变频节能技术原理6精选(九篇)

第1篇：变频节能技术原理6范文

关键词 变频调速；原理；节能；设计

中图分类号TB65 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）72-0077-02

在低碳经济发展的大背景下，我国泵类配套的电动机耗电量约为全国消耗总电量的20%，但是由于水泵运行效率偏低，造成严重的资源浪费行为。如何加快水泵运行的节能性，已成为当前必须思考的话题。

1 水泵变频调速技术原理

有关变频调速技术的运行原理，主要根据交流电动机的运行原理，与其转速关系密切相关，公式分析如下：

n=60f（1-s）/p （1）

在该公式中，f代表水泵电机运行过程的电源频率（Hz）；p代表电机中的极对数。只要对电动机的定子绕组电源频率进行均匀化的改变，就能够实现电动机同步转速的平滑改变；电动机的转速缓慢，轴功率就会随之降低，同时电动机的输入功率也有所减少。

2 水泵变频调速系统的设计

当前，我国水泵节能系统中应用变频调速技术，主要处于开环状态之下，也就是通过人为操作方式，遵循外界条件变化、工艺变化等，对变频器的频率值进行更改，以达到调速目标。在变频调速系统中，可主要包括调节器、压力测量变送器、变频调速器以及控制对象四大部分；对于该系统的控制过程，首先利用压力测量变送器，测量水管的出口压力，将该数值转换为标准的电信号[1]；其次，利用调节器与事先设置的控制指标进行对比，发现其中存在的偏差；最后，通过调节器将该偏差值进行运算与调节，获得调节信号。系统设计要点如下：

2.1 水泵的高效区运行

1）有关水泵的选择，一般在高效区使用，避免出现大马拉小车的浪费现象；

2）水泵运行呈曲线模式，也就是说，随着流量的不断增大，扬程有所降低；同时注意控制水压力的波动性，确保出流稳定，更利于节能技术的落实；

3）结合管网的水力计算，实现选泵的优化，确保在高效区稳定运行。在计算水泵运行相关参数时，应考虑到水泵在长期运行中叶轮产生的磨损，提高安全系数的适用性；但是选泵不能过大，否则可能造成低效运行，耗能量增加；

4）如果调速泵处于额定转速下工作，则应处于水泵高效运行的末端。由于选择调速泵时主要参考秒流量数据，则工作点就是符合秒流量的工况点，但是在管网中涉及秒流量的时间非常短暂，大多水泵处于低于设计值的工况下运行[2]。如果水泵的工作点处于高效区的末端位置，那么水泵就可实现高效、稳定运行，达到最佳节能效果。

2.2 多台泵组运行

一般情况下，离心泵在高效区运行，流量范围处于1-0.5Q之间；但是以实际运行情况来看，水量的变化受到不同因素的影响，因此呈现不均匀状态；那么在设计变频调速泵组过程中，就应充分考虑这一实际问题，才能确保水泵的高效、稳定运行；经大量实践经验表明，选择若干大小不同的水泵，采取并联运行方式，是一种效果良好的方法，在用水量较少的情况下，可采取小泵和气压罐联合供水模式[3]。

2.3 水泵的优化配置

1）在用水量并不大的情况下，可以选择1台工频泵、1台变频泵、1台备用泵三台轮换的方式，每台泵按照60%的设计流量进行选择，这样就可确保高效运行阶段与低需求运行阶段的优化配置；

2）如果需要应用集中供水模式，则精确计算用水量，采取大泵与中泵联合运行的模式，同时也要采取小泵和气压罐的组合供水模式。在运行过程中，根据用水量的实际情况进行调整，避免出现“大马拉小车”现象，实现低效运行目标；

3）在冷却塔补水运行中，供水遵循一定规律，因此基本不会出现零流量供水状态，应用变频调速泵组，主要根据冷却塔台数，采取一工一备、两工一备等方式。

3 水泵变频调速技术的应用

一般情况下，水泵调速涉及到减速问题，如果应用变频调速技术，那么原本采取工频状态下设计的电机或水泵，其运行参数将面临较大变化。另外，定速泵、管路特性曲线等也会对变频调速运行产生影响，如果出现超范围调速现象，将难以实现节能目标[4]。因此，即使应用变频调速技术，也不能无限制地进行调速，一般变频调速不得低于额定调速的1/2，具体数值根据实际情况确定。

1）定速泵的影响作用

从理论上来看，在水泵调速的高效区运行，主要在工频高效的左右端点位置，处于抛物线中间区域；如果水泵运行的转速有所降低，则泵的效率也随之下降，如果运行的工况点超出了区域，则不适宜采取调速节能方式。

2）水泵工艺的影响作用

从以往变频调速技术应用的实际情况来看，大多供水系统采取多台水泵联合供水模式，但是由于成本较高，难以实现所有水泵的调速运行，以调速泵和定速泵混合运用模式为主。在这种情况下，就应确保二者和谐、高效运行，实现系统最优化。但是在这种模式下，调速泵的运行范围出现变化，可分为两种形式讨论[5]：其一，同型号的水泵。在采取一调一定运行方式时，调度较为灵活，但是不能确保定速泵与调速泵同时处于高效运行状态，调速范围相对较小；其二，不同型号的水泵。在采取一调一定运行时，如果能确保调速泵的高效运行，可与定速泵的高效运行相一致，适当调整最大范围[6]。

总之，变频调速已成为当前水泵节能中的关键技术，但是适用条件问题不容忽视，变频调速并非适合应用于任何供水系统，具体采取的节能技术及组合方式，应根据实际情况来定，才能真正发挥变频调速技术的作用。

参考文献

[1]孙海霞，李德英，张春蕾.水泵变频的运行效果分析[J].建筑节能，2010(9).

[2]郭欢.水泵变频节能技术：原理·设计·应用[J].山西煤炭管理干部学院学报，2008(2).

[3]徐岱昕，李建兴，胡振杰.空调变水量系统水泵变频的相关问题[J].流体机械，2007(1).

[4]邹同华，马淑媛.水泵变频能耗的试验研究[J].流体机械，2011(10).

第2篇：变频节能技术原理6范文

关键词： 抽油机；变频控制柜；调速技术

中图分类号：C35文献标识码： A

目前变频技术的发展十分迅速。利用变频调速技术，通过传感器技术实现模糊控制，有效杜绝设备的空耗，从而实现节能的目的。同时变频技术的利用使抽油机实现了软启动．适应地下参数变化大的生产特点，使得此技术在油田开发过程中具备广阔的推广空间。

一、变频柜油井节能原理

抽油机变频柜是多功能调速装置，可以根据油井的实际情况，由操作设置油井工作参数和工作方式，抽油机的冲程频次，达到上、下冲程间的平稳过渡。装置本身具有抽油机所需的各种保护功能及相应的放电回馈电路。采用调节抽油机的冲程频次和上、下行程的速度，可无级调节抽油机冲次，从而调整泵的充满度，提高抽取效率，增加原油产量，减少电机功率，达到节电又增产的目的。

二、抽油机变频调速工艺技术特点

（1）启动平稳。电机在额定频率和额定电压下直接启动时，转子绕组以同步转速切割旋转磁场，转子电动势和电流都很大，其启动电流可以达到额定电流的2-4倍，这将对电源形成冲击，引起电网电压的波动。由于启动是一个快速的过程（异步电机在全压启动时，从静止状态加速到额定转速所需时间只有0.3 -2.5s ），常常对机械负载形成冲击，缩短机械传动部分的使用寿命。通过对N846井实测可以看出，安装使用变频装置后，由于其输出频率从0Hz开始，频率上升慢，完成启动时间由1.5s上升至12s，启动时最大电流83A，比工频启动最大电流110A下降了27A，且曲线较平缓。变频后，转子绕组以很低的同步转速切割旋转磁场，有效的将启动电流限制在一定范围内，进而削弱了机械冲击。同时由于电机平均转速下降，平均转矩减小，使轴承磨损也大大减少，延长了电机的工作寿命。

（2）平衡井下载荷。降低最大载荷与最小载荷的差值，使抽油机运转进一步平稳。使用变频后电机运行电流曲线较工频平稳。其中上行时，因回馈制动单元储存的电能释放，最高电流由工频73A下降至65A，电流曲线明显比工频运行平缓。

（3）有利于井筒治理。降低冲次后，降低了抽油杆的疲劳，提高了抽油杆的使用寿命。特别是在腐蚀井中，减少了因腐蚀和偏磨双重作用对抽油杆造成的磨蚀。

三、效果评价

（1）平均耗电量下降。经过系统效率测试，平均日耗电量由变频前的153kWh下降至变频后的140kWh，平均单井日节电13kWh，节能效果达8.5%，平均系统效率上升了3.03%，效果显著，见表1。

表1 电量消耗情况

井号 前消耗功率 前日耗电量 前百米吨液耗电 前系统效率 后消耗功率 后日耗电量 后百米吨液耗电 后系统效率 消耗功率差值 耗电量差值 系统效率差值

N8B51 5.07 121.68 1.09 24.92 4.63 111.12 0.97 28.01 -0.44 -10.56 3.09

N838 4.74 113.76 2.37 11.48 4.34 104.16 2.19 12.45 -0.40 -9.60 0.97

N860 5.87 140.88 3.14 8.68 5.73 137.52 2.75 9.89 -0.14 -3.36 1.21

N8663 7.32 175.68 1.58 17.28 6.68 160.32 1.55 17.56 -0.64 -15.36 0.28

N859 4.68 112.32 0.70 38.89 3.80 91.20 0.58 46.94 -0.88 -21.12 8.05

N8652 4.80 115.20 2.13 12.80 4.72 113.28 1.90 14.32 -0.08 -1.92 1.52

N764 4.27 102.48 2.34 11.66 3.83 91.92 2.07 13.12 -0.44 -10.56 1.46

N856 6.54 156.96 0.73 37.20 5.76 138.24 0.63 43.15 -0.78 -18.72 5.95

N846 14.08 337.92 0.67 40.93 13.03 312.72 0.60 45.64 -1.05 -25.20 4.71

合计 57.37 1376.9 14.75 203.8 52.52 1260.5 13.24 231.1 -4.85 -116.4 27.24

平均 6.37 152.99 1.64 22.65 5.84 140.05 1.47 25.68 -0.54 -12.93 3.03

（2）泵效明显提高产量稳定。4口井通过调小频率，降低冲次后，平均泵效由变频前的48.8%上升至变频后的56.3%，泵效得到了提高。调整后产量由原来的15.8t下降到15t，下降0.8t，基本保持了稳定，同时沉没度回升了135m，见表2。如对N856井变频前后功图对比，见图1，变频后(频率41Hz)，冲次由4r/min下降至3r/min，泵效提高了14.1%，沉没度回升了212.5m。

表1 调整前后液量泵效对比

井号 频率(Hz) 参数（r/min） 前 后 差值

前 后 前 后 产液

（t） 泵效（%） 含水（%） 沉没度

（m） 产液

（t） 泵效（%） 含水（%） 沉没度

（m） 产液

（t） 泵效（%） 含水（%） 沉没度

（m）

N759 50 37 6 4.5 16.1 53.1 96.9 45.96 14.9 59.4 95.8 96.48 -1.2 6.3 -1.1 50.52

N865 50 42 5.5 4 15.3 40.9 86.1 63.22 13.7 44.5 87.9 101.9 -1.6 3.6 1.8 38.72

N758 42 33 5 4 8.9 47.5 93 45.28 8.6 53.7 94 283.7 -0.3 6.2 1 238.4

N856 50 41 4 3 23 53.6 95.2 36.31 22.8 67.7 96 248.8 -0.2 14.1 0.8 212.5

合计 192 153 20.5 15.5 63.3 195 371 190.8 60 225 374 730.9 -3.3 30.2 2.5 540.2

平均 48 38 5.1 3.9 15.8 48.8 92.8 47.7 15.0 56.3 93.4 182.7 -0.8 7.6 0.6 135.0

图1 N856功图变化

（3） 冲次调整方便、快捷。以前抽油机调冲次是以更换皮带轮实现的，更换一个皮带轮平均需要0.5-1h，而且常常因各种原因(电机转速、轮子加工不合格等)不能准确满足地质要求。如:要求冲次为6r/min，换上后实际冲次为6.5r /min或5.5r /min。智能变频调速装置只需通过调频就能准确调整冲次，降低了工人劳动强度，提高了采油时率。

四、存在问题

（1）变频器输入、输出端电流测量数据误差大。目前使用的电流表主要是电子钳型电流表．钳形电流表是按照50HZ国家标准生产的．在测量变频器电流的过程中经常出现输出电流超过额定电流很多．而实际上电机外壳表面温度并不高，如果按照这样的电流进行分析，应该换大功率电机维持生产，实际上从输入端测量电流又不大，因此输出端测出的电流不具有参考价值．实际应用过程要从输入端录取电流，而不是从输出端录取。

（2）高参数井上应用变频器增加耗电。在生产过程中，存在小幅度地调整参数的情况，在6次以上仍然使用变频柜来调节参数，对于电机和变频柜来讲都是不利的。在抽油机生产超过6次以后．变频器提供的频率就在50HZ．中间多了一个供电环节，增加了电量的消耗。

五、结论

（1）变频器具有软起、停功能，减少了对抽油机杆的机械冲击，保护了电机及机械设备，减少维修量，变频器对过压、欠压、过载、短路及电路失速都能可靠地保护。

（2）抽油机应用变频技术能够保证油井工作在最佳工况，提高油井的生产能力，挖掘了油井的潜力。

（3）变频器使用过程中出现了一些问题，但是通过加强技术培训掌握变频器和电机的工作原理和维护要点，合理优化产量运行．制定合理的工作参数．确保电机在经济高效的状态下运行。

参考文献：

[1]许实幸．电机学(下册).北京：机械工业出版社.1989.91-99.

[2]戴超仁，姜衍智，陈圆成.油田电网优化与节能技术.北京：石油工业出版社．1995．26-40.

[3]张书利.抽油机电机节能改造技术的应用[J].科技信息.2010.

第3篇：变频节能技术原理6范文

【关键词】变频器；鼓引风机；应用情况

燃煤蒸汽锅炉在应用过程中，其中的鼓引风机是主要动力设备，设备主要是为了能够充分燃烧锅炉炉膛内的保障燃料，同时要使炉膛内的负压微小。根据相关数据的统计，风机水泵这种类型的电机，每年耗电量占国家总电量比重很大，是国家总电量的30%，如果按工业用电的比例能占到50%左右。

节约能源和降低企业能耗与我国经济高效发展有着密切的关联，对经济效益的提高至关重要。在电子技术发展的今天，很多电力系统都广泛的应用变频技术，它能够拖动调速设备，能够实现电机的软启动和运行速度的调整，增强了设备的使用性能，同时也能够让设备的使用寿命延长，实现了经济效益的提高，且能够节能环保。

1.厂区概况

青海盐湖海虹化工股份有限公司厂区设35t/h燃气蒸汽锅炉2台，设计压力1.25MPa。提供0.85MPa，165℃中压蒸汽，供水合肼制备用；0.55MPa，150℃低压蒸汽，供烧碱、联二脲（有酸、无酸）、次氯酸钠、ADC（1#和2#无酸，有酸）、办公生产采暖用汽。以往引风机是用自耦降压启动方式来运行设备，调节风门挡风板来控制风量的大小。这会造成耗电量大，不能实时的去调节运行，整个设备运行过程的弊端也很明显。因此针对这一情况特进行改造，主要采用变频器进行调速，与此同时跟后台相连，实现无人工操作，以此来实现节约能源和人力的目的。

2.变频器的作用及工作原理

（1）变频设备的作用：引风机和鼓风机在锅炉设备里有自身运行特点，轴功率和转速三次方是成正比关系，因此，应用变频技术进行对电动机调速时，风机的转速如果是稍微降低，轴功率的降低幅度就特别大，这就能够降低风机的转速，可以使设备的磨损降低，例如叶轮、轴承等设备部件，可以大大延长设备的使用周期，使检修的周期也能够延长，降低运行过程中的维修费用。此外，锅炉系统在运行过程中，负荷条件不同的环境下，要稳定其蒸气压力，就要通过空气和燃料的量调节来实现，让锅炉炉膛内能够达到一定值温度，使锅炉内的用气量和蒸气产量的平衡得到保证。应用变频技术能够改变风机电动机转速，进而能够使风量的大小得到控制，使锅炉炉膛内的氧量充足，使燃料能够保证燃烧，同时让负压值保持一定，发挥锅炉的最大效率。

（2）变频运行过程中的控制原理：它的工作系统是由热电偶、压力变送器共同组成，是用来监测锅炉炉膛内的温度和负压，而鼓风机和引风机的转速用变频来控制，调节鼓引风量大小是根据锅炉燃烧的需要来完成的。这个系统控制原理是设定好控制值，然后通过控制信号来驱动变频器，变频器用三相交流电的调频率控制方式来改变电动机转速，实现控制锅炉配风，达到节能环保。

3.变频器的改造安装及应注意的问题

3.1 改造安装

（1）设备的选取。控制系统所涉及的设备有控制柜、变频器等。这些设备在保证用途的基础上，然后要把节能环保功能放在首位。

（2）设备的安装。用原控制柜的电源输入控制柜，而且输出用于电动机的电源线是原风机电机的线。

（3）主要配置的供暖系统进行设备改造。如变频器、交流接触器、指示灯、按钮等。

3.2 安装、使用变频器时应注意的问题

（1）变频器环境的温度。变频器设备本身含有好多电子元件，这些电子元件一般都会受到环境温度的影响，所以对使用的环境都有相应要求，一般环境温度范围是0～55o，为了能使设备安全使用，环境温度保持在40o以下最佳。

（2）避免受到电磁波的干扰。选择变频器的元件时，要选择带有金属外壳的元件，为了避免屏蔽变频器在使用过程中受到干扰。

（3）在变频器周围不能有任何不利于设备的物品，例如易燃易爆、腐蚀和油污等。这些物品都会导致变频器不能安全运行，对变频器所得数据也有很大影响。

（4）输入段电压要防止过压。变频设备输入端电压如果长时间作用，会损坏变频器。因此要稳定输入电压，有时可以安装稳压设备来控制电压。

（5）防止变频器受到冲击和震动。对变频器的控制柜的机械强度要加强，安装时避开震源，控制柜内给设备元件使用抗震垫，并对元件进行定期加固维护。

（6）防止雷雨等自然灾害。对于多发雷雨地区，变频器不能够完全适应这样的环境，变频器应该配置避雷针来保护元件。

（7）变频器应该接地。设备接地过程中，禁止动力设备和变频器一起接地，要使设备分开接地。

4.变频改造后经济效益分析

原有燃气蒸汽锅炉2台，都分别装有鼓风机和引风机，功率分别为110kW和132kW。锅炉在改造以前，风量的调节是通过鼓风机和引风机的入口挡板来完成，整个运行过程是额定转速。锅炉机组运行达到满负荷，入口的挡板达到60%～70%的开度，在通常运行情况下，挡板达到30%～40%的开度。这个过程耗电量大，而且风机的工作效率也低，风机也会产生很大的噪声。为了实现环保节约型运行方式，让设备的摹屏等在运行过程中减少转动，应用本文所提出的方案进行变频调速，然后运行鼓引风。

原有设备系统中的鼓引风机的总功率情况是：鼓风机和引风机的总功率为484kW，供暖过程中用时是每天24小时，6个月的供暖总共耗时4320小时。运行鼓引风机进行挡风板调节时都是满负荷运行，2台引风机和2台鼓风机的总共耗电量为484kwh，6个月供暖期产生的电量是2090880kW，如果每度电价格是0.39元，最后消耗的电费合计为815443.2元。在原有设备系统里配置变频器进行调速运行，经过配置后的鼓引风机转速按照40%额定运行，这样2台风机的耗电量就是193.6kWh，6个月的供暖时间内，总共耗费836352kW电量，电费合计为326177.28元，和原有的系统进行对比，能够节约1254528kWh电量，合计为489265.92元，能够实现60%左右的节能环保效果。另外，由于我公司变频器调速过程中与后台自动控制直接相连，无需人力操作，进一步节约了人力资源成本，降低了锅炉房的实际运行成本。

5.结束语

综上所述，锅炉设备系统用变频设备对鼓引风机进行调速，其节能效果是显而易见的，具有很多优良性能，如节能、运行稳定、调节性能等，为锅炉生产提供了更好的条件。而且不需要改造原有的工作系统，用较小的工作量，实现节能效果，利用较小的投资实现价值最大化，投资回报周期短，是值得推广和应用的方法。

参考文献

[1]石龙章.ABB变频器在锅炉煤气增压装置控制系统中的应用[J].有色设备，2008（02）：22-25.

第4篇：变频节能技术原理6范文

[关键词]变频柜 节能降耗 电机 生产参数

中图分类号：TE933 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）06-0269-01

1、前言

随着变频技术的发展快速发展，在孤岛采油厂得到了广泛的应用。变频柜技术的原理是结合信息技术、模糊控制技术、计算机技术、变频调速技术、传感器技术等现代高新技术，使抽油机生产能耗得到有效的控制。同时，利用变频调速技术，通过传感器技术实现模糊控制，可使机抽油机保持在最佳状态下生产，有效杜绝了设备的空耗和低效，达到节能降耗的目的。

2、抽油机配套变频柜工作原理

2.1 工作原理

抽油机变频柜中处理再生电能的方法有制动电阻、吸收电容、回馈制动等，其中较为先进的方法是利用回馈制动的方式将这部分电能回馈电网。抽油机能量回馈智能变频控制柜，在电动机驱动抽油机的状态时由主变频器从电网吸收电能，而在油井释放能量状态时由回馈变频器将这部分能量变成与电网电压同步同相位的正弦波经过滤波后回馈电网，利用变频控制柜+永磁电机配合使用，进行节能改造经实践证明效果非常明显，节电率高达30%～60%。

2.2 增油降耗效果明显

动态节能装置通过输入正常频率、最小载荷、最高频率、最低频率，能够根据实时采集载荷及示功图进行分析处理。在一个冲程内采集的载荷大于最小载荷，抽油机按正常频率运行，如果采集的载荷小于最小载荷，变频柜将在最高频率和最低频率之间分成多段运行。对于上下不平衡油井，控制抽油机按不同的频率运行，达到上.陕、下慢的方式运行，减少空抽，提高泵效，从而实现节电增产的目的。

2.3 配套电机节能原理

如果电动机运行在额定负荷或额定负荷附近，则电动机属于经济运行。但实际上，“大马拉小车”的现场十分常见。因此，电动机节能是不容忽视的重要问题。电动机运行效率取决于电动机负荷率，国家标准GBl249～1995规定，Y2系列（IP44）37kw/6极电动机的负荷率应大于0.40：22kw 6极电动机的负荷率应大于0.46，此时电动机为经济运行。对于不同功率的Y系列电动机，效率下降点也不同。一般情况下，效率和功率因数随负荷率变化的曲线如图所示。把效率将要快速下降点q所对应的负荷率称为临界负荷率β。当负荷率β>βa时，效率的变化不大，这是由于电动机的可变损耗和不变损耗的对比关系所决定的，当负荷率β（0.70时，功率因素下降很快。功率因素的低下不但使电动机本身能耗有所增加，而且给电网造成了附加损耗，降低了电网容量和变压器设备的利用率。

应用实践证明，只要负荷率β不低于βa，“大马拉小车”的影响主要是降低功率因数。对于一般负荷下，节电的关键是提高负荷率。如果将负荷率提高到O.70-0.80可以说是最佳运行区间。就是说，一般工作在β=0.70以上，功率因数就比较高。

3、抽油机常规电动机运行特点

常规游梁式抽油机约占机采井总数的75%。它工作时承受带冲击性的周期交变负荷，如图2a所示。这一负荷特性要求驱动电动机在选择容量时留有足够的裕度，以保证带载启动时能克服抽油机较大的惯性矩，满足启动要求；在运行时有足够的过载能力，以克服交变载荷的最大扭矩。因此，电动机容量选择就过大，负荷匹配不合理，大多数情况下电动机处于轻载状态，负荷率一般为O.25。

游梁式抽油机节能应包括两个方面：（1）从电动机本身考虑，就是提高电动机效率和负荷率，从而提高运行效率和功率因数。提高电动机效率的潜力不大，能提高几个百分点就很不容易而且是以提高电动机成本为代价的。因此，如果负荷率高于临界负荷率，只要并上适当的补偿电容器就达到节能的目的。（2）从系统考虑，就是改变电动机的机械特性，使机、杆、泵整个系统达到较好的配合，提高系统效率。两者比较，后者的节能潜力比前者大得多。因此，后者应该是游梁式抽油机用电动机节能的主要研究方向。

4、孤岛采油厂电动机节能情况

近年来，孤岛采油厂工程技术人员在抽油机用电动机节能方面做了大量的研究工作，为采油厂的节能做出了很大贡献。

目前孤岛采油厂电动机节能主要分为三方面：（1）人为地改变电动机的机械特性以实现负荷特性的柔性配合，从而提高系统效率，实现节能。这种方法主要是改变电源频率。（2）从设计上改变电动机的机械特性（如高转差电动机和超高转差电动机），从而改善电动机与抽油机的配合，提高系统运行效率，达到节能。（3）通过提高电动机的负荷率、功率因数，实现节能。下面对油田普遍使用和正在试验的几种电动机进行分析。

4.1 变频调速电动机

变频调速是一项成熟的节能技术，抽油机有两种工作状态：（1）电动机驱动机械设备运动抽油机从电网吸收电能。（2）释放能量（机械势能，井下负压，平衡块势能等原因），由机械设备带动电动机运动，是一个发电的过程。就是说，抽油机在相当长一段时间内，要把势能变为电能回馈电网。在不使用变频器时，这个电能是直接回馈电网的，并没有在本地设备上消耗掉。综合表现为拍油机供电系统功率因数较低。但是在使用变频器时，情况发生了变化。普通变频器的输入是二极管整流，能量不可反方向流动。

4.2 稀土永磁同步电动机

上世纪90代初，大庆石油学院和西安石油学院对稀土永磁同步电动机进行了研制和现场试验，收到了较好效果。这种电动机的转子由磁钢、稀土材料和启动鼠笼组成。转子损耗比普通异步电动机小得多，因此电动机本身的效率比普通Y系列电动机高约5%，功率因数达到0.9，其额定运行时机械特性比Y系列电动机还硬，因此不能改善机、杆、泵系统配合，起不到系统节能的作用。

4.3 绕线式异步电动机

游梁式抽油机用电动机节能是一个非常复杂的问题，选择方案时要考虑电动机效率、功率因数、系统增效、成本投入、可靠性及现场管理等问题。系统增效是指机、杆、泵整个系统效率提高的潜力：损失效率是指节能系统本身的损耗：启动性能是指电动机启动电流小，启动转矩大为好。

第5篇：变频节能技术原理6范文

关键词：除尘风机;变频器;输入功率;PLC

中图分类号：TP274 文献标识码：B 文章编号：1004373X(2008)1602104

Application of High Voltage Inverter Based on the Dust Abatement Fan

OU Jian

(Mianyang Vocational Technology College,Mianyang,621000,China)

Abstract：The application of high voltage inverter in the dust abatement fan is introduced in this paper,discussing the principle of energy saving and the efficiency of energy saving.The high voltage inverter modulating velocity system uses the direct "higher C higher" transformation form.The inverter includes one PLC that places inside,which is used for the logic processing of the switch signals inside the cabinet and the coordination of various operation semaphores and the status semaphores on the spot,and which controls the amount of the switch signals according to the demands and improves the system′s flexibility.With the inverter directly governing electromotor,time can be set freely to modulate velocity and drive the dust abatement fan.The air throttle may open wide and the current capacity is completely adjusted by the rotational speed,which enhance the transmission efficiency.The electromotor voltage and the electric current drop obviously.The power input of the electromotor is also reduced obviously.Therefore,the whole system avoids big electric current impact when it starts at its greatest capacity load and 20%-70% of the power is saved.The application realizes the high efficient operation of the dust abatement fan,retrenching energy.

Keywords：dust abatement fan;inverter;input power;PLC

1 引 言

近年来，随着变频技术和控制技术的发展，变频器在风机上的应用也从以节能为目的，发展到以提高生产效率、提高产品产量、质量，实现生产过程自动化及环境保护为目的，成为企业提高产品市场竞争力的有效手段之一。

在炼钢厂转炉吹炼过程中，会排出大量烟尘，含有易燃气体和金属颗粒，污染环境，按我国《大气污染物综合排放标准》（GB162971996），对烟尘须冷却、净化，由引风机将其排至烟囱放散或输送到煤气回收系统中备用。每座转炉配有1套除尘系统，除尘系统采用二级文氏管烟尘净化方式，要求风机在整个炼钢工作周期内变速运行，吹氧时高速运行，不吹氧时低速运行。除尘风机在炼钢厂属主要高耗能设备，其容量一般都是根据生产中可能出现的最大负荷条件选择，但在实际运行中往往比设计要小得多。如果电机不采用变频调速控制，则流量通常只能通过调节挡板或阀门控制，其结果是造成很大的能量损耗。采用变频器将电动机直接进行调速运行，则耗能量将会显著减少，生产巨大的节能、环保效益。下面以某炼钢厂4#炉除尘风机经技术改造采用高压变频调速的原理分析。

2 系统方案

2.1 设备配置

除尘风机电气系统主回路接线图如图1所示，其为一拖一控制，设置工频/变频切换柜，以保证除尘风机安全可靠运行。要求可以远程和本机控制。风机高速运行时，如果变频器出现严重故障，变频器自动停机。远程控制时，通过操作台工频/变频旋钮把电机切换到工频电网运行，当吹炼周期结束后，检修变频器。变频器检修完毕后，通过把操作台工频/变频旋钮打到变频位置，返回变频调速状态。本机控制时，通过变频器控制柜工频/变频旋钮把电机切换到工频电网运行，当吹炼周期结束后，检修变频器。变频器检修完毕后，通过把变频器工频/变频旋钮打到变频位置，返回变频调速状态。

2.2 除尘风机工艺要求

2.2.1 吹炼工艺周期

如图2所示：A到B为兑铁加废钢时间,约1 min。B到C为风机升速时间，暂定1 min，可以调节。C到D为吹氧时间，约14 min。D点风机开始减速，暂定3 min，可以调节。D到E为倒炉测温取样时间，约2 min。E到F为出钢时间，约2 min。F到G为溅渣时间，约3 min。

整个吹炼工艺周期约26 min，其中高速时间（C到D）12 min。高速定为45 Hz,可以调节；低速定为20 Hz,可以调节。

2.2.2 变频器和现场接口

在B点，将炉前、炉后和氧气流量信号送到4#炉电磁站PLC电气站，通过用户程序处理后，输出到继电器，由继电器提供一对闭合节点（继电器吸合时，变频器高速运转；继电器释放时，变频器低速运行），当在炉前操作并有氧流量时，继电器吸合，变频器开始从低速向高速升速，在C点现场操作工进行吹炼。在D点，准备出钢，炉前工转换开关转到炉后或没有吹炼的时间超过15 min，继电器释放，变频器开始降速，降速时间不作具体要求，但在减速过程中如果需要提速，变频器应能满足提速要求。炉前、炉后和氧气流量信号组合图PLC程序如下图3所示。

程序控制说明：炉前操作吹炼时，接点M20.1和M2.0通，将置位复位触发器RS置位，此时Q20.2有输出，同时由Q20.2输出驱动中间继电器，从而由继电器接点送给高压变频器高低速信号（继电器通为高速，断为低速）；当炉前工转换开关转到炉后或没有吹炼的时间超过15 min时，T44或T45或M20.2通，置位复位触发器RS复位，Q20.2没有输出，继电器释放，变频器降速。

3 高压变频器调速系统

3.1 监控和操作

当除尘风机不吹炼时，只需要很低的转速，根本不需要满负荷运转。利用高压变频器根据实际需要对除尘风机进行变频运行，既保证和改善了工艺，又达到节能降耗的目的和效果。

采用高压变频调速系统对除尘风机进行高压变频改造具体实现过程如下：变频器操作可以在本机控制，也可以远程操作。变频器包括1台内置的PLC，用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号(如RS 485)的协调，并且可以根据用户的需要扩展控制开关量，增强系统的灵活性。变频器也可由控制室的上位机或操作台进行操作，吹炼时（B到D），变频器高速运行，不吹炼时，变频器低速运行。可以根据工况需要自由设定，其完全可以满足工艺要求。变频调速风机控制系统如图4所示。

现场操作人员可以通过上位机或操作台对变频器进行远程操作并监控变频器运行状态。

上位机：可以通过上位机进行远程监控，一方面便于用户随时了解设备运行情况；另一方面，也利于设备的远程诊断和维护，故障问题可以及时得到解决。

操作台：可以通过操作台对变频器进行简单的远程操作，包括工频/变频切换。

3.2 高压变频调速系统原理

HARSVERT高压变频调速系统采用直接“高高”变换形式，为单元串联多电平拓扑结构，主体结构由多组功率模块串并联而成，从而由各组低压叠加而产生需要的高压输出；它对电网谐波污染小，输入电流谐波畸变小于4%，直接满足IEEE5191992的谐波抑制标准，输入功率因数高，不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置；输出波形质量好，不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，不必加输出滤波器，就可以使用普通的异步电机，630 kW/6 kV变频系统共有21个功率单元，每7个功率单元串连构成一相。其系统结构图如图5所示。

其系统工作原理如下：

3.2.1 功率单元

每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电，功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘，二次绕组采用延边三角形接法，实现多重化，以达到降低输入谐波电流的目的。

单元旁路功能：当某个功率模块发生故障时自动旁路运行，变频装置不停机，但需降额使用，即在每个功率单元输出端之间并联旁路电路，当功率单元故障时，封锁对应功率单元IGBT的触发信号，然后让旁路SCR导通，保证电机电流能通过，仍形成通路。

为保证三相输出电压对称，在旁路故障功率单元的同时，另外两相对应的两个功率单元也同时旁路。对于6 kV的变频器每相由7个功率单元串联而成，当每相1个单元被旁路后，每相剩下6个功率单元，输出最高电压为额定电压的85%，输出电流仍可达到100%，输出功率仍可达到85%左右，对于风机、水泵负载转速仍可达92%以上，基本能维持生产要求，大大提高了系统运行的可靠性。

3.2.2 变压器柜

主要包括为功率单元供电的移相变压器，还有输入侧的电压、电流检测器件电压互感器和电流互感器，以及温度检测器件温控器。

3.2.3 功率柜

柜内主要对功率单元进行组合，通过每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，得到非常好的PWM波形，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无需输出滤波器，输出电缆长度长，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造；同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶轮的机械应力。柜内还附带输出电流和电压检测功能。

3.2.4 风机

变压器柜配置6台冷却风机，由温控仪控制其起停，当变压器负荷增大，运行温度上升，当绕组温度达80 ℃时，系统自动启动风机冷却；当绕组温度低至70 ℃时，系统自动停止风机。

当变压器绕组温度继续升高，若达到110 ℃时，系统输出超温报警信号；若温度继续上升达130 ℃，变压器迅速跳闸。柜体上还设置了温度显示系统。

功率柜根据功率大小配置2台具有世界领先技术，德国进口EBM后向离心式冷却风机(裕量大，单台容量占总排量的50%)；如需将热量直接排至室外，可增设风道。

3.2.5 控制柜

控制器核心由高速单片机和工控PC协同运算实现，精心设计的算法可以保证电机达到最优的运行性能。工控PC提供友好的全中文Windows监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。

控制器还包括一台内置的PLC，用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号的协调，增强了系统的灵活性。

4 节能分析

这里以4# 除尘风机高压变频器改造前后，两年同期相比，以吨钢电耗来分析节能数据（单位：度/吨钢）。具体数据如表1所示。

从上表统计数据看，2006年1月～5月与2007年1月～5月相比较，吨钢电耗有较大幅度下降，下降达：22.76%，其中很大一块的节电是由高压变频器完成的。

从表2数据统计看，2006年1月～5月同2007年1月～5月相比，4#除尘风机共节约用电105.5万度，平均每月节约用电21.1万度，年节电量可估算为：21.1×12=253.2万度。以电价0.51元/度计算，4#除尘风机年节电总额为：253.2×0.51=129（万元）

5 结 语

从以上分析及运行情况来看，在除尘风机采用高压变频器调速后，由变频器直接控制电机，通过调速驱动除尘风机，提高传动效率。电机的电压、电流明显下降，电机输入功率明显减少。运行工况点明显改善，风门可以全部打开，完全由转速调节流量，对生产操作极为方便、控制精度高、响应速度快、而且高压变频器调速时间可以任意设定，避免了全负荷启动时的大电流冲击，使整个系统工作平稳并有利于除尘风机的维护保养，延长使用寿命。节电率在20%~70%之间，具有巨大的节能效益。

参 考 文 献

［1］沈才芳.电弧炉炼钢工艺与设备［M］.2版.北京：冶金工业出版社,2001.

［2］吴忠智，吴加林.变频器应用手册［M］.北京：机械工业出版社,1995.

［3］王廷才，王本轶.风机设备的变频技术及应用［J］.风机技术,2004(4):4143,48.

［4］杜金城.电气变频调速设计技术［M］.北京:中国电力出版社,2001.

［5］袁天祥.电动机及其系统的节能技术［M］.北京：化学工业出版社,1991.

［6］满永奎,韩安荣.通用变频器及其应用［M］.北京：机械工业出版社,1994.

［7］高压变频器在混铁炉除尘风机上的应用\.中国工控信息网,.2006.

［8］高压变频调速系统HARSVERTA系列技术手册［Z］.北京：北京利德华福电气技术有限公司,2004.

［9］张燕宾.变频调速应用实践［M］.北京：机械工业出版社,2000.

第6篇：变频节能技术原理6范文

关键词：水电厂 高压变频器 6.3 kV电机 节能升级改造

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（c）-00-01

从大量研究资料和实践工作经验可知，将辅机水泵系统常规的定速节流静态调节方式升级改造为变频节能动态调速控制方式，可以确保水泵拖动系统长期输出与输入间的动态平衡，其节能效果非常明显[1]。

1 变频调速节能控制原理

输出转矩是水泵拖动系统调节功能的主要表现，而电机输入电源频率（f）、转差率（s）、以及磁极对数（p）三个特性参数间又具有一定的逻辑关系，即：

从式（1）可以看出，要想确保水泵电机拖动系统处于节能经济运行工况，就需要动态调节电机拖动系统的输出转矩，即调节水泵电机的转速。通过改变电机转差率（s）和磁极对数（p）两种方式来改变水泵电机的输出转速（转矩），将会涉及到对整个水泵电机内部机械结构优化改进，这在实践工程应用中不具备很强的普及应用特性。因此，改变水泵电机输入电源频率（f），其不仅在理论研究中较为成熟，而且是实践工程应用中也已取得较为良好的节能应用效果[2]。

2 水电厂高压水泵系统概况

某水电厂共装有8台600 mVA机组，选用2台6 kV 1600 kW水泵电机作为一期机组排水系统的核心设备。该排水系统由于其设计过程中估算排水量偏大，导致其功率选型值偏大，其实际所需排水量只有设计值的56%左右，存在严重“大马拉小车”问题，加上水泵电机采用静态阀门调速，能耗非常大，水泵电机拖动系统设备性能老化较为严重。水电厂发电机组其一期机组排水系统，给水泵额定流量为247 m3/h，额定转速为2960 r/min；配套电机型号为YKS5004-2，额定功率为1600 kW，额定电压为6.3 kV，额定电流为188.4 A，额定转速为2980 r/min，功率因素为0.9，防护等级为F级 IP55。从水电厂大量历史调节运行数据分析结果表明，当水力发电机组在低负荷运行区域时，其水泵电机拖动系统在动、静调节过程中其节流损失较大，相比于额定运行工况下其节流损失大约增加48%～52%左右，整个水泵电机系统运行效率普遍较低，能耗相当严重，在很大程度上影响到水力发电机组的整体厂用电率。根据水泵电机系统的历史运行数据分析结果，按照变频调速理论分析可知，如采用变频节能节流调速控制方案对水泵电机拖动系统进行升级改造，大致可以达到30%左右的节能效果。

3 高压水泵系统变频节能升级方案

为了满足绿色环保节能水电厂相关技术规范要求，减少水力发电机组辅机系统中的无谓电能资源浪费，降低水电厂厂用电率，提高单位电能生产的经济效益。决定采用6 kV高压变频器对水电厂一期2台6.3 kV高压水泵系统进行节能技术升级改造，其具体变频节能升级改造方案如图1所示：

从图1可知，整个节能升级改造方案中除了采用6.3 kV高压变频器外，还需要改造水泵系统的6.3 kV电机一次系统（图1中虚线部分为6.6 kV高压电机的旁路柜），主要由三个高压真空接触器（KM1、KM2、KM3）、2个6.3 kV高压隔离刀闸（QS1、QS2）、1个PT测量保护用电压互感器等共同组成。

4 高压水泵系统变频节能升级改造节能经济效益分析

为了分析水电厂一期水泵系统采用6.3 k高压变频器为核心的变频节能调速控制系统进行技术升级改造后的经济效益，按照图1所示的改造方案将两台6.3 kV高压水泵电机进行升级改造，将一期排水水泵变频调速运行工况下的电机全年用电量与未进行改造前的工频静态调控下的电机拖动系统用电量进行对比分析。未采用6.3 kV高压变频器进行技术升级改造前，水电厂水泵系统长期处于全速运行工况，对应其全年用电量大约为：P1=19200000（kWh）；采用以6.3 kV高压变频器为核心的变频节能调速控制进行技术升级改造后，水电厂一期排水泵电机拖动系统始终工作在变频节能动态调速经济运行工况中，其全年用电量大约为：P2=14100000（kWh）。与6.3 kV高压水泵电机挡板和阀门静态调节相比，采用6.3 kV变频调速进行节能升级改造后，整个水电厂排水系统每年大约可以节约电能资源为：P=P1-P2=：5100000（kWh）。按水电厂平均上网电价为0.3元/kWh进行估算，则采用6.3 kV高压变频调速节能控制系统对水电厂一期水泵排水系统电机进行变频节能升级改造后，其每年大致可以节约电费为1530000元，约153万元，节电效率为26.6%，与理论变频节能效率相匹配，其节能节电效果非常明显。水电厂水泵电机拖动系统进行6.3 kV高压变频调速节能升级改造后，不仅改善了水泵电机拖动系统的综合运行性能，降低了水泵电机的起动电流，确保水泵辅机系统具有较高运行安全可靠性，同时其节能节电效果相当明显，每年大约可以节约153万元，避免了电厂厂用电无谓大量电能浪费，降低了厂用

电率。

5 结语

随着电力电子技术、变频调速技术等在工程中应用的不断完善，加上高压变频器等电力电子元器件单位功率价格的不断降低，变频节能调速技术在水电厂排水泵等辅机系统节能改造系统中将具有更为广阔的应用前景。

参考文献

第7篇：变频节能技术原理6范文

【关键词】变频器；炼油厂；节电

随着我国经济突飞猛进的发展，各类能源的开发与消耗逐渐增大，煤炭、石油作为不可再生资源更显得供应的紧张。而且我国的能源消耗还比较严重，如何高效的利用能源已经被国家摆在重要的战略位置。“十二五”期间是我国转变经济发展方式、加快经济结构战略性调整的关键时期。国家把节能减排作为调结构、扩内需、促发展的重要手段，作为减缓和适应全球气候变化、促进可持续发展的重要举措。近几年低压变频调速的优越性和节能效果已在低压变频器的运用中得到充分体现，同时低压变频技术也日趋成熟，并逐步在石化、电力、水泥、冶金、化工、建材等众多行业中得到了推广和应用。

一、变频器的节电原理

（1）低压变频器行业发展变频器集微电子、电力电子、控制技术及嵌入式软件技术于一体，通过将固定频率的交流电源转换成电压可调、频率可调的交流电，实现对交流电机的速度和力矩的精确控制；在改善生产工艺、节约电能、提高生产自动化水平等方面具有突出的作用。变频器既是一种变频电源，又是工业自动化产品中的核心部件之一。以输入变频器的电网电压等级为划分标准，变频器可以分为低压、中压变频器，变频技术开始于上世纪八十年代初，由日本富士、三垦等企业引入我国。随着我国经济的高速发展，变频器的应用范围以及市场规模逐步扩大，国内的变频器厂商也大量涌现，市场呈现快速增长的趋势，国内企业也在此过程中得到了发展，目前国内已经形成了一批有一定实力的变频器厂商。（2）低压变频器应用及市场规模。变频器应用领域非常广阔。目前低压变频器在我国应用较多的行业为纺织印染、电梯、起重机械、冶金、电力、石油石化、建筑楼宇、市政、化工、建材及机床等，同时，在一些原来应用变频技术较少的轨道交通、制冷等行业中，变频器应用的增长也十分强劲。

二、低压变频器在炼油厂项目方案

炼油厂此次实施变频拖动的目标是生产线上的“鼓风机”、“引风机”。用户首先进行了较为详尽的理论论证，认为理论上切实可行。抽调了专业技术人员查阅了大量的资料，根据技术工艺的要求，对比风机运行的各种参数，结合现场可利用的有利条件，计算出电机不同工艺要求下的转数，求出电机所需的功率，通过计算得知节电的空间很大；之后，对低压变频器的制造企业进行了详细了解，最终决定采用台达电子生产的低压变频器。此次项目，出于对安全运行的考虑，炼油厂在前期的技术可行性论证中对产品提出了非常高的技术要求，对我方提供的技术方案书审查极为严格，产品的每一个技术细节，厂方都会有多位技术专工反复论证，对中达提供低压变频，技术审查是细之又细。

三、变频器的应用的特点

（1）高效率、低谐波。采用多脉冲移相整流变压器技术，有效地降低了电源侧谐波电流含量，谐波含量0.96；采用单元串联多电平技术，无需输出滤波器，输出电压波形近似正弦波，dv/dt小，适用于远距离电机驱动，对电缆、电机绝缘无损害；系统效率>96.5%。（2）抗电源扰动能力强、适用范围广。电源侧电压在90%～110%范围波动时，系统可满载运行；电源侧电压低至70%，系统仍可降额持续运行；具备电压监测功能，电源侧电压在90%～110%范围波动时，仍能保持输出电压稳定，实现电机长期安全、稳定运行。（3）高可靠性。SOA设计保证系统在较宽的安全范围内运行：充足的设计余量保证每一个器件运行在安全工作区的中间区域；优化的散热设计保证功率元件的热冗余度；专业的层叠母排技术有效降低了杂散电感，降低IGBT电应力，提高器件可靠性，降低开关损耗；电容器设计裕量大、寿命长；功率单元、控制电源均采用冗余设计；可按用户要求配置自动旁路功能，系统可实现工频/变频工作模式的切换；系统提供自诊断功能，预判故障位置、类型，及时提醒用户避免故障发生；散热风机故障或者滤网灰尘过多自动检测报警功能，及时提醒用户进行维护；严格的生产质量管控流程，测试设备齐全，确保器件、部件、整机的各项测试项目有效执行。（4）良好的现场适应性。结构紧凑，功率密度高，减少了空间的需求；柜间电气连接采用高可靠性接插件，安装维护简单方便；人机界面友好，操作简便；通讯接口齐全，可根据现场需求专业配置；PCB采用三防处理，抗污染能力强。

四、应用效果及经济效益分析

（1）工艺控制平稳：由于变频器的高精度调节，调节信号有高速传递性，减少了以前仪表控制带来的滞后现象，从而使系统控制精度提高，压力稳定，产品质量得到了提高。（2）维护量减少：由于出口阀全开，电动机降速运行，使得管网压力下降，减少了工艺设备的泄漏，降低了机泵磨损，降低了电机的温升，设备维护周期延长。由于变频器代替了调节阀，解决了由于调节阀故障高给生产带来的影响，使仪表的维护量减少。（3）系统实现了软起动：由于变频器具有软起动功能，减小了对电网的冲击。低压变频器技术不但被炼油厂接受，而且成为传动的中枢，使用它，一是节电，二是优质，三是增产，四是降耗。使用该技术节电可在10%～70%之间。主要体现在几个方面：一是软启动，一般交流电动机的启动电流为电机额定电流的6～7倍，变频调速启动电流不超过电动机的额定电流。二是节省设计冗余，一般设计都按照使用时的极端条件，因而都留有设计冗余，有的余量很大，形成大马拉小车。变频调速可以把这部份冗余节省下来。三是调速节电，按流体力学原理，轴功率正比于速度，转速下降，轴功率变小，这是变频调速的主要节电原理。四是功率因数高，一般在0.95以上，节省无功，减轻了变压器的负担。优质是变频调速的又一贡献。由于变频调速精度高，不少行业均采用变频调速提高产品质量，如粘胶化纤，提高一等品合格率。由于低压变频器的高可靠性及高性能，在许多行业，减少了停工时间及创造了连续无故障生产的可能，使产品产量增加，也降低了消耗和运行成本。同时还可改善工艺水平，是企业技术改造和产品更新换代的必要技术。

五、结论与应注意的问题

通过变频器在炼油厂中的应用可以看出，变频器有诸多优点，现归纳如下：（1）变频调速技术可靠，可广泛用于炼油企业中的风机、水泵、油泵等异步电机上，节电效果明显，一般节电在30%以上。（2）采用变频调速器带动异步电机的调速方式，可以实现从零转数到任意转数的平滑启动，电流小，升速快，没有启动时的冲击电流。而且保护功能完善，操作方便、准确，调节精度高，取消了阀门控制，实现了闭环控制。（3）使用变频调速器后，由于没有了一般电机启动时的5～7倍于额定电流的冲击电流，使电气开关过负荷损坏的可能性减少，也使变压器减小了冲击，提高了变压器的使用效率，避免了大电机启动时对电网的冲击。（4）可延长机泵的使用寿命。由于电机长期在低于额定转速的状态下运行，电机及风机的轴承不易损坏，电机发热量也减少了。停机时间减少，节约了大量维修费用。（5）减少了噪声污染。由于变频调速技术是用调节电机转数来控制流量的，一般情况下，使用变频的电机，均在低于额定转速的工况下运转，噪声较使用变频器前明显减轻，对提高工业卫生水平起了一定的作用。（6）气动调节阀与工艺介质直接接触，腐蚀性介质会对调节阀产生腐蚀及冲刷，而变频器通过电信号控制电机转速，调节流量，则无此情况，比调节阀稳定得多。用其代替调节阀后，仪表维护量大大减少。

参 考 文 献

[1]王海军.变频器调速技术在炼油厂中的应用[J].广西质量监督导报.

2012（9）：12

[2]曹青，段树成.变频器在炼油厂脱蜡滤机上的应用[J].自动化应用.

第8篇：变频节能技术原理6范文

1、高压电机变频调速方案现状

高压大容量的变频调速器是一种难度大、技术含量高的高新技术,其开发与生产的难度有:因为高压变频器的供电电压高,但是世界上电力电子元器件的耐压水平较低;高压大功率变频器的技术难度大,制造技术也要求高。然而它主要被应用于风机、水泵等的节能运行,需要低投入,由节电费用来偿还投资。

2、高压变频方案的分类及特点

2.1 高―低―高方案

此方案以通用的低压变频器为核心,即:在低压变频器的输入侧加入一台降压变频器,把6KV/3KV降至低压变频器适配的输入电压;在变频器的输入侧加入一台升压变压器,从而使得输出电压和电动机的额定电压相匹配。高―低―高的变频调速方案,在国内市场较为普遍,也是目前应用最多的一种,在市场上主要是以西门子产品为主。在此方案中,按照直流供电整流单元的形式可分为6脉动整流单元与12脉动整流单元。6脉动整流单元的系统结构简单,硬件构成的用费较低;12脉动整流单元却是由一台次边相差30度的三绕组变压器与两全相同的整流单元所构成的,且在变压器的二次侧必须接入进线电抗器,因此其相对成本较高,但是,从谐波分量上看,12脉动整流的效果要比6脉动好,6脉动的谐波分量为5、7、11、13、17、19、23、25次,12脉动的谐波分量为11、13、23、25次。

此方案最适宜用于改造项目,优点:(1)方案成熟。仅以西门子的产品为例,目前已在国内应用的套数已出具规模。(2)原有的电机电缆无须进行改动。(3)便于实现切换的功能。(4)相比于高―高方案的投资较低。其缺点:系统构成环节相对高―低或者高―高方案较多,因为滤波器以及升压、降压变压器的损耗,长期的运行费用也就相对较高。

2.2 高―低―低方案

高―低―低方案的核心仍然是以低压变频器为主,在变频器的输入侧加装一台双绕组的降压变压器,把高压电机变成可用的低压变频驱动的电压等级。此方案目前在国内的用户较多。西门子产品的应用较多,系统主要由双绕组降压变频器、变压器组成,此系统方案构成较简单,特别适用于新建项目,对于改造的项目,更换电机就会增加项目的开支。其谐波分量主要为5、7、11、13、17、19、19、23、25次。

此方案的优点在于:(1)方案成熟。低压IGBT或者IGCT功率器件已经很成熟,应用范围也很广。(2)构成简单,维护的环节少。(3)投资少,见效快。低压变频器的价格低廉,市场价格相当透明。(4)升压变压器的损耗、长期运行的费用低。此方案的缺点:当用于改造项目时,需要更换电机,增加改造的工作量,从而也使得项目投资增加,延长施工周期。

2.3 高―高方案

高―高变频器是高压电源经过高压开关柜后,直接送至高压变频器,经高压变频后,直接将电压供给给高压电动机的定子。

此中高压变频调速系统主要有4种形式:(1)功率元件(GTO、SCR、SGCT)串联式;(2)中点箝为位式,也就是三点平式(GTO、IGBT);(3)多电平式,其中常用的有四电平、五电平等(IGBT);(4)单相逆变器串联式。这些高压变频器都是近年推出的,并且技术先进,效率高,占地面积也小,为高压变频器的主要发展方向。

高―高方案采用单元串联的方式(IGBT),利用移相叠加的原理（移相变压器）,有效的抑制谐波干扰,使得输出的波形近乎成正弦波形。其具备以下优点:无需增加任何的输出滤波或者功率补偿装置;使用效率可高达97％,功率因数较高,在无需任何补偿装置的情况下,当负载>20％时,功率因数大于95％负载>20％;无谐波所引起的脉动转矩产生,可以避免负载共振,延长电机与机械设备的使用寿命;可以使主电机、电缆绝缘避免受到dv/dt应力的损伤;电机不受共模电压的影响;在压降允许范围内电机电缆无任何长度的限制;对电网不产生污染;主器件由于采用冗余设计可靠性高,可适应极端的工况;功率单元具有自动旁路功能,能够提升供电的可靠性;具有瞬时停电不停机的功能,当电源电压发生瞬时降压或者停电(5s以内),变频器不会停机。在电源电压恢复后,就会立即重新加速,并恢复到原状。当电源瞬停时,在300ms以内,变频器不会停止运转。

3、高压变频器的选择原则

在选择高压变频器时,应将各厂家的高压变频器进行综合的比较,不要被某些宣传广告与不实事求是的文章所误导,更不能够受习惯因素的影响。在选择高压大容量变频器时,应当注意一下原则:首先,可靠性及售后服务;其次,价格;再次,主要的技术指标;最后,供货期及厂家的信誉。

4、结语

变频调速装置是机电一体化的高技术产品,从变频器装置的发展过程与发展趋势来看,仍是以功率器件为主要代表。变频调速具有较高的效率、较宽范围与较高的精度,且规格齐全,能满足各种不同的需求,适用范围较广,是最具发展前途的理想的调速方法。

第9篇：变频节能技术原理6范文

【关键词】变频技术 控制原理 空调

随着经济社会的不断发展，全球变暖应成为各个国家需要面对的环境问题，这就导致了人们对空气的需求量越来越大。在能源日益紧张的今天，如何降低空调系统在使用过程中的能源消耗就成为空调设计的一个重要问题。最近几年比较流行的空调变频技术在空调控制系统的中的应用就是空调节能减排的一种重要手段。本文主要研究了变频调速技术以及相关节能原理，阐述该项技术在中央空调系统中的应用。

1 空调风系统的变频技术

顾名思义变频系统的核心部件就是变频器，所谓的变频器是将将电网所提供的工频交流电转变为交流电机变频调速用的电压可变、频率可变的交流电的交流装置，在变频调速系统中经常使用的“交-直-交”变频器，示意图如图1所示。

“交-直-交”变频器结构原理图如图2所示。

“交-直-交”变频器结构原理图主要包括以下四个部分：1）整流器：这个器件的组要作用就是将直流电转换为交流电。通常整流器主要分为两类，一类为采用硅整流元件组成的不可控整流器，另外一类就是使用晶闸管元件构成的可以控制的整流器。2）中间直流环节：这个部分的主要目的就是为了保证逆变电路和控制电路能够获得更好的交流电源。3）逆变器：逆变器的主要作用就是把直流电转换为频率以及电压可以调节的交流装置。逆变器是变频调速器的核心部件，目前使用的功率元件主要有普通的晶闸管、大功率晶体管以及功率场效应管。4）控制电路：根据空调的变频调速的不同控制方式产生相应的控制指令，控制功率逆变器中各种功率元件的工作状态，目的是为了使逆变器能够输出预定的功率和电压。

2 变频空调的优点

针对空调变频系统的控制结构和特点，在加上电子技术和计算机控制技术的广泛发展，变频器在空调中的应用日益广泛起来。变频技术的出现使得空调能够达到所设计的控制要求，同时也能够达到节约能源的效果。与普通空调相比，在空调控制系统中采用变频技术具有以下几个方面的优点：

（1）采用变频技术的空调能够节省电能，电压适应性比较好。空调压缩机在开始运行的过程中采用低频启动的方式进行启动，从而使得启动电流的降低以及功率消耗的降低。空气压缩机在快速启动以后，很快由低频转变为高频状态，在很短的时间内达到所设定的温度。此后压缩机在低频状态下长时间工作，以保证室内温度。

（2）变频空调的制冷速度较快，舒适性较好。空调机组在经过低频启动后快速进入高速运转，转速可以达到正常转速的2-3倍，所以与定速空调相比，变频空调能够很快的达到设定的温度。当室内的温度达到所设定的温度是，可以通过调节压缩机的转速来调节室温。

（3）除霜速度较快，能够实现超低温制热。在温度较低的环境下，普通空调的除霜需要停机15分钟左右，在这个时间段室内停止供热。但是对于变频空调而言，由于采用了微处理器来控制电子膨胀阀，在除霜的过程中电子膨胀阀全部打开，空气压缩机高速运转，利用压缩机的余热来进行除霜。其次，当室外的温度低于零度时，一般的空调的制热能力大幅度下降。

3 变频空调的控制系统及变频调速器的自动控制

变频空调的控制电路部分主要分为室内和室外两个部分 。

变频空调的室内控制系统主要是完成对红外信号遥控的接受，并根据所设定的空调运行状态进行功率和频率的切换，调节室内的空气风速以及压缩机的转速，从而达到温度设定的要求。在收到信号以后，根据抹灰算法得到目前最佳的运行状态，然后通过串行通信与室外的机组进行交换信息，实现了对压缩机运行状态的控制。

室外的部分主要功能就是根据红外信号进行对压缩机以及变频控制方式以及风速的调节。在完成变速调节的同时，还可以利用压缩机产生的余热进行对空调风机的除霜。

空调的变频调速器可以通过手动控制，也可以进行手动控制。通常自动控制的信号主要是40-20mA的弱电流信号或者是0-5V的弱电压信号。流量仪表的气动信号经过气电传感器的转换，转换成4-20mA的电流信号。由变频调速器的控制端进而来控制电动机的转速以改变流量。图中的气电转换器、三通气开关以及气动调节阀都可以省去，从而使得变频调速器的控制系统大为精简。另外一个方面，对气流量的控制精度比以往的启动调节阀的控制精度要高很多。根据使用要求的不同，变频调速器同样也可以采用温度控制、压力控制和各种信号的综合控制。

4 小结

本文通过查阅大量的参考文献，并结合作者实际的工作经验，对变频调速技术的控制原理及其在空调系统中的应用进行了深入的研究。首先阐述了空调变频技术的基本控制原理，并重点介绍了“交-直-交”变频器结构原理；其次重点分析了变频空调的优点，比如能够节省电能，电压适应性比较好以及制冷速度较快，舒适性较好等优点；最后作者对变频空调的控制系统及变频调速器的自动控制原理进行了探讨。

参考文献

[1]叶森林.变频变压技术在日本高层建筑动力节电中的应用.暖通空调,1989(03):24.

[2]于洋,付丽君.变频调速器在纺织厂空调系统中的应用.节能,1998,(03):33.

[3]林强.化纤纺织厂中空调机组节能问题的系统分析.节能,1998(07):3-6.