变频器节能技术原理及其应用
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时启动的冲击，延长其工作寿命，还提高电动机和负载设备的工作精确度，实践证明，变频技术用于风机、泵类设备驱动控制场合取得了显著的节电效果，普遍节电达到30-50%。
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。
变频的原理与应用
变频的原理与应用一、概述变频技术作为一种先进的电力调节技术，广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍变频的原理及其在不同领域中的应用。
二、变频的原理变频器通过改变电源频率来控制电机的转速，从而实现对电机的调节。
具体而言，变频器将交流电源输入经过整流、滤波、逆变等处理后，得到所需的变频电源输出。
其主要原理可以概括如下：1.输入电源整流滤波：将交流电源通过整流电路转换为直流电源，并经过滤波电路削去输出纹波。
2.逆变输出：将直流电源通过逆变器电路转换为可调节的交流电源输出，在逆变过程中通过改变逆变电路的开关频率来实现输出频率的调节。
3.控制单元：变频器通过控制单元对逆变器进行调节，实现频率、电压等参数的控制。
常见的控制方式包括串行通信、模拟控制和数字控制等。
三、变频的应用1. 工业领域变频技术在工业领域中得到了广泛应用，主要体现在以下几个方面：•变频电机驱动：传统的电机驱动方式使用固定频率的电源供电，而变频电机驱动将电机与变频器相结合，可以实现对电机转速的精确控制，大大提高了生产效率。
•节能降耗：通过变频器控制电机转速，能够根据实际负载情况自动调整电机的输出功率，以达到节能降耗的目的。
•调速精度高：变频器可以实现电机转速的精确控制，适用于对转速要求较高的设备，如机床、风机、泵等。
2. 暖通空调领域暖通空调系统是变频技术应用的又一个重要领域，其主要应用在以下几个方面：•变频压缩机：传统的空调系统使用固定频率的压缩机，无法根据负载变化的实际需求进行调节。
而采用变频技术的空调系统可以根据室内温度、负载情况等实时调整压缩机的转速，从而实现能耗的降低。
•精确控制温度：变频技术可以实现空调系统的整体调节，根据室内外温度、湿度等参数来精确控制空调的运行，提供更加舒适的室内环境。
•节能环保：通过变频技术，空调系统可以实现高效运行，避免能量的浪费，达到节能环保的目的。
3. 水处理领域在水处理领域，变频技术也起到了重要作用，常见应用包括：•潜水泵变频调速：将潜水泵与变频器相结合，能够根据实际需求调整泵的运行频率和转速，从而实现水位的稳定控制。
《变频调速节能技术》课件
变频调速节能技术的应用领域将不断扩大，不仅 局限于电机控制，还将应用于更多领域的节能减 排。
政策支持
随着全球对节能减排的重视程度不断提高，政府 将加大对变频调速节能技术的政策支持力度，推 动其快速发展。
谢谢
THANKS
变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制器等部分组成。整流器将输入的交 流电转换为直流电，滤波器对直流电进行平滑滤波，逆变器将平滑后的直流电再 转换为频率可调的交流电，控制器则对整个变频器进行控制和调节。
电机的工作原理
电机是一种将电能转换为机械能的装置，其转速与输入电源 的频率成正比。通过改变电机的输入电源频率，可以方便地 调节电机的转速。
电梯系统的变频调速节能
总结词
通过优化电梯电机的运行速度曲线，提高运行效率和节能效果。
详细描述
电梯系统中的电机需要频繁启动和停止，采用变频调速技术可以根据乘客需求和电梯运行状态，动态调整电机运 行速度，减少不必要的能耗，同时提高电梯的运行效率和舒适度。
工业电动机的变频调速节能
总结词
通过精确控制工业电动机的运行速度，降低能源消耗和生产成本。
《变频调速节能技术》PPT课 件
目录
CONTENTS
• 变频调速节能技术概述 • 变频调速节能技术的工作原理 • 变频调速节能技术的应用实例 • 变频调速节能技术的未来发展 • 结论
01 变频调速节能技术概述
CHAPTER
变频调速节能技术的定义与原理
定义
变频调速节能技术是一种通过改变电 机输入电源的频率，从而改变电机转 速，实现设备运行速度调节的技术。
原理
基于电机学中的基本定律，电机的转 速与电源频率成正比，通过改变电源 频率，可以平滑地调节电机转速，实 现设备的无级调速。
变频器基本原理和作用
变频器基本原理和作用变频器（Inverter）是一种电力电子器件，其基本原理是将直流电能转换为可调频的交流电能。
它主要由直流输入电源、逆变桥、滤波电路、控制器和交流输出端组成。
变频器广泛应用于工业、航空、军事、交通等领域，并发挥了重要的作用。
下面将详细介绍变频器的基本原理和作用。
变频器的基本原理如下：1.直流输入电源：变频器的输入端接收来自交流电源的交流电压，并使用整流电路将其转换为直流电压。
通常使用整流电路+电容滤波器的方式进行直流电压平滑处理。
2.逆变桥：逆变桥是变频器的核心组件，它将平滑的直流电压转换为可调频的交流电压。
逆变桥由四个可控开关组成，通常是IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。
3.滤波电路：逆变桥输出的交流电压含有较高频率的谐波成分，为了减小谐波影响，需要使用LC滤波器进行滤波。
LC滤波器通过选择合适的电感和电容来过滤谐波成分，使交流输出电压更接近正弦波。
4.控制器：变频器的控制器是变频器的大脑，它通过对逆变桥的开关控制来实现对输出电压频率和幅值的调整。
控制器通常由微处理器、运算放大器等芯片组成，利用脉宽调制（PWM）技术来控制逆变桥开关的导通和断开，从而控制输出电压的频率和幅值。
5.交流输出端：变频器的交流输出端将可调频的交流电能提供给负载。
根据应用需求，可以将交流输出端连接到电动机、电炉、照明设备等不同的负载上，实现对其速度、温度、亮度等参数的精确控制。
变频器主要有以下作用：1.节能降耗：传统的电动机驱动系统通常采用带有固定转速的交流电源，而变频器可以根据实际负载需求，调整电机的转速和输出功率，降低电机的无功损耗和机械能量的损耗，从而实现能量的经济利用。
2.频率调节：变频器可以调节电机的输出频率，从而实现对驱动设备的控制。
例如，变频器常用于电梯、空调、水泵等场合，可以根据需求调整其运行频率，提高设备的工作效率和使用寿命。
3.调速控制：传统的电动机驱动系统通常只能实现定速运行，而变频器可以通过调整输出频率，实现对电机的精确调速控制。
浅析变频器节能技术原理及其应用
要： 近几年来 ， 经济得到了迅速的发展 ， 随之 而来的信息技 术、 电子技术 ， 和计算机的技 术也有了较快的发展，变频器的使 用， 使技术 水平 应用
也得到了不断的提 高， 对能源的节约力度也进一 步增 强。变频技术的使 用， 对推进我 国构建可行 的节约型社会， 提供了 较 大的技 术支持。 关键词 ： 变频器 节能技术原理
而 且 在 震 动 的 时候 对 阀 门 和 挡 利 用 效 率 。 化 主要 是 通 过 半 导 体 元 件 来 完 成 的 ， 之 后 大 的 电 流 ， 电机 功 率 的 因 数 也 相 应 得到 提 板 的 损 害 也 是非 常大的， 对 管 路 和 设 备 的 高 ， 这 样 就使 电机 的运 行更 加 经济 。 再 将 交 流 电转 化成 为直 流 电 ， 在 逆 变器对 电 流 和 电压 进 行调 控 的 同时 使 机 电设 备 达 到 使 用 寿 命 也 是 非 常不 利 的 。 变 频 装 置 的 使 无 极 调 速 的 程度 。 总而言之， 变频 技 术 就 是 用 ， 利 用变 频 器软 启 动 的功 能 ， 使 启 动的 电 ５ 结 语 通 过 电流 改 变 频 率 来 对 电机 的 转 速 进 行 控 流 从 零 开 始 ，最 大 的 值 也 不 会 超 过 额 定 电 变频 技 术 的 使用 提 高 了产品 质量 ， 降低
个 例子， 一 台功 率 是 ５ ５ｋ Ｗ的水泵电机 ， 将
它 的 转 速调 到 原 来转 速 的 ８ ０ ％的 时 候 ， 它 的 需 要 频 繁 地 对 流 量 进行 调 整 ， 所 以根 据 现
其 在 电能 上 的 消 耗 以 及 挡 板 、 阀 门 等 一 些 耗 电量 是 ２ ８ ｋ ｗ／ ｈ ， 省 电率 是 ４ ８ ％。 但 是 如 场 的实 际情 况和 需 要 ， 确 定 出电动 机 实际工 ０ ％的 时候 ， 耗 电量 就 作 的 频 率是 ４ Ｏ ＨＺ ， 并 且 采 取 了手 动 控制 的 设 备 的节 流 损 失 ， 还 有 对 它们 的 日常的 维 修 果 将 转 速调 到 原 来的 ５ 千 瓦每 小 时 ， 省 电率达 到 ８ ７ ％。 和 维 护 的 费用 几乎 占成 本的 ２ ０ ％， 这 是 一 笔 变 成 了６ 不小 的 生 产 费 用的 开支 ， 随 着 经济 的发 展 ， ２ ． ２ 采 用功 率因 数补 偿 方式 进 行 节能 改革不断深 入， 市 场 竞 争 不 断加 剧 ， 节 能 降
浅谈变频技术在风机节能改造中的应用
浅谈变频技术在风机节能改造中的应用一、变频技术的原理变频技术是指通过改变电源频率来控制电机转速的技术。
在传统的交流电机中，电源的频率是固定的，因此电机的转速也是固定的。
而通过变频技术，可以改变电源的频率，从而控制电机的转速，实现对电机速度的精准控制。
变频技术主要由变频器、电机和控制系统三个部分组成。
变频器是变频技术的核心设备，它可以根据控制系统发送的指令，改变电源的频率，从而控制电机的转速。
变频技术可以实现电机的软启动、恒定转矩输出和瞬时停机等功能，能够有效提高电机的运行效率，降低能耗。
二、风机节能改造的意义在工业生产中，风机是一个重要的能源设备，广泛应用于通风、送风、排烟等环节。
在风机的运行过程中，由于电机的固定转速以及传统的风门调节方式，常常导致风机运行效率低下，能耗大。
风机节能改造成为了一个重要的议题。
通过风机节能改造，不仅可以降低能耗，减少生产成本，还可以减少对环境的污染，实现可持续发展。
1. 风机变频调速系统通过在风机电机上安装变频器，可以实现风机的变频调速。
在风机的运行过程中，通过改变电源的频率，可以实现对风机转速的精准控制，从而实现风机的节能运行。
通过变频调速系统，还可以实现风机的软启动和瞬时停机功能，有效避免了电机长时间启动过程中的电压冲击和电流冲击，保护了电机设备，延长了设备的使用寿命。
2. 风机气动性能优化通过变频技术，可以对风机进行气动性能优化。
传统的风门调节方式往往无法准确控制风机的输出风量，通过变频技术可以实现对风机转速的精准控制，从而实现对风机输出风量的精确调节，达到最佳运行状态。
通过气动性能优化，可以最大限度地提高风机的运行效率，降低能耗。
3. 节能效果与经济收益通过变频技术在风机节能改造中的应用，可以实现风机的节能运行。
根据实际数据显示，采用变频调速系统后，风机的能耗可以降低20%~60%，节能效果显著。
风机的运行稳定性得到了提高，减少了设备的维护成本。
在风机节能改造中，虽然需要一定的投资成本，但是由于节能效果显著，可以在数年内收回成本，并且在以后的运行中获得长期的经济收益。
变频器节能技术原理及应用
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。
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浅析变频器节能技术原理及其应用
摘要：近几年来，经济得到了迅速的发展，随之而来的信息技术、电子技术、和计算机的技术也有了较快的发展，变频器的使用，使技术水平也得到了不断的提高，对能源的节约力度也进一步增强。
变频技术的使用，对推进我国构建可行的节约型社会，提供了较大的技术支持。
关键词：变频器节能技术原理应用
中图分类号：tm925 文献标识码：a 文章编号：1674-098x （2013）05（b）-0063-01
在产品的加工制造业以及工业生产中，泵类、风机等设备的应用范围越来越广泛，其在电能上的消耗以及挡板、阀门等一些设备的节流损失，还有对它们的日常的维修和维护的费用几乎占成本的20%，这是一笔不小的生产费用的开支，随着经济的发展，改革不断深入，市场竞争不断加剧，节能降耗也逐渐成为了提高产品质量和降低生产成本的一个重要手段。
1 变频节能技术基本理论
变频技术使用的基本原理：在很长的一段时期内，电气设备所使用的交流电的频率都是维持在一个固定的状态，变频技术的运用就是使频率变成了一种可以随意的调节和利用的资源。
现如今，变频技术中最活跃以及最快发展的就是变频的调速技术。
变频技术包括计算机技术、电力电子技术、点击传动技术，是一种综合性比较强的技术，结合了机械设备和强弱电。
就是指在工频电流的信号转化
成其他的频率，这种转化主要是通过半导体元件来完成的，之后再将交流电转化成为直流电，在逆变器对电流和电压进行调控的同时使机电设备达到无极调速的程度。
总而言之，变频技术就是通过电流改变频率来对电机的转速进行控制，从而使有效的控制电机设备，这些都是在电流频率与电机转速同比增长的基础上来完成的。
变频技术的特点就是能够使电机平稳的运行，可以进行自动的加速和减速的控制，在能够提高工作效率的同时减小对于能源的消耗。
在变频器的日常运用中，主要是运用转矩直接控制和矢量控制的方式，在变频器的今后发展中人工神经网络以及模糊自优化的控制方式，而且，变频器通过不断地发展，其综合性会越来越高，在完成基本调速的功能基础上，还具有在内部设置的通信、可编程序以及参数辨识的功能。
2 变频器的节能原理
2.1 变频节能方式
根据流体力学，功率=压力*流量，流量和转速的一次方是成正比的，压力与转速的平方是成正比的，功率和转速的立方成正比，如果说水泵效率固定的话，当调节流量下降时，转速就会成比例下降，输出的功率也就成立方关系下降，所以说，水泵的转速与电机耗电功率是近似立方比关系。
举个例子，一台功率是55kw的水泵电机，将它的转速调到原来转速的80%的时候，它的耗电量是28kw/h，省电率是48%。
但是如果将转速调到原来的50%的时候，耗电量就变成了6千瓦每小时，省电率达到87%。
2.2 采用功率因数补偿方式进行节能
无功的功率不但会使设备发热，增加电线的磨损，最重要的一点就是功率因数降低导致了电网的有功功率也随之降低，所以，造成了大量无功电能在线路当中消耗掉，导致设备的使用效率降低，浪费现象非常严重，使用了变频调速设备装置之后，因为变频器内部的滤波电容作用，从而使无功损耗得到进一步减少，使电网有功功率得到增加。
2.3 运用软启动方式进行节能
由于电机是通过y/d启动或者直接启动的方式进行的，启动的电流是额定电流的四到七倍，这样就会对供电电网和机电设备造成严重冲击，而且这样对电网的容量要求也是非常高的，在启动的时候会产生比较大的电流，而且在震动的时候对阀门和挡板的损害也是非常大的，对管路和设备的使用寿命也是非常不利的。
变频装置的使用，利用变频器软启动的功能，使启动的电流从零开始，最大的值也不会超过额定电流，所以使其对电网的冲击以及对供电容量的要求也大大减轻了，使阀门和设备的使用寿命也大大延长了。
3 变频节能技术的应用实例
我们利用在160kw的循环水泵上安装变频调速器为例子，对变频节能设备进行改造，分别测试了改造前后的用电量，取得了非常满意的效果。
3.1 在进行变频改造之前的控制模式
在循环水泵的工作中，当流量由于工艺的需要而改变时，就要运
用调节水泵出口和入口的开度方式来对水泵的实际流量进行改变，这种调节方式被称为节流调节，在本次举例中，出口和入口的阀门开度都是60%上下，从电能利用的方面来说，这是一种很不经济的调节方式。
3.2 在进行变频改造之后的控制模式
在循环水泵的工作中，当流量由于工艺的需要而改变时，入口和出口的阀门都完全打开，运用对电动机转速进行调节的方式来寻找合适的、新的工作点，从而得到合适的流量。
根据实际情况和现场的需要来实现手动控制或自动控制，在本例中，因为不需要频繁地对流量进行调整，所以根据现场的实际情况和需要，确定出电动机实际工作的频率是40hz，并且采取了手动控制的方式，主要目的就是为了节约电能。
4 运用变频调速系统后运行上发生的变化
实现了完全意义的软启动，在电机进行启动的时候，转子的转速随着输入电源的频率增加而慢慢增加，使速度得到平稳提升，整个系统的启动时间设为20s左右，不会对系统造成冲击，比原来的启动方式更平稳。
电网所运用的电流也得到大幅度下降，使电气设备的使用更加安全，同时也因为频率降低后，电机的转速也随之降低，对机械的磨损也就减少了，也使发生故障的概率大大降低，减少了维修经费。
使为水泵提供电能的变压器节约出了大部分的供电容量，单纯的有功负荷下降，节约出的容量大约是50千瓦，提高了设备的利用
效率。
电机功率的因数也相应得到提高，这样就使电机的运行更加经济。
5 结语
变频技术的使用提高了产品质量，降低了能耗，节约了能源，也进一步提高了企业的经济效益，变频调速技术的应用就是要对这些设备进行改造，从而达到节约能源的作用。
参考文献
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