沈勇

摘 要：變頻器作為重要的自動(dòng)控制元件，在很多控制系統(tǒng)中得到了重要的應(yīng)用。本文論述了變頻器的部分應(yīng)用案例，并且有針對(duì)性的對(duì)于變頻器節(jié)能應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：變頻器；應(yīng)用案例；節(jié)能實(shí)例

一、變頻器組成及功能簡(jiǎn)介

變頻器主要由整流、濾波、逆變、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。變頻器靠?jī)?nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。

二、變頻器部分應(yīng)用簡(jiǎn)述

（一）恒壓供水應(yīng)用

恒壓供水系統(tǒng)主要是按照用戶需求進(jìn)行持續(xù)供水，為了維持壓力的恒定，變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，使用內(nèi)置PID閉環(huán)控制器，不但維持了供水系統(tǒng)的整體壓力，同時(shí)還達(dá)到了控制供水量的目的，使供水系統(tǒng)能夠達(dá)到規(guī)定的工作指標(biāo)，提高供水質(zhì)量。

（二）風(fēng)機(jī)運(yùn)行應(yīng)用

風(fēng)機(jī)運(yùn)行中需要設(shè)定工作時(shí)間和工作強(qiáng)度，如果持續(xù)使用，不但會(huì)傷害風(fēng)機(jī)的電力系統(tǒng)，同時(shí)還會(huì)縮短風(fēng)機(jī)的壽命。使用變頻器后，不但可以解決風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率問題，同時(shí)還能夠根據(jù)風(fēng)機(jī)的使用要求設(shè)定啟動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和停止時(shí)間，提高了風(fēng)機(jī)的控制效果，保證了風(fēng)機(jī)的使用壽命。

（三）鍋爐鏈條給煤機(jī)應(yīng)用

鍋爐在運(yùn)行過程中，對(duì)煤的需求量是不同的，如何根據(jù)實(shí)際需要控制鏈條給煤機(jī)，就需要一種可變頻的控制器來實(shí)現(xiàn)。由于變頻器可以根據(jù)預(yù)定的程序控制給煤數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)精確控制的目的。

（四）煤礦通風(fēng)機(jī)應(yīng)用

1、實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)軟啟動(dòng)。軟啟動(dòng)器可以保護(hù)電氣設(shè)備和電網(wǎng)，使它們不受到損壞，變頻器的應(yīng)用可以順利實(shí)現(xiàn)主通風(fēng)機(jī)的軟啟動(dòng)。同時(shí)變頻器在啟動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí)可以從零速度開始，可以調(diào)整啟動(dòng)加速時(shí)間，從而降低由于機(jī)器的啟動(dòng)而對(duì)機(jī)器內(nèi)部原件造成傷害；2、實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)風(fēng)量。我們?cè)诳刂频V井內(nèi)的風(fēng)量時(shí)，主要通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，變頻器的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的持續(xù)調(diào)節(jié)，達(dá)到風(fēng)量可控；3、實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)的節(jié)能降耗。正常情況下電機(jī)滿載時(shí)的功率系數(shù)一般為0.8，然而在開始時(shí)，礦井內(nèi)的實(shí)際用風(fēng)量比較小，所以功率系數(shù)要比0.8小。然而變頻器在主通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用可以提高電機(jī)的功率系數(shù)，從而使其達(dá)到滿載，這樣可以大幅度降低無功的損耗，實(shí)現(xiàn)能量的合理使用。

三、變頻器節(jié)能的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例

（一）相關(guān)設(shè)備型號(hào)參數(shù)

鍋爐排粉風(fēng)機(jī)銘牌參數(shù)：型號(hào)M9-26-N013D，冷卻方式為風(fēng)冷，風(fēng)量39910m3/h，風(fēng)壓9520Pa，葉輪直徑2650mm，配用功率148～295kW。

引風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)參數(shù)：額定功率185kW，頻率50Hz，額定電壓380V，接線方式為三角型接法，額定電流326A，轉(zhuǎn)速1430r/min，功率因數(shù)0.86。

變頻器型號(hào)：電騎士專用機(jī)型號(hào)PR-GI-34-1850，額定電壓380V，額定輸出電流380A，額定容量250kVA。

考慮到實(shí)際運(yùn)行負(fù)載電流不可能超過400A，為了降低投資，選擇變頻器額定電流380A。

（二）試驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)運(yùn)算

使用雙功率表法測(cè)量有功功率，試驗(yàn)中每個(gè)工況穩(wěn)定運(yùn)行72h。表1為采用變頻器前后的消耗功率的比較情況。從表1中可以看出，每個(gè)工況經(jīng)72h運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行控制正常，節(jié)電率為44.8%。表2為月耗電量比較。

日表均節(jié)電率達(dá)到44.8%，按照每月運(yùn)行720h，電價(jià)0.53元/kW·h計(jì)算。根據(jù)公式“安裝節(jié)電設(shè)備后每月節(jié)電率電費(fèi)=原系統(tǒng)改造前實(shí)際運(yùn)行功率×每月運(yùn)行時(shí)間×電價(jià)×節(jié)電率”計(jì)算，月節(jié)電率電費(fèi)為：90.5kW×24H×30D×0.53×0.448=15472.00元。

安裝變頻器后，電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)速從零按照設(shè)定加速時(shí)間緩慢升速至運(yùn)行轉(zhuǎn)速，減少了沖擊力矩對(duì)電機(jī)和風(fēng)機(jī)的損害。由于正常工作時(shí)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比額定轉(zhuǎn)速低，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷高時(shí)，采用變頻器調(diào)速后，電機(jī)轉(zhuǎn)速比額定轉(zhuǎn)速低些，大大減少了風(fēng)機(jī)葉的磨損。

（三）安裝變頻器使驅(qū)動(dòng)具有以下特點(diǎn)：

1、具有自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行功能，可根據(jù)負(fù)載大小自動(dòng)調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，保持高效、節(jié)能運(yùn)行。節(jié)電、工頻兩路輸出；2、采用磁通矢量PWM控制法，技術(shù)先進(jìn)，輸出電流諧波成分少，效率高。低頻運(yùn)行特性良好，可實(shí)現(xiàn)低頻額定轉(zhuǎn)矩輸出；3、采用高品質(zhì)的IGBT、IPM模塊，最大載波頻率為15kHz，能實(shí)現(xiàn)超靜音運(yùn)行；4、豐富的功能，比如自動(dòng)電壓調(diào)整、死區(qū)補(bǔ)償、自動(dòng)轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、直流制動(dòng)、停電再啟動(dòng)等，可滿足高精度、高復(fù)雜度控制要求。

四、結(jié)語

本文通過變頻器節(jié)能應(yīng)用實(shí)例分析，發(fā)現(xiàn)安裝變頻器后，使電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)和連續(xù)調(diào)速，避免過電壓和欠電壓的現(xiàn)象出現(xiàn)，減少了沖擊力矩對(duì)電機(jī)和設(shè)備的損害，內(nèi)置閉環(huán)控制器使得連續(xù)動(dòng)態(tài)控制得以應(yīng)用。相信隨著變頻器技術(shù)的快速發(fā)展，它將會(huì)給我們的工作和生活帶來更多的便利。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉泉.變頻器節(jié)能應(yīng)用實(shí)例[J].科技與創(chuàng)新，2016（14）：113+117.endprint