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
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
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
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。
浅析变频调速电机节能技术
击 ，减少 电动机故 障率 ，延长使用奉命 ，同时 也降低 了对 电网的容量 要求和无功损耗 ，因此 为达到节能 目的推广使用变频 器已成为各地节 能工作部 门以及各单位节 能工作的重点。 以某 钢铁厂一号锅炉现有鼓风机和 引风机 各一 台 ，
分别配用 １ ６ ０ ｋ ｗ和１ ８ ５ ｋ Ｗ 电 机 ，风 量 分 别 在
变频 调速 技术 制造 业有 着非常 广 泛的运 缩机。主要原因在于节 电率百分 比相 同的情 况 用 ，因为采用该技术既对产量有着较大 的提 高 下装机容量愈大 ，其绝对节 电量也 愈大。对 风 作用 ，理论上提 高 ５ —１ ０ ％ 转速 是可行的 （ 主 机 、泵 、压 缩机而言 ，对应 电机输入功率 与流 要受电机轴承制约）。也可改善产 品质量 ，随 量 的关系的三次方成正 比，急系统调速前 后的
据悉 ，电机运 行 所消耗 的 电量大 约 占到 全世界用 电量的一半 以上。出于对起动冲击、 过载保护、 系统安全等处于对 电机保护的原因， 高效能的 电动机经常在低功率状态下运行，这 种“ 快马拉慢车”的情况工业生产中十分 常见 。 变频调速就 是通过 改变 电源频率调整 电动机转
着 电机速度的变化 ，在生产加工 中的 电机速度 调 节具有 调速跨度大、调节精度高、响应速度 快 的优点 ，相应的也就提高 了产品的质量 。最 后变 频调速 特别适宜使用于常规 电机功能无法 企 及的场合，由于变频技术 自动化程度高 ，易
速差成 正比，速 差越大 ，节能越显著 。除去机 械 损耗 、 电机 铜 、铁损 等 影响 ，节 能效 率 也 接近 ４ Ｏ ％。 由于采 用变 频器 还 可 以实现 电动 机 的软停止 、软起动 ，避免 了启动时的 电压冲
变频器的节能原理
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。
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
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变频器的节能技术分析
三相交流电机的结构简单、运行可靠、价格低廉，在冶金、建材、矿山、
化工、纺织、橡胶、机械等工业领域发挥着巨大作用。
三相电机调速系统的种
类很多，但效率最高、性能最好、应用最广的是变频调速，它可以构成高动态
性能的交流调速系统来取代直流调速系统。
变频调速是以变频器向交流电机供电，实现对交流电机的宽范围内无级调速。
变频器可把固定电压、固定频率的
交流电变换为可调电压、可调频率的交流电。
变频调速代替直流电机，能够降
低成本，提高运行的可靠性，变频调速可使每台电机节能30%-----70%，而且
在恒转矩条件下，能降低轴上的输出功率，既提高了电机效率，又可获得节能
效果。
那么变频器中应用的PWM 和PAM 的不同点是什么?PWM 是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。
PAM 是英文PULSE Amplitude Modulation(脉冲幅度调制)缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式.
其次变频器的电压型与电流型有什么不同?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，其直流回路的滤波是电感。
然后变频器的电压与电流成比例的改变，异步电动机的转矩是电机的磁通与
转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降
低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。
因此，频率与电
压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通
保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。