殷寧濤 劉少華

前言

變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，然后通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器在企業(yè)的一些機(jī)器設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛，比如我們聽說的變頻空調(diào)，這樣的空調(diào)比普通空調(diào)更加節(jié)能；變頻也會運(yùn)用在風(fēng)機(jī)、水泵等領(lǐng)域，都會極大的節(jié)約資源，對于企業(yè)節(jié)省成本，增加生產(chǎn)效率非常關(guān)鍵。本文主要介紹變頻器的特點，介紹其對企業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用，探討其對企業(yè)發(fā)展的幫助。

一、變頻器概況

變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，然后通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻顧名思義就是改變機(jī)器在使用的過程中改變工作的頻率，以提高機(jī)器的工作效率，實現(xiàn)機(jī)器節(jié)能的目的。

變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。其主要可以分為兩類，電壓型變頻器和電流型變頻器，首先電壓型變頻器，主要的功能是將電器設(shè)備使用的交流電源變?yōu)橹绷麟娫春髾C(jī)器在進(jìn)行使用。而電流型變頻器是通過將直流電流源變?yōu)榻涣鞯碾娏髟础?/p>

以往的機(jī)器在使用過程中其頻率都是固定的，即使機(jī)器處于不同的運(yùn)行狀態(tài)，實際中很多機(jī)器在大部分時候是處于無功功率階段，大量的無用功率處于電路當(dāng)中，造成機(jī)器的使用效率降低，帶來浪費，并且這樣不斷損耗能量，而且還會損害機(jī)器設(shè)備讓電路發(fā)熱，并且這種功率因素降低還會導(dǎo)致整個電網(wǎng)中的有用功的功率降低，帶來的能源損耗更為嚴(yán)重。我們根據(jù)實際的機(jī)器的運(yùn)行情況，我們可以合理的設(shè)計機(jī)器的運(yùn)行頻率，從而改變功率因素實現(xiàn)補(bǔ)償性的節(jié)能。

二、變頻器對于電動機(jī)的影響

我們更進(jìn)一步的分析電動機(jī)，探討變頻器是如何改變電動機(jī)的能耗的。一般的電動機(jī)使用都會有一個額定電壓，可能電壓會在一定的范圍波動，但是不會很大，如果我們保證電動機(jī)的電壓不變，改變電動機(jī)的頻率，假設(shè)頻率降低，那么就一位置電動機(jī)內(nèi)部線圈的磁通量會變大，如果頻率降低的比較多，磁通量由于過大可能會讓電動機(jī)內(nèi)部的線圈燒毀。所以我們常說的變頻器改變電動機(jī)的工作頻率不是一味的只改變電動機(jī)的頻率，還需要根據(jù)實際情況改變電動機(jī)的工作電壓，從而是電動機(jī)內(nèi)部的線圈中的磁通量處于合理的范圍之內(nèi)。

在另一方面，我們假定電動機(jī)的輸出功率一定，那么當(dāng)我們的工作電壓降低的時候，就意味著工作電流增大。理論上當(dāng)頻率下降的時候，電壓會下降，那么電流就會增加，不過，只要我們保證發(fā)動機(jī)在低速狀態(tài)，然后保證電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩相同，此時改變頻率，降低電壓，工作的電流就不會有太大的改變，這樣就可以實現(xiàn)總功率的降低，節(jié)約能源。

三、變頻器對企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的影響

（一）變頻器的使用可以使企業(yè)設(shè)備實現(xiàn)軟啟動

此外，我們清楚，電器設(shè)備在啟動的時候的功耗是最大的，往往在啟動的瞬間消耗的能量是其額定功率的數(shù)十?dāng)?shù)百倍，造成很大的能量損耗，變頻的另一個功能就是實現(xiàn)電器設(shè)備的軟啟動。變頻器的軟啟動功能，以往設(shè)備在剛啟動的時候就需要達(dá)到運(yùn)行的目的，如今的概念是，設(shè)備的啟動是一個過程，設(shè)備在通電之后，其內(nèi)部的電流是從0逐漸增大的，然后在從0增大到額定電流的過程中，設(shè)備其實是沒有運(yùn)行的，這個過程可能幾十秒，也可能是幾分鐘，這樣延遲啟動的影響相比較機(jī)器瞬間啟動對設(shè)備帶來的沖擊要小很多很多，這個過這延長了設(shè)備和閥門的使用壽命。

在另一方面，我們了解，如果一個企業(yè)又1000臺設(shè)備，每臺設(shè)備的額定電流為10A左右，那么也就是說我們企業(yè)的總線路需要滿足10000A的基本要求。不過如果我們企業(yè)的設(shè)備一起開啟，設(shè)備的開啟狀態(tài)時候的電流可能會達(dá)到額定電流的10倍以上，那么就意味著，企業(yè)為了滿足電路運(yùn)行的瞬時要求，需要將企業(yè)的總線路滿足10*10000A的要求，顯然這極大的增加了企業(yè)安裝線路的成本。通過軟啟動可以有效的讓企業(yè)運(yùn)行的實際電路峰值和啟動峰值一樣，減少不必要的浪費。

（二）變頻器技術(shù)給企業(yè)設(shè)備創(chuàng)新帶來新的方向

企業(yè)設(shè)備一直都是尋求節(jié)約能源，并且高效。以往我們在探究能源的解決時候，是從設(shè)備本身出發(fā)，研究出更好的步驟，通過優(yōu)化流程來節(jié)約，不過變頻器的廣泛應(yīng)用為企業(yè)的設(shè)備穿行帶來新的發(fā)展方向。設(shè)備在被設(shè)計的時候不必要一味按照功耗指標(biāo)來了，可以有更大的發(fā)揮空間。變頻器在設(shè)備中的應(yīng)用一定程度上相互獨立的，它的存在可以讓設(shè)備根絕的節(jié)約資源，而不會對設(shè)備產(chǎn)生過多的限制。

此外，以往因為功率的考慮，會放棄設(shè)備中的一些關(guān)鍵器件的使用，因為功率原因?qū)е略O(shè)備整體質(zhì)量的降低，而在之后的設(shè)計中可以有所緩解這種情況的發(fā)生，使得企業(yè)在設(shè)備設(shè)計的時候可以更加得游刃有余。

（三）變頻器的使用可以優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部電力資源的配置

企業(yè)當(dāng)中的設(shè)備的運(yùn)行不一定需要全都是一個步子，所有的設(shè)備一起開啟，一起關(guān)閉，一起100%運(yùn)行，一起50%運(yùn)行，借助變頻器的功能，我們可以統(tǒng)籌整個企業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)度。變頻的控制在一定程度上就代表著機(jī)器的運(yùn)行情況，我們通過對于生產(chǎn)產(chǎn)量的把握，可以計算出總的機(jī)器運(yùn)行情況，而實際執(zhí)行機(jī)器的運(yùn)行性能就需要變頻器來控制，無論是控制機(jī)器的電源頻率還是電流頻率，最終只要讓企業(yè)所有設(shè)備總的效率滿足要求就可以了。這樣以來，就能夠讓變頻器發(fā)揮其優(yōu)化配置企業(yè)內(nèi)部資源的巨大作用，為企業(yè)節(jié)省成本。

四、總結(jié)

通過上文的分析，我們大概大的了解了變頻器的原理，然后也基本的掌握了變頻器在企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用?？偟膩碚f，變頻器的使用可以有效的降低企業(yè)的能耗，節(jié)省企業(yè)的生產(chǎn)成本，并且會為企業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)創(chuàng)新帶來新的方向，為企業(yè)內(nèi)部資源的優(yōu)化配置的實現(xiàn)提供了可能。

（作者單位：洛玻集團(tuán)龍海電子玻璃有限公司；東莞新科技術(shù)研究開發(fā)有限公司）