁调速、无功补偿等节能改革，优化系统运行和把持，进步系统整体运行效力。计划提出，2015年电机体系运行效率比2010年进步2个~3个百分点，十二五时代构成800亿千瓦时的节电才能。因此，十二五以来，节能环保作为我国产业经济发展的中心，在为我国产业的可连续发展指明方向的同时，也在有效拉动我国变频器行业的可连续发展，使我国变频器行业一直拓展工业的市场占领率，并凭借强劲的发展力成为我国工业经济发展的主要基点[3]。

目前，我国正在鼎力推进节能环保理念，在2012年变频工业的细分化市场涌现6%的萎缩之后正在逐渐回复增加，4万亿元的节能环保投资进一步刺激变频器行业市场的发展。以水泥行业为例，在水泥厂的机电设备中，离神思、水泵类设备、空气紧缩机、选粉机、回转窑、球磨机、板式喂料机、调速皮带秤、喂煤绞刀、篦冷机及破窑罗茨风机、卸料机等所有须要交换调速的设备上都能够用变频调速器，以到达节能降耗的功能[5]。其中，风机调节采取变频调速作为节能手腕在海内外各行业被普遍采用，国外水泥企业已普遍应用风机变频调速满意不同工作状况体系调节，以减少电耗本钱。挖掘风机节能潜力成为晋升水泥企业市场竞争力的一大举动。

1.3 论文主要工作

本文主要对变频节能技术及其应用进行研究。

全文共分为五章，各章内容简介如下：

第一章绪论，简述课题的背景和意义、论题的国内外发展现状，介绍论文的主要内容；

第二章主要介绍了变频节能的基本理论，主要包括变频器的基本结构、变频器的分类以及变频节能的基本原理等；

第三章主要是以华能曲阜热电厂#1机和＃2机分别安装有2台6kV凝结水泵电机改造为例，详细的介绍了变频节能系统配置、变频控制系统的基本原理以及变频节能系统调试过程等；

第四章是在第三章的基础上，对第三章的节能改造项目结果进行分析，得出

节能的基本情况等；

本文最后对全文进行总结，并指出了研究课题的未来发展方向。

2 变频节能技术简介

2.1 变频器的基本结构

变频器就是把工频电流电源（电网供电）转换成交流电的交流装置，这种频率可以变、电压也可变的交流电才是交流电机变频调速所需要的。变频调速系统中的变频器可以分为两种：“交-直-交”形式的变频器和“交-交”形式的变频器，如下图2.1所示：

图2.1 变频器示意图

“交-直-交”电压型变频器是迄今为止应用最广泛的中小容量变频器，其基本结构如下图2.2所示：

图2.2 “交-直-交”电压型变频器结构图

其包括以下几个主要环节：

（1）中间直流环节，为了保证控制电路以及逆变电路获得高质量的直流电源，就需要通过该环节对整流电路的输出进行滤波[6]。电压型变频器就是在滤波时采用的是大电容，电流型变频器则是在进行滤波时采用大电感进行。本文统一采用的是电压型变频器进行的论述。

（2）逆变器，功率逆变器就是将直流转换成电压可调、频率可变的交流电的装置。使用的功率元件主要有功率场效应管、大功率晶体管、控制极可关断的晶

变频器毕业论文

摘要近年来，随着工业自动化产业的高速发展，变频器的应用日益广泛。为此，只有充分掌握变频器的技术特性，才能拥有将变频器用应到工程实践中的理论基础，确保采用变频器的电气传动系统具有高性能比、最简单的外围电路及最佳的性能指标。变频器故障分析与诊断是维护变频器所必需的实际操作技能，也是变频器安全稳定运行的前提。本文在查阅大量变频器相关资料的基础上，对变频器故障产生的因素进行详细分析。主要的分析结果如下：引发变频器故障的外部因素主要是由于使用方法不正确或安装环境不合理，故容易引发变频器的误动作或发生故障。引发变频器故障的内部因素是由于变频器内部电器元件的性能和控制电路的功能决定的。经过上述分析可以更轻松准确地排除故障以及日常的维护保养。关键字：变频器故障变频器维护

目录摘要 (3) 一、绪论 (5) 二、变频器的故障分析及处理 (6) （一）、外部因素 (6) （二）、本身因素 (8) （三）、常见故障分析及处理 (8) 三、变频器的日常维护保养 (9) 四、结论 (10) 五、参考文献 (10)

一、绪论 21世纪，交流电动机变频传动是工业生产、日常生活等所依赖的基本技术之一，其重要性随着社会和生产力的发展变得越来越突出。变频器可与三相交流电机、减速机构（视需要）构成完整的传动系统。在现代工业传动应用中，这种“一站式”驱动解决方案具有明显的优势。这种理念正如德国伦茨公司所提出：“上至电网，下至输出轴的传动。”这种传动系统的中心就是变频器。变频传动在控制性能、调速性能、效率以及维护方面性能优良，因此变频技术已成为现代传动控制技术必不可少的重要手段。有人曾经这样描述：“变频器+异步电动机=高性能传动系统。”使用时只要将变频器的输入接入电源，变频器的输出与电动机相连就可以了，比起变频器内部的复杂程度，使用实在是方便了。变频器在设计时尽可能地为用户提供了众多的功能，以满足不同应用场合下使用；早先变频传动的对象绝大部分是鼠笼型异步电动机，这种鼠笼结构转子的交流电动机，在所有电动机中，结构简单、坚固耐用、易于维护和价格便宜，正是因为这一系列的优点，给变频器带来了巨大的市场。实际上，在1889年三相交流异步电动机诞生之日时，人们就知道只要改变交流电动机定子的电源频率，就能改变其转子的旋转速度，但真正“变频”的愿望几乎是在一个世纪之后，即计算机技术、电力电子技术和功率变换技术高度发展的今天才得以实现。当然，现代变频器所驱动的对象已经不仅仅是异步电动机，它还包括同步电动机、伺服电动机。变频器大的广泛使用是世界生产力高度发展的必然，机身产过程和理化、实现高作业效率和高产品品质的需要。在现代工业中，交流传动以其优越于直流传动的特点，在很多场合中都被作为首选的传动方案，采用变频器控制的电机系统，有着节能效果显着、调节控制方便、维护简单、可网络化集中、远程控制、可与plc组成自动化控制系统等优点。变频器的这些特点使其在电力电子系统、工业自动控制等领域的应用广泛。市场上不同型号规格变频器的安装、接线、调试各有特点，但主要方法及注意事项基本一致、但使用变频器时，一旦发生故障，工矿企业的普通运行人员就很难处理。变频器故障的产生可能是产品质量问题、运行问题、应用方式问题，也可能是变频器参数设置问题。

变频技术的发展趋势及其应用

变频技术的发展趋势及其应用公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

变频技术的发展趋势及其应用 0引言在工业生产及国计民生中电机的使用十分广泛，电机的传动方式一般分为直流电机传动及交流电机传动。过去由于交流电机实现调速较困难或某些调速方式低效不够理想，因而长期以来在调速领域大多采用直流电机，而交流电动机的优点在调速领域中未能得到发挥。交流电动机的调速方式一般有以下三种。 1）变极调速是通过改变电动机定子绕组的接线方式以改变电机极数实现调速，这种调速方法是有级调速，不能平滑调速，而且只适用于鼠笼电动机。 2）改变电机转差率调速其中有通过改变电机转子回路的电阻进行调速，此种调速方式效率不高，且不经济。其次是采用滑差调速电机进行调速，调速范围宽且能平滑调速，但这种调速装置结构复杂（一般由异步电机、滑差离合器和控制装置三部分组成），滑差调速电机是在主电机转速恒定不变的情况下调节励磁实现调速的，即便输出转速很低，而主电机仍运行在额定转速，因此耗电较多，另外励磁和滑差部分也有效率问题和消耗问题。较好的转差率调速方式是串级调速。3）变频调速通过改变电机定子的供电频率，以改变电机的同步转速达到调速的目的，其调速性能优越，调速范围宽，能实现无级调速。目前我国生产现场所使用的交流电动机大多为非调速型，其耗能十分惊人。如采用变频调速，则可节约大量能源。这对提高经济效益具有十分重要的意义。 1变频调速技术的发展上世纪50年代末，由于晶闸管（SCR）的研究成功，电力电子器件开始运用于工业生产，可控整流直流调速便成了调速系统中的主力军。但由于直流电机结构复

变频调速技术的作用和节能原理

一、变频调速技术的作用和节能原理 1、变频节能：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。电机不能在满负荷下运行，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费，在压力偏高时，可降低电机的运行速度，使其在恒压的同时节约电能。当电机转速从 N1 变到 N2时，其电机轴功率（P）的变化关系如下： P2／ P1 = （N2/N1）3 ，由此可见降低电机转速可得到立方级的节能效果。 2、动态调整节能：迅速适应负载变动，供给最大效率电压。变频调速器在软件上设有 5000次/秒的测控输出功能，始终保持电机的输出高效率运行。 3、通过变频自身的V/F功能节电：在保证电机输出力矩的情况下，可自动调节V/F曲线。减少电机的输出力矩，降低输入电流，达到节能状态。 4、变频自带软启动节能：在电机全压启动时，由于电机的启动力矩需要，要从电网吸收 7 倍的电机额定电流，而大的启动电流即浪费电力，对电网的电压波动损害也很大，增加了线损和变损。采用软启动后，启动电流可从0 -- 电机额定电流，减少了启动电流对电网的冲击，节约了电费，也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长了设备的使用寿命。 5、提高功率因数节能：电动机由定子绕组和转子绕组通过电磁作用而产生力矩。绕组由于其感抗作用。对电网而言，阻抗特性呈感性，电机在运行时吸收大量的无功功率，造成功率因数很低。采用变频节能调速器后，由于其性能已变为： AC－－ DC －－AC，在整流滤波后，负载特性发生了变化。变频调速器对电网的阻抗特性呈阻性，功率因数很高，减少了无功损耗根据负载转速的变化要求，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的，以获得合理的电机运行工况。在不同的转速情况下，均保持较高的运行效率，不仅降低了电能消耗，同时能改善启动性能，保护电机及负载设备免受瞬

变频器毕业论文-

许昌职业技术学院毕业论文题目变频器的概述与应用及其常见问题的处理学生王亚楠学号 0902101719 专业班级机电一体化七班系院名称许昌职业技术学院机电工程系指导教师苏江涛二○一一年十二月十二日

变频器的概述与应用及其常见问题的处理摘要：变频器在交流拖动系统应用中呈现优良的控制性，可以实现软起动和无级调速，进行加减速控制，使电动机获得高性能，而且具有显著的节能效果。所以应用变频调速可以提高生产机械的控制精度、生产效率和产品质量，从而利于实现生产过程的自动化。因此变频器近年来在工业生产各环节得到了广泛的应用。但变频器在实际应用和维护检修中也暴露出一些问题需要引起重视。关键词：变频器的概念，节能，参数设定，故障排除，模块检测，维护保养一、变频器的概念及组成 1、变频器的概念（frequency changer / frequency converter）是一种用来改变交流电频率的电气设备。此外，它还具有改变交流电电压的辅助功能。过去，变频器一般被包含在电动发电机、旋转转换器等电气设备中。随着半导体电子设备的出现，人们已经可以生产完全独立的变频器。 2、变频器主要是由主电路、控制电路组成。 1、）主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。（1）整流器：最近大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。（2）平波回路：在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压（电流）。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。（3）逆变器：同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确

节能服务种类及介绍

1节能服务简介节能服务是指由专业的第三方机构（能源管理机构）帮助组织机构解决节能运营改造的技术和执行问题的服务。其服务对象是一般是企业机构。企业接受节能服务的目的：减少能源消耗、提高能源使用效率、降低污染排放等问题。节能服务公司（ESCO）服务方式：第三方节能服务机构一般采用合同能源管理（EPC）的方式提供相关服务。服务内容：节能诊断；节能改造方案设计；施工设计；节能项目融资；原材料和设备采购；施工、安装和调试；运行、保养和维护；节能量监测、收回投资和利润等。 2节能服务商业模式表格1节能服务商业模式模式英文全称中文全称简介 E Engineering 工程设计由节能服务公司提供技术方案和电站设计，业主自己安排设备采购、建设和管理。一些节能服务公司不愿意再提供这种模式的服务，这种经营模式的比例逐年下降。 EP Engineering-P rocurement 设计-采购工程设备成套。由节能服务公司提供技术方案和电站设计、并安排设备采购。目前在行业内广泛使用。 EPC Engineering-P rocurement-C onstruction 设计-采购- 施工节能环保工程建设行业总承包业务的普遍模式，即服务商承担系统的规划设计、土建施工、设备采购、设备安装、系统调试、试运行，并对建设工程的质量、安全、工期、造价全面负责，最后将系统整体移交业主运行。公司获得 EPC合同后，也可将合同拆分为设计服务、建造合同、设备安装、技术服务等多个细分合同。主流经营模式，市场占有率大约60%左右。 EPCC EPC-Commiss ion 总承包＋托管运营在系统建设阶段采用EPC总承包的服务模式，在运营阶段采用系统托管运营模式 EMC Energy Managemen t Contract 合同能源管理节能服务公司通过和客户签订节能服务合同，为客户提供包括：能源审计、项目设计、项目融资、设备采购、工程施工、设备安装调试、人员培训、节能量确认和保证等一整套的节能服务，并从客户进行节能改造后获得的节能效益中收回投资和取得利润的一种商业运作模式 EPC* Energy Performance Contract 合同能源管理和EMC含义相同 BOT Build-Operate建设-运营-政府特许服务商承担工程投资、建设、经营和维护，在协议期规定的期限内，

交流及变频调速技术试卷及答案

交流及变频调速技术一、选择题；（20分） 1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（A ）。 A：PWM B：PAM C：SPWM D：SPAM 2、对电动机从基本频率向上的变频调速属于（ A）调速。 A：恒功率 B：恒转矩 C：恒磁通 D：恒转差率 3、下列哪种制动方式不适用于变频调速系统（ C）。 A：直流制动 B：回馈制动 C：反接制动 D：能耗制动 4、对于风机类的负载宜采用（ A）的转速上升方式。 A：直线型 B：S型 C：正半S型 D：反半S型 5、N2系列台安变频器频率控制方式由功能码（C ）设定。 A：F009 B：F010 C：F011 D：F012 6、型号为N2-201-M的台安变频器电源电压是（ A）V。 A： 200 B：220 C：400 D：440 7、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（B ）有关系。 A：磁极数 B：磁极对数 C：磁感应强度 D：磁场强度 8、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（D ）。 A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT 9、IGBT属于（B ）控制型元件。 A：电流 B：电压 C：电阻 D：频率 10、变频器的调压调频过程是通过控制（ B）进行的。 A：载波 B：调制波 C：输入电压 D：输入电流二：填空题（每空2分，20分） 1.目前变频器中常采用 IGBT 作为主开关器件。 2.三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则U1应随f1 U1\F1=常数按规律调节。 3.矢量控制的规律是 3/2变换、矢量旋转变换、坐标变换。 4.变频调速系统的抗干扰措施有：合理布线，消弱干扰源，隔离干扰，准确接地三：判断题（10分） ( 对 )1. 变频器的主电路不论是交-直-交变频还是交-交变频形式，都是采用电力电子器。( 错 )2.电流型变频器多用于不要求正反转或快速加减速的通用变频器中。 ( 对 )3. 变频器调速主要用于三相异步电动机。

节能空调技术介绍

技术背景介绍㈠、XX型热能产品技术——比燃油锅炉节约50%-90% 1、XX热能技术的四大优点 XX型热能技术节能产品，是基于逆卡诺循环原理，揉合XX公司自己研发的专利技术，建立起来的一种高效节能和优质环保的制热制冷技术产品，它整合和利用建筑物各体系热源资源，合理配置了建筑物冷暖热水系统中所有设备的优质效果，通过自然能获取低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源，用来制取热水和为制冷提供能源，整个系统集热和制冷效率甚高。 XX型热能技术有四大优点，第一是节能，有利于能源的综合利用；第二是无污染排放，有利于环境保护；第三是冷热结合，设备应用率高，节省投资，第四因为它是电驱动，所以它调控比较方便。因此XX型热能设备受到社会和市场的高度关注，它开辟了建筑物冷暖热水资源综合利用和节能技术之先河。 XX型热能技术是二十一世纪的一个能源技术，通过热泵利用自然能和XX公司专利技术，提高能效的利用。能效的利用有两个含义，从环境角度来讲，可以减少温室气体的排放，减少对环境的有害的因素，从另外一个方面来说，就是解决电力高峰负荷的一项技术整合。 2、产品特点高效节能：集热效率高，运行成本低。

(同比用电量是电热水器五分之一) ●绿色环保：高新科技的结晶，代表未来发展方向。 ●安全节约：无后顾之忧，初装费低，一元钱当五元钱花。 ●四季制热：阴雨天或寒冷冬季，均能全天候合成高温热源。 ●时尚耐用：用料精选。(使用寿命在18年以上) ●设计精堪：全自动控制，免维护运行，代表制热高新精尖科技。 ●体积小巧：可置屋顶、阳台、庭院、室内等，并能与建筑物有机结合。 3、产品发展热泵技术从1924年发明到现在，在很长的一段时间里没有被人类充分地认识和运用面。供暖还是利用传统的燃气，或者电热这样一个传统的方法，因为它比较简单，比较直接。但到20世纪60年代，世界能源危机以后才给予充分的重视，世界经济持续发展，要给子孙后代留下能源，一定要注意能源的节约和合理的使用。所以世界各国纷纷加大了研发力度，推广热泵技术，所以目前热泵技术已经比较广泛地使用。

变频节能技术的研究与应用

变频节能技术的研究与应用内容摘要近十几年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，电气传动技术面临着一场历史革命，也就是说计算机数字控制技术以及交流调速技术已经取代了模拟控制技术和直流调速技术的时代，成为了新的发展趋势。当代社会用以推动技术进步、为提高产品质量而改善工艺流程、节约电能的重要手段就是采用电机交流变频调速技术。变频调速技术是国内外都非常认可的最有发展前途的调速方式，因为它具有适用范围广，拥有节能效果以及高功率因数、高效率，启制动性能和调速效果优异等等优点。本文在总结前人研究的基础上，指出了变频技术的国内外研究现状，并对变频技术的基本理论进行相关的分析，为了对变频技术有一个细致的了解，本文以华能曲阜热电厂节能改造为例，详细的介绍了变频节能系统配置、变频控制系统的基本原理以及变频节能系统调试过程，并总结出改造的结果。关键词：变频技术；节能改造；变频器；凝结水泵

目录内容摘要 (1) 1 绪论 (3) 1.1 课题的背景及意义 (3) 1.2 国内外发展现状 (4) 1.2.1 国外变频技术发展现状 (4) 1.2.2 我国变频技术发展现状 (4) 1.3 论文主要工作 (5) 2 变频节能技术简介 (7) 2.1 变频器的基本结构 (7) 2.2 变频器的分类 (8) 2.3 变频节能原理 (8) 3 变频节能系统 (10) 3.1 变频节能系统配置 (10) 3.1.1 变频改造方案 (10) 3.1.2 变频改造设置 (11) 3.2 变频控制系统的基本原理 (12) 3.3 系统调试及参数 (13) 3.3.1 凝结水泵变频器操作 (13) 3.3.2 变频器运行操作 (14) 3.3.3 机组电机和水泵参数 (14) 4 变频节能改造效果分析 (16) 4.1 #2机组凝结水泵改造结果分析 (16) 4.2 #1机组凝结水泵改造结果分析 (16) 5 结论 (18) 5.1 结论 (18) 5.2 变频技术展望 (18)

节能技术产品介绍

节能技术产品介绍一．SH-SVC(高压静止型动态无功补偿装置)- 湖北三环发展股份有限公司技术产品名称： SH-SVC(高压静止型动态无功补偿装置) 技术产品所属类别：节电技术产品应用领域：广泛应用于电力、冶金、石化、建材、有色、市政等重要行业领域。电弧炉、轧机、电力机车供电、城市二级变电站。技术产品原理：电容器组提供容性无功，电抗器提供感性无功，为负荷产生的无功功率（通常为感性），如果能做到系统无功，则能实现电网功率因数=常数（接近1），电网电压几乎不波动——这就是无功补偿的基本原理。 SH-SVC(高压静止型动态无功补偿装置)采用最先进的瞬时无功计算方法，能够迅速检测待补偿系统的无功变化，从而在10ms内实现对系统无功的快速补偿。基于同步坐标变换的平衡化补偿方案使得SH-SVC 即使在系统电压畸变的恶劣情况下仍能有效地消除负荷的不平衡和谐波影响，对系统谐波抑制和电压稳定性的补偿均优于国家标准的要求。技术产品优势：

“技术创新性、国内领先标准”，具有高可靠性、技术先进、智能化程度高等特点。（一）高可靠性 (1)晶闸管阀采用光电触发方式，晶闸管BOD保护，抗干扰能力强，保护可靠；阀体采用卧式，运行可靠，维护工作量小；同时采取晶闸管冗余措施，提高设备使用率； (2)全数字化智能控制系统，具有丰富、全面的控制、监视和故障诊断功能，大大减小了调试、维护和检修的时间； (3)控制系统与功率单元之间采用光纤通讯，信号稳定性高，不会受到外界电磁场的干扰和影响，非常好地解决了强、弱电之间的隔离问题； (4)一次回路设计经过了详细的仿真分析，充分考虑了各类过电压和谐波电流放大问题，完整的微机保护系统能够保证设备安全运行，可靠工作； (5)电力电子功率器件的散热采用密闭式循环水冷却系统，占地面积小，冷却效率高，运行可靠； (6)极强的自诊断功能，既有静态自检，又有运行中的动态检测，能及时对系统中各种突发事件做出准确的预警和保护动作。（二）技术先进 (1)先进的电力系统仿真技术； (2) 10ms内的无功检测和控制技术：能够实时检测、跟随系统无功变化，特别适用于突变负荷的无功快速补偿，节能效果显著；

变频调速技术及应用复习提纲概要

复习提纲 1、根据公式，说明交流异步电动机和同步电动机调速的方法各有哪些？交流电机同步转速交流感应电机转速交流异步电动机调速的方法:(1)变频调速(2)变极调速(3)变转差率调速第一：改变感应电机的极对数p ，从而改变电动机的转速。这种方法只能一级一级地调速，不能平滑调节，而且电机体积较大，接线复杂，电机运行性能较差；第二：改变感应电机转差率s 。绕线式感应电动机通过在转子中外加调速电阻，实现改变转差率，使得转速改变。缺点是调速电阻需要消耗一定能量，绕线式电动机结构较复杂，适用于中小容量电动机；第三：改变电源频率f1。通过改变电源频率来改变交流电动机转速。是当前应用最广泛的交流调速技术。既适用于同步电机，也适用于感应电机。交流同步电机转速只有变频调速根据交流异步电机的转速公式 n=n1(1-s)=60f1/p(1-s) 可知：交流异步电动机有以下三种基本调速方法：（1）改变定子极对数p 调速。（2）改变电源频率f1调速。（3）改变转差率s 调速。 ()()116011=-=-f n n s s p 1160=f n p 1160=f n p

2、按电动机能量类型可将异步电机调速分为几种类型？（1）转差功率消耗型调速系统（2）转差功率馈送型调速系统（3）转差功率不变型调速系统 3、现代交流调速系统由哪些部分组成？现代交流调速系统的组成 4、目前应用最多、最广泛的交流调速方法是哪种？主要应用于哪些场合？变频调速：改变电源频率f1。通过改变电源频率来改变交流电动机转速。是当前应用最广泛的交流调速技术。既适用于同步电机，也适用于感应电机。5、叙述异步电动机工作原理、铭牌的意义、旋转方向等工作原理: 三相交流异步电动机工作原理：(1)当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。(2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。（3）根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。电机的转速（转子转速）小于旋转磁场的转速，从而叫为异步电机。它和感应电机基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s为转差率，ns为磁场转速，n为转子转速。三相异步电动机的转速永远低于旋转磁场的同步转速，使转子和旋转磁场间有相对运动，从而保证转子的闭合导体切割磁力线，感生电流，产生转矩。转速的差异是异步电机运转的必要条件。在额定情况下，转子转速一般比同步转速低2-5%。

变频调速器的节能节电技术原理及其应用技术

变频调速器的节能节电技术原理及其应用技术什么叫变频调速技术，它是一种以改变电机频率和改变电压来达到电机调速目的的技术。大家都知道，目前，无论哪种机械调速，都是通过电机来实现的。从大范围来分，电机有直流电机和交流电机。过去的调速，多数用直流电机，由于直流机调速容易实现。但直流机固有的缺点：滑环和碳刷要经常拆换，给人们带来太大的麻烦。因此有人就想，如果把可靠简单的笼式交流电机用来调速那该多好！因而就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速、液力偶和调速等交流调速方式。当然也出现了滑差电机、绕线式电机、同步机、这些都是交流电机。到20世纪80年代，由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展，才出现了对交流机来说最好的变频调速技术，它一出现就以其优异的性能逐步取代其它交流电机调速方式，乃至直流电机调速，而成为电气传动的中枢。因而说变频调速是时代的产物，只有在技术高度发展的今天，才能实现。为什么说它是基于电力电子、微电子、信息技术发展的产物？一是它的逆变部分都基于电流很大、电压很高的SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等电力电子器件来完成的。什么叫逆变：就是直流变交流（DC－AC）那么交流变直流就叫整流（AC －DC）。二是它的控制部分和负载状态的检测是由CPU（32位计算机）来完成，这是微电子器件发展的结果。三是内置4－20mA 接口和RS485 接口可以和仪表、DCS 相接，通过总线Profibus、Interbus 通讯。调速节能原理从二个方面来说明： 1、风机水泵的节电原理就是用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量，这是一个节电的有效途径。在用档风板控制额定风量Q1=100%输出时，则轴功率N1与面积AH1 OQ1成正比，若风量减半Q2 =50%输出时，则轴功率N2与面积BH2 OQ2成正比，它比N1减少不多，这是因为需要克服档风板阻力增大风压所致。如果采用调速控制同样风量减半输出时，转数由n1降至n2，按风机参数比例定律画出n2时的特性曲线，C点为新的工矿点，这时轴功率N2与面积CH3OQ2成正比，在满足同样风量Q2情况下，轴功能降低很多，节省的功率耗损△N与面积BH2H3C成正比，可见节电效果十分显著。 2、流体力学的观点流量∝转速，压力∝转速^2，轴功率∝转速^3，若转速下降20%，则功率下降到51.2% ；若转速下降50%，则轴功率下降到12.5% ，即使考虑调速装置本身的损耗等因素，节电也是相当可观的。为此，许多行业、如钢铁、有色、石油、石化、化工、纺织、机械、电力、建材、医药、煤炭、造纸、卷烟、酒店、自来水等行业都在许多设备中采用交流电机变频调速技术，产生节电及增产的效果，下面举几个例子：实例1、空调类负载

变频节能技术应用分析

变频节能技术应用分析发表时间：2009-12-04T11:31:02.450Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年10月下旬刊供稿作者：王栋 [导读] 变频技术，就是通过技术手段，来改变用电设备的供电频率，进而达到控制设备输出功率的目的王栋（广东电网公司惠州供电局）摘要：变频技术，就是通过技术手段，来改变用电设备的供电频率，进而达到控制设备输出功率的目的。变频技术随着微电子学、电力电子、计算机和自动控制理论等的发展，已经进入了一个崭新的时代,完全成熟的技术，也使其应用进入了一个新的高潮。它是通过变频调速改变轴输出功率，达到减少输入功率节省电能的目的。是感应式异步电动机节能的重要技术手段之一。关键词：变频器节能技术 0 引言对于异步电动机通过调速达到节能目的方法很多，如：调压调速,又称为滑差调速；变极对数调速和品闸管串极调速等等，根据不同的负载性质，有针对性的选择。在各种调速节能中，利用变频调速，是异步电动机调速效果最好、最成熟、最有发展前途的节能技术。 1 变频器控制对像：变频器应用，可分为两大类：一种是用于传动调速，另一种是各种静止电源（静止电源暂且不讲）。变频传动调速，其应用目的就是通过对电机调速来达到节约能源。控制对象就是在动力设备上实现电—机转换的电动机。这是由感应式异步电动机的性能和特征决定，其次是由于所带的负载对电机调速的负荷适应性所决定。由电机转速的数学公式我们知道，电机的实际转速，主要取决于电机定子的旋转磁场（n1=t*f/p）。对一个绕制好的电机，其旋转磁场转速完全取决供电频率，t 为时间常数，P为电机的极对数，n1正比电源频率f，从电机的结构上我们看到定、转子之间没有任何电的连接，基于磁场感应和机械惯性，转子的转速和定子旋转磁场的转速总是不同步，差一个转差数（一般为n1的1%-1.8%,）称为转差率S，由此可见电机的转速也正比于电源的频率。n2=t*f(1-s)/p从异步电动机变频时机械特性曲线中，我们不难看出转速的变化对电机的转矩影响较小，对于传动机械功率要求完全可以满足。变频调速控制是在降低输出频率的同时输出电压也相应降低，转矩正比输出电压。转矩也会有些减少。这种纯电气调速系统是人为地改变电动机的机械特性来获得不同的转速，直接与拖动机械相连接不需原机械设备做任何调整，这对于节能改造成本，保持原有机械性能都大有好处。变频传动调速的特点是：①不用改动原有设备包括电机本身；②可实现无级调速，满足传动机械要求；③变频器软启、软停功能，可以避免启动电流冲击对电网的不良影响，减少电源容量的同时还可以减少机械惯动量，减少机械损耗；④不受电源频率的影响，可以开环、闭环手动/自动控制；⑤低速时，定转矩输出、低速过载能力较好；⑥电机的功率因数随转速增高功率增大而提高，使用效果较好。 2 节能变频控制机电设备配合设计原则：电机的最大功率必须满足负载下的机械功率和转矩，对于不同的负载，最大值并非时时刻刻都发生、负载的变化是非线性的，而电机的输出功率却是恒定的，这就意味着在非最大负载时电机输出了相当一部分多余功率，电能也就白白浪费掉了。风机、水泵类就是较典型例子。风机、水泵类风量和流量的控制在过去很少采用转速控制方式，基本上都是由鼠笼型异步电动机拖动，进行恒速运转，当需要改变风量或流量时，事实上都采用调节挡风板或节流阀。这种控制虽然简单易行，能满足流量要求，但对电机来讲，从节省能源的角度来看是非常不经济的。生产中很容易检测出来。这类设备一般都是长时间运行，甚至很久不停机。在实际检测中发现，除在极短时间流量最大值外，近90％时间运行在中等或较低负荷状态，总用电量至少有40％以上被浪费掉。采用变频调速控制，对风机、水泵类机械进行转速控制来调节流量的方法，对节约能源，提高经济效益具有非常重要意义。 3 风机、水泵的节能方法从流量控制原理上讲，风机、水泵的结构和工作原理基本相同. 3.1 具体测试某工厂炉底风机散热控制系统，冶炼炉根据不同材料、需要不同的炉底冷却温度，设计满足最大冷却风量设计为四台18.5KW4极叶轮式风机，全功率运转，但用最大冷却风量的概率极低。冶炼常用几种材料，四台风机对开风量过大；对开两台时，达不到冷却要求；对开一对再侧开一台，冷却不均、无法满足工艺要求；原设计4台对开风机靠调节挡风板可满足冷却要求，但对电机来讲，浪费电能。风板全开时，运行电流24A，全关闭时22A，输入功率从17.0KW—18.5KW变化，节电率不足8％。针对这一特殊要求制定方案，对其中两台对开电机进行开环变频调速控制，配合两台全速风机，即满足不同材料的温控要求，又能节约电能。按照这一方案进行改造后，节电效果非常明显。针对其中一种材料需固定频率控制进行冷却,几个月才换一次，设定频率在25—35之间，完全满足冷却要求。工频下运行时一台18.5KW风机（经变频器输出），每小时耗电为11.9度/小时，日耗电量为：285.6度/24小时。在正常运行时根据不同材料的温度要求，设定频率分别为：25Hz、30Hz、35Hz、40Hz和45Hz。需要指出的是：变频器当输出频率降低时，输出电压也相应降低，输入功率明显减少，对应频率降低时电压降低电机不会有温升，若频率不变时电压降低至浮动电压下限值时，电机就会有温升。 3.2 水泵节电：同风机原理很相近。以某酒店750TRT中央空调冷水机组水系统90KW冷冻泵和55KW冷却泵为例：主机制冷是根据温度的变化而工作，是非线性负荷，而水泵电机基本上是线性恒功率输出。1台55KW冷却水泵靠调整阀门来改变流量，虽然能满足主机运行要求，但对于电机来讲节电意义不大，阀门的全开和全闭，电流从107A—97A之间变化，平均节电不足7％。通过改造采用温度控制为主，压力控制为铺进行闭环变频控制水泵电机，水泵电机平均节电率都在30％以上；90KW冷冻水泵电机靠调节阀门电流在163—148A之间变化，平均节电不足6％，经闭环控制变频调速改造后，节电率平均也在30％以上。为什么会有这么大节电空间呢，因为中央空调系统设计时的最大容量是以人流、气温、空间散热三项极限指标为依据计算的（即人流最大、气温最高、空间散热最差），平时出现这种情况的概率极低，从经验上讲不到10%，空调系统大部分运行时间都在中、低负荷状态，空调主机的负荷曲线是非线性的，而水系统的水泵负荷是线性恒功率的，以满足主机的最大负荷为标准。这样在主机非最大负荷时水泵就必然存在着电能浪费空间。通过变频调速控制使水泵电机的负载曲线符合或接近空调主机的负载曲线。 3.3 高压变频控制传动调速控制设备都是在3KV以上大容量电机，一般都在几百KW到几千KW，负载率大于0.5,节电效率较低压变频控制略低，在18—25%左右，电机容量大耗电也多，虽然节电率较低，但用电基数大，也是非常可观，高压变频设备技术复杂设备体积大，

变频调速及其控制技术的现状与发展趋势

变频调速及其控制技术的现状与发展趋势摘要：变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果在各个领域得到广泛的应用，为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了重要手段。本文首先回顾了变频调速技术的发展历史和现状，然后总结了变频调速中的关键控制技术，并介绍了智能控制理论在变频调速系统中的应用情况，最后指出了变频调速技术的发展趋势。关键字：变频调速技术矢量控制异步电动机PWM技术智能控制 1变频调速技术的发展历史及现状变频调速技术涉及到电力、电子、电工、信息与控制等多个学科领域。随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展，以变频调速为代表的近代交流调速技术有了飞速的发展。交流变频调速传动克服了直流电机的缺点，发挥了交流电机本身固有的优点（结构简单、坚固耐用、经济可靠、动态响应好等），并且很好地解决了交流电机调速性能先天不足的问题。交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在*****领域的广泛适用性，而被公认为是一种最有前途的交流调速方式，代表了电气传动发展的主流方向。交流调速技术为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了至关重要的手段。变频调速理论已形成较为完整的科学体系，成为一门相对独立的学科。变频装置有交-直-交系统和交-交系统两大类。

交-直-交系统又分为电压型和电流型，其中，电压型变频器在工业中应用最为广泛。本文所涉及的就是此类变频调速理论和技术。 20世纪是电力电子变频技术由诞生到发展的一个全盛时代。最初的交流变频调速理论诞生于20世纪20年代，直到60年代，由于电力电子器件的发展，才促进了变频调速技术向实用方向发展。70年代席卷工业发达国家的石油危机，促使他们投入大量的人力、物力、财力、去研究高效率的变频器，使变频调速技术有了很大的发展并得到推广应用。80年代，变频调速已产品化，性能也不断提高，发挥了交流调速的优越性，广泛地应用于工业各部门，并且部分取代了直流调速。进入90年代，由于新型电力电子器件如IGBT（绝缘栅双极晶体管Insolated Gate Bipolar Transistor），IGCT(集成门极换向型晶闸管Integrated Gate Commutated Thyristor)等的发展及性能的提高、计算机技术的发展，如由16位机发展到32位机以及DSP（数字信号处理器Digital signal processor）的诞生和发展等以及先进控制理论和技术的完善和发展（如磁场定向矢量控制、直接转矩控制）等原因，极大地提高了变频调速的技术性能，促进了变频调速技术的发展，使变频器在调速范围、驱动能力、调速精度、动态响应、输出性能、功率因数、运行效率及使用的方便性等方面大大超过了其它常规交流调速方式，其性能指标也超过了直流调速系统，达到取代直流调速系统的地步。目前，交流变频调速以其优越的性能而深受各行业的普遍欢迎，在电力、轧钢、造纸、化工、水泥、煤炭、纺织、铁路、食品、船舶、机床等传统工业的改造中和航天航空等新技术的发展应用中无不看

变频器为什么可以节能

变频器节能节电原理及其应用什么叫变频调速技术，它是一种以改变电机频率和改变电压来达到电机调速目的的技术。大家都知道，目前，无论哪种机械调速，都是通过电机来实现的。从大范围来分，电机有直流电机和交流电机。过去的调速，多数用直流电机，由于直流机调速容易实现。但直流机固有的缺点：滑环和碳刷要经常拆换，给人们带来太大的麻烦。因此有人就想，如果把可靠简单的笼式交流电机用来调速那该多好！因而就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速、液力偶和调速等交流调速方式。当然也出现了滑差电机、绕线式电机、同步机、这些都是交流电机。到20世纪80年代，由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展，才出现了对交流机来说最好的变频调速技术，它一出现就以其优异的性能逐步取代其它交流电机调速方式，乃至直流电机调速，而成为电气传动的中枢。因而说变频调速是时代的产物，只有在技术高度发展的今天，才能实现。为什么说它是基于电力电子、微电子、信息技术发展的产物？一是它的逆变部分都基于电流很大、电压很高的 SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等电力电子器件来完成的。什么叫逆变：就是直流变交流（DC－AC）那么交流变直流就叫整流（AC－DC）。二是它的控制部分和负载状态的检测是由CPU（32位计算机）来完成，这是微电子器件发展的结果。三是内置4－20mA 接口和 RS485 接口可以和仪表、DCS 相接，通过总线Profibus、Interbus 通讯。调速节能原理从二个方面来说明： 1、风机水泵的节电原理就是用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量，这是一个节电的有效途径。在用档风板控制额定风量Q1=100%输出时，则轴功率N1与面积AH1 OQ1成正比，若风量减半Q2 =50%输出时，则轴功率N2与面积BH2 OQ2成正比，它比N1减少不多，这是因为需要克服档风板阻力增大风压所致。如果采用调速控制同样风量减半输出时，转数由n1降至n2，按风机参数比例定律画出n2时的特性曲线，C点为新的工矿点，这时轴功率N2与面积CH3OQ2成正比，在满足同样风量Q2情况下，轴功能降低很多，节省的功率耗损△N与面积BH2H3C成正比，可见节电效果十分显著。 2、流体力学的观点流量∝转速，压力∝转速^2，轴功率∝转速^3，若转速下降20%，则功率下降到 51.2% ；若转速下降50%，则轴功率下降到12.5% ，即使考虑调速装置本身的损耗等因素，节电也是相当可观的。为此，许多行业、如钢铁、有色、石油、石化、化工、纺织、机械、电力、建材、医药、煤炭、造纸、卷烟、酒店、自来水等行业都在许多设备中采用交流电机变频调速技术，产生节电及增产的效果，下面举几个例子：实例 1、空调类负载家庭用空调只有0.5HP、1HP、2HP、3HP等，而工厂和宾馆的空调容量要大的多，节电明显。北京丽都假日饭店动力中心是一个集中供冷、供热的工厂，安装有 20吨/小时蒸汽锅炉3台，300万大卡溴化锂制冷机4台，负责动力厂周围的丽都假日饭店、燕翔饭

对中央空调变频节能技术的概述

对中央空调变频节能技术的概述发表时间：2017-11-09T11:37:57.210Z 来源：《基层建设》2017年第19期作者：黄嘉慧 [导读] 摘要：随着我国经济的持续发展、电力供应日趋紧张。广东申菱环境系统股份有限公司广东佛山 528000 摘要：随着我国经济的持续发展、电力供应日趋紧张。中央空调以电能为动力，为人们提供了舒适的生活和工作环境，高层楼宇的中央空调是用电大户，几乎占了建筑物耗电量的60%；对于商场和综合大楼则高达70%以上，日常开支费用很大。在欧美等一些发达国家中，空调耗电量甚至占了其城市总用电量的30%以上。因此节能已成为各行业的重要议题。在我国和谐社会建设以及倡导节能减排的社会大背景下，高效利用资源，关注节约电能已成为可持续发展突出问题，这就需要对传统的中央空调进行技术改革，大力发展变频技术。因为，在中央空调控制系统中引入变频调速技术不仅能够有效地减少噪声，节约电能，减少对电网的冲击，提高空调房间的舒适程度，还可以延长机械及管网的使用寿命，具有诱人的应用前景。关键词：中央空调；节能技术；变频调速技术 1.中央空调采用变频技术的重要性分析在中央空调系统中，各种类型和不同功能的风机水泵的容量是根据建筑物最大设计冷热负荷设计选定的，并留有一定的设计余量。由于四季的变化，阴晴雨雪及白天与黑夜时，外界温度不同，使得中央空调的冷热负荷在绝大部分时间时远比设计负荷低。也就是说，中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。各种风机水泵一年四季在工频状态下全速运行，采用节流或回流挡板等方式来调节流量和风量，产生大量的节流或回流损失，因此造成了能量的较大浪费。随着科技的发展，变频器已广泛应用于各行各业，其较高的性价比和成熟的技术，在中央空调的各种风机水泵等电机拖动系统中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力以及温度等参数的变化以取代阀门控制流量，将取得显著的节能效果。 2.中央空调变频节能的原理系统组成中央空调进行变频节能系统，需要硬件及软件技术的组合，利用矢量控制手段将动态过程相应补偿，恒转矩调压、瞬流干扰负向抑制技术综合使用。变频调速技术产生的新产品，通过同步跟踪，调压、调相、调节频率、瞬流抑制于一体，具有：（1）恒转矩的条件下调节控制电压，限制电流，使电机负载处于最适当、最小、最省电力的电压和电流运行状态。（2）矢量控制和模糊逻辑控制的优化调频技术，具有最先进通用变频器的全部功能。（3）由微机采样跟踪，实现功率因数动态补偿。（4）瞬流干扰抑制技术，过滤瞬流波动减小其所造成的损失和干扰。正是由于这些优势，使中央空调变频节能有实施的理论依据和进行控制的可行性。其主要应考虑的因素有：（1）在中央空调设计时为保证在天气温度最高的情况下能满足要求，所以按最大的负荷设计并有15%左右的富裕量，而平时使用时并不能达到满负荷，所以存在较大的裕度，其中主机常常可以根据负载变化自动加载，卸载，而水泵的流量却不能随主机匹配调节，存在很大浪费。（2）系统的流量压力必须靠截流阀和旁路阀调节来完成，因此不可避免存在较大截流损失和消耗大流量高压力主机，以及低流量小温差的现象。不仅大量浪费电能，而且还可能造成空调冷暖不适的情形，同时对系统设备带来不利的影响。（3）电机起动电流为额定值的5倍左右。电机在如此大的电流冲击下，进行频繁的起停，对电机、接触器触点、空气形状触点带来电弧冲击，同时也会给电网带来一定的有害冲击。同时起动时带来的机械冲击和停止时的承重现象也会给机械传动、轴承、阀门等带来疲劳损伤。（4）变频技术在现代空调中的使用已成为必然趋势，因此这不仅能有效改良现代空调系统的工艺不足，还能大幅降低能耗节省运行成本。因此，在中央空调系统中安装变频控制系统并设置闭环自动调节，使节能效果更好。 3.变频节能技术在中央空调的应用 3.1冷冻水系统的控制在中央空调系统中，冷冻水系统、冷却水系统和冷却水塔风机分别采用变频调速控制都可以取得显著节能效果。在中央空调系统中，往往有多台冷冻水泵和冷却水泵分别构成管路并联的冷冻水循环系统和冷却水循环系统。在此类系统中，只需在冷却水系统和冷冻水系统中分别采用1台变频调速器，分别使用1台PLC控制器和切换控制器对一组冷冻泵电机和冷却泵电机进行切换控制，使两个系统均有1台泵处于可调节状态，当热负荷较小时只需1台电机工作在低于工频状态就能满足要求，根据设计者的意愿，可通过PLC控制器和切换控制器使任1台电机工作在变频状态，运行频率可根据实际负荷的大小由变频器自行调定。当热负荷增大，开1台电机不够，而开两台电机又有余时，通过参数反馈控制给PLC控制器发出起动另1台电机的指令，PLC控制器和切换控制器会自动地将原来工作在变频状态的电机的频率从运行频率提高至工频50Hz，然后将它从变频器上切除并直接挂接到工频电源上，再将第二台电机连接到变频器上，使第二台电机实现平滑软起动，运行频率根据实际负荷需要由变频器调定。当热负荷进一步增大，上述切换控制过程不断重复，直至所有电机全部投入。水系统能提供的最大容量是全部电机均工作在工频满负荷状态。利用PLC控制器对变频器进行切换控制，可取得最佳的节能效果，而且，减少了与传统控制器相比的大量中间继电器，提高了系统运行的可靠性，达到最少投资和最大回报的效果。 3.2.冷却水系统的控制在中央空调冷却水系统中，降低冷却水温度可以提高制冷系数，降低单位制冷量的能耗。冷却水温调控的目的是在满足负荷的要求下，使冷却水温度尽可能低，同时不增加冷却塔电机的功耗。而冷却塔所提供的冷却水除了与冷却塔性能有关外，还与环境工况、风扇电机及水泵电机的转速有关。因此，当环境工况有利于降低冷却水温度时，可以通过对冷却塔风扇及水泵电机的转速控制来达到节能的目的。当冷冻水的流速减慢后，单位时间内在蒸发器中交换的热量也会减小，为保证出口温度不变，压缩机必须卸载。在蒸发器压力（温度）确定之后，压缩机功耗就与冷凝压力（温度）的高低成正比，增大冷却水流量有利于降低压缩机功耗，但冷却水泵功耗也会上升，因而应使冷却水流量控制在总成本最低点上。采用交流变频调速技术后，由于电机可在很宽的范围内平滑调速，可将所有节流阀开至最大，使管道畅通，节流损失最小。通过改变电机转速来改变冷却水、冷冻水的流速，使其在满足制冷机正常工作以及达到平衡热负荷所需冷量的要求下，使冷却水、冷冻水在冷却塔及风机盘管中充分释放与热负荷大小相当的冷量，提高换热效果。