劉泉

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，變頻技術(shù)在我國社會生產(chǎn)生活中得到廣泛的應(yīng)用，使我國變頻器技術(shù)水平得到了顯著提高，變頻器節(jié)能的應(yīng)用也日益靈活。結(jié)合實例，主要對變頻器節(jié)能技術(shù)的實際應(yīng)用情況進行了分析，具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：變頻器；節(jié)能技術(shù)；載波頻率；額定電流

中圖分類號：TM761 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.14.113

1 簡介及測試

筆者所在的工廠于2007-03在120 t鍋爐2臺180 kW/380 V排粉風(fēng)機上采用亞太電效系統(tǒng)（珠海）有限公司生產(chǎn)的PowerRider-GI/PI電騎士專用機電效管理系統(tǒng)（低壓變頻調(diào)速裝置）。到目前為止，運行良好，節(jié)能效果顯著。

鍋爐排粉風(fēng)機銘牌參數(shù)：型號M9-26-N013D，冷卻方式為風(fēng)冷，風(fēng)量39 910 m3/h，風(fēng)壓9 520 Pa，葉輪直徑2 650 mm，配用功率148～295 kW。

引風(fēng)機電動機參數(shù)：額定功率185 kW，頻率50 Hz，額定電壓380 V，接線方式為三角型接法，額定電流326 A，轉(zhuǎn)速1 430 r/min，功率因數(shù)0.86.

變頻器型號：電騎士專用機型號PR-GI-34-1850，額定電壓380 V，額定輸出電流380 A，額定容量250 kVA?？紤]到實際運行負(fù)載電流不可能超過400 A，為了降低投資，選擇變頻器額定電流380 A。

有關(guān)部門對節(jié)能效果進行了測試考核。試驗用雙功率表法測量有功功率，試驗中每個工況穩(wěn)定運行72 h。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，每個工況經(jīng)72 h運行，設(shè)備運行控制正常，節(jié)電率為44.8%.表2為月耗電量比較。

日表均節(jié)電率達到44.8%，按照每月運行720 h，電價0.53元/kW·h計算。根據(jù)公式“安裝節(jié)電設(shè)備后每月節(jié)電率電費=原系統(tǒng)改造前實際運行功率×每月運行時間×電價×節(jié)電率”計算，月節(jié)電率電費為： 90.5 kW×24H×30D×0.53×0.448=15 472.00元。

安裝變頻器后，電動機實現(xiàn)了軟啟動，電機轉(zhuǎn)速從零按照設(shè)定的加速時間緩慢升速至運行轉(zhuǎn)速，減少了沖擊力矩對電機和風(fēng)機的損害。由于正常工作時風(fēng)機的轉(zhuǎn)速比額定轉(zhuǎn)速低，當(dāng)機組負(fù)荷高時，采用變頻器調(diào)速后，電機轉(zhuǎn)速比額定轉(zhuǎn)速低些，大大減少了風(fēng)機葉的磨損。具體來說，安裝變頻器后，電機具有以下幾個特點：①具有自動節(jié)能運行功能，可根據(jù)負(fù)載大小自動調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，保持高效、節(jié)能運行；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，輸出電流諧波成分少，效率高；低頻運行特性良好，可實現(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15 kHz，能實現(xiàn)超靜音運行。④有數(shù)字鍵盤、雙電壓源、電流源、外部智能端子、串行通訊等多種輸入方式，控制方式非常靈活。⑤豐富的功能，比如自動電壓調(diào)整、死區(qū)補償、自動轉(zhuǎn)差補償、直流制動、停電再啟動等，可滿足高精度、高復(fù)雜度控制要求。⑥程序運行（多段速）、擺頻運行、內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，可方便構(gòu)成滿足不同需求的自動化控制系統(tǒng)。⑦內(nèi)置RS485標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，可實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制或比例連動控制。⑧友好的人機交互界面——LED數(shù)字顯示。⑨完善的故障管理和保護功能，能保證在任何故障情況下，電騎士和電機不受損壞。⑩工藝先進，結(jié)構(gòu)緊湊，產(chǎn)品外形美觀、大方。

2 采用變頻器應(yīng)注意的問題

變頻器是由電力電子器件、微電子元件、單片處理器等組成的。為了能長期、可靠、安全地運行，特別要注意以下幾項。

2.1 電壓的影響

鑒于可靠性方面的考慮，變頻器的額定電流IN是指在輸入額定電壓UN下可達到的最大電流值。實際電網(wǎng)的電壓不一定是標(biāo)準(zhǔn)的，往往高于額定電壓。這時，必須相應(yīng)余下允許額定電流，這樣才能安全地運行。一般情況下，每增加2%的電壓值，要降低4%的電流值，如圖1所示。電壓的性質(zhì)決定了電廠用的低壓變頻器需要有很高的可靠性，以保證電廠的安全生產(chǎn)。PowerRider-GI/PI電騎士專用機電效管理系統(tǒng)（低壓變頻調(diào)速裝置）具有自動節(jié)能運行功能，可根據(jù)負(fù)載大小，自動調(diào)節(jié)電機的工作狀態(tài)，保持高效節(jié)能運行；節(jié)電、工頻兩路輸出。

2.2 海拔高度的影響

變頻器的正常使用以海拔高度h≤1 000 m為標(biāo)準(zhǔn)。我國地域廣大，尤其在云貴、青藏高原等地使用時，實際海拔高度在1 000～4 000 m之間，因空氣稀薄、散熱條件變差，只有相應(yīng)地降低允許的額定電流值，才能安全地使用，如圖2所示。通常，每增加1 000 m的海拔高度，要降低6%的電流值。

2.3 載波頻率的影響

變頻器的額定電流值是基于額定載波頻率f而確定的，實際使用時的載波頻率往往是可調(diào)的，范圍是2～15 kHz。其具體值與二次線路的長度、電動機功率的大小、允許電動機的噪聲和抗干擾的要求、輸出電流的波形等有關(guān)。實際使用時，按上述條件要求載波頻率往往高于額定載波頻率。這時，要下降修正額定電流亦，而且當(dāng)變頻器的功率大、額定電壓高時，相應(yīng)的下降值要大些。