變頻調(diào)速器的節(jié)能節(jié)電技術(shù)原理及其應(yīng)用

什么叫變頻調(diào)速技術(shù)，它是一種以改變電機(jī)頻率和改變電壓來達(dá)到電機(jī)調(diào)速目的的技術(shù)。大家都知道，目前，無論哪種機(jī)械調(diào)速，都是通過電機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。從大范圍來分，電機(jī)有直流電機(jī)和交流電機(jī)。過去的調(diào)速，多數(shù)用直流電機(jī)，由于直流機(jī)調(diào)速容易實(shí)現(xiàn)。但直流機(jī)固有的缺點(diǎn)：滑環(huán)和碳刷要經(jīng)常拆換，給人們帶來太大的麻煩。因此有人就想，如果把可靠簡單的籠式交流電機(jī)用來調(diào)速那該多好！因而就出現(xiàn)了定子調(diào)速、變極調(diào)速、滑差調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、串極調(diào)速、液力偶和調(diào)速等交流調(diào)速方式。當(dāng)然也出現(xiàn)了滑差電機(jī)、繞線式電機(jī)、同步機(jī)、這些都是交流電機(jī)。

到20世紀(jì)80年代，由于電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，才出現(xiàn)了對(duì)交流機(jī)來說*好的變頻調(diào)速技術(shù)，它一出現(xiàn)就以其優(yōu)異的性能逐步取代其它交流電機(jī)調(diào)速方式，乃至直流電機(jī)調(diào)速，而成為電氣傳動(dòng)的**。因而說變頻調(diào)速是時(shí)代的產(chǎn)物，只有在技術(shù)高度發(fā)展的今天，才能實(shí)現(xiàn)。為什么說它是基于電力電子、微電子、信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物？一是它的逆變部分都基于電流很大、電壓很高的 SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等電力電子器件來完成的。什么叫逆變：就是直流變交流(DC－AC)那么交流變直流就叫整流(AC－DC)。二是它的控制部分和負(fù)載狀態(tài)的檢測是由CPU(32位計(jì)算機(jī))來完成，這是微電子器件發(fā)展的結(jié)果。三是內(nèi)置4－20mA 接口和 RS485 接口可以和儀表、DCS 相接，通過總線Profibus、Interbus 通訊。

調(diào)速節(jié)能原理從二個(gè)方面來說明：

1、風(fēng)機(jī)水泵的節(jié)電原理就是用調(diào)速控制代替擋風(fēng)板或節(jié)流閥控制風(fēng)流量，這是一個(gè)節(jié)電的有效途徑。在用檔風(fēng)板控制額定風(fēng)量Q1=100%輸出時(shí)，則軸功率N1與面積AH1 OQ1成正比，若風(fēng)量減半Q2 =50%輸出時(shí)，則軸功率N2與面積BH2 OQ2成正比，它比N1減少不多，這是因?yàn)樾枰朔n風(fēng)板阻力增大風(fēng)壓所致。如果采用調(diào)速控制同樣風(fēng)量減半輸出時(shí)，轉(zhuǎn)數(shù)由n1降至n2，按風(fēng)機(jī)參數(shù)比例定律畫出n2時(shí)的特性曲線，C點(diǎn)為新的工礦點(diǎn)，這時(shí)軸功率N2與面積CH3OQ2成正比，在滿足同樣風(fēng)量Q2情況下，軸功能降低很多，節(jié)省的功率耗損△N與面積BH2H3C成正比，可見節(jié)電效果十分顯著。

2、流體力學(xué)的觀點(diǎn)

流量∝轉(zhuǎn)速，壓力∝轉(zhuǎn)速^2，軸功率∝轉(zhuǎn)速^3，若轉(zhuǎn)速下降20%，則功率下降到51.2% ；若轉(zhuǎn)速下降50%，則軸功率下降到12.5% ，即使考慮調(diào)速裝置本身的損耗等因素，節(jié)電也是相當(dāng)可觀的。

為此，許多行業(yè)、如鋼鐵、有色、石油、石化、化工、紡織、機(jī)械、電力、建材、醫(yī)藥、煤炭、造紙、**、酒店、自來水等行業(yè)都在許多設(shè)備中采用交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)，產(chǎn)生節(jié)電及增產(chǎn)的效果。