崔志敏

（國能集團準能公司黑岱溝選煤廠，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

由于變頻器是目前工業(yè)生產與生活當中最為常見的電力設備，具有穩(wěn)定性強、啟動平穩(wěn)、調速能力強、精準度高等優(yōu)勢，作為節(jié)能調速設備活躍與應用。變頻器不但能夠進行無級調速，在負荷出現差異的情況下，能夠有效減少運行故障，提高運行效率，做到高節(jié)能、高精度、高安全性等優(yōu)勢，在工廠生產、礦場生產等工作中，較為常用的變頻器使用方法，是對多臺電機進行拖動，提高了拖動效率，在電機功率相同且較小的情況下完成拖動，進行生產。

一、變頻器的分類及基本功能

（一）變頻器的分類有很多種。按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關方式分類，可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為V/f控制變頻器、轉差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等。

（二）變頻器的基本功能。1.變頻調速。變頻器改變交流電動機電源的頻率和幅值，改變交流電動機旋轉磁場的周期，達到平滑控制電動機轉速的目的。其可控加速功能可以在零速起動，并按照用戶的需要選擇不同的加速曲線進行均勻加速。2.變頻節(jié)能。變頻器節(jié)能主要表現在風機、水泵的應用上。各種生產機械在設計配用動力驅動時，為了保證安全可靠生產會預留出富余量，但是如果電機不是滿負荷工作狀態(tài)，那么這些預留量就會增加有功功率的消耗，造成不必要的浪費。而使用變頻器變頻調速，通過降低泵或風機的轉速即可滿足需求。3.功率因數補償節(jié)能。由于變頻器內部濾波電容的作用，補償無功損耗，增加電網輸出的有功功率。4.軟起動功能。異步電動機全壓起動對電網造成嚴重的沖擊，對電網容量要求較高，起動電流對設備、線路沖擊，導致使用壽命減少。而軟起動功能，可以通過限制電流的方式來減輕對電網的沖擊，同時還可以擴充供電容量，從而達到了延長設備使用壽命的目的。5.其他功能。如過流保護、過壓保護、欠壓保護、過熱保護及瞬時停電保護等功能。

二、變頻器的作用及工作原理與工作現狀

（一）變頻器完美的將工作頻率轉化為各種頻率的交感電源，以保證變速電機的正常運行。變頻器主要有兩方面的作用，直接作用主要是通過對電機的電壓和頻率的調節(jié)，從而使電機的速度可以在一定范圍內無限調節(jié)。間接作用主要有節(jié)能節(jié)點，提高生產的自動化水平。節(jié)能節(jié)電表現在利用變頻調速，對風機，泵類等設備的傳入傳出流量進行適當的調節(jié)，一方面達到電機的多個基本要求，另一方面更最要的是降低電耗。變頻器的工作原理只要是通過主電路給各個次級電路提供調頻調壓后的電力。主路電路主要有電壓型變頻器和電流型變頻器，變壓型是將電壓源的直流交換變?yōu)榻涣鞯淖冾l器，電流型是將電流源直流變換為交流的變頻器。變頻器主要由整流器，平波回路，逆變器三部分組成，整流器將工作頻率的變換為直流，將直流電壓在變流器和逆變器中產生的電壓波動稱為平波回路，逆變器是將直流功率變?yōu)榻桓泄β实膱鏊?/p>

（二）變頻器的應用技術與應用范圍。變頻器所依賴的技術為變頻調速技術，變頻調速技術能夠有效的減少電力使用過程中的工作污染與能耗，其主要工作原理在于，根據電機的工作需求和輸入頻率，對電機的轉速進行調整，并保證轉速足夠情況下電機的工作效能，目前較為常用的變頻調速技術主要包括變頻空調等家電，在電力驅動交通工具上也得到了廣泛的應用，與人們的生活息息相關。變頻器除在日常生活中應用廣泛外，在工業(yè)生產當中的應用十分突出，工業(yè)生產、礦業(yè)開采等多種產業(yè)與行業(yè)均極大的應用變頻調速技術。

三、變頻器在交流電機拖動及其控制領域的應用

電機全壓啟動或減壓啟動時，啟動電流遠超額定額定電流，這種情況不但會增大電機自己的銅損，還會使功率損耗增大，造成電壓的波動，從而沖擊機電設備和電網，甚至影響到線路中其他設備的正常工作。為了防止這種情況的發(fā)生，供電系統(tǒng)設計時不得不加大變壓器的容量，而這在電機正常運行時又造成浪費。此外，電機全壓啟動時造成的大啟動電流還會加速電機絕緣老化而縮短電機壽命。但是我們采用變頻器后，利用軟啟動功能可以保障啟動電流從零開始然后上升至額定值，這個過程的速度由變頻器的加速時間來決定，這樣就大大減小了啟動時所產生的功率損耗，避免了浪費。建立準確的磁通觀測器與速度觀察器需要有精確的模型，為此需要預知電機定子與轉子的電阻、電感、鐵心飽和系數等諸多參數，這對于對象不確定的通用變頻器來說是十分困難甚至是不可能的。為了應對這樣的狀況，當代變頻器一般都具有“自動調整”功能，可以自動完成部分參數測試與設定。

四、變頻器的使用誤區(qū)與解決方法

（一）變頻器節(jié)能效果高，能夠節(jié)省大部分電能雖然變頻器具有節(jié)約能源的功能，但其節(jié)能能力是相對而言的，其節(jié)能能力有一定的限制，且由于交流電機具有一定的機械負載差別，在電機應用過程中，并非所有的電機都可以進行變頻器調節(jié)，其調節(jié)能力受到技術限制，并非是節(jié)能降耗的“萬能法”。某水泥廠對變頻器的使用不夠了解，認為變頻器可以大量節(jié)省電能，投資大量資金將所有的設備均改裝為變頻器，但事實證明并無明顯得節(jié)能優(yōu)勢，但使用過程中對散熱、風量等需求增加，導致使用和生產受到巨大的影響。因此在選擇和使用變頻器時，應注意變頻器選擇的功率和數量，不可過多購買導致設備閑置，造成浪費，應嚴格按照規(guī)定和規(guī)范進行使用，不可強力拆卸和更改。

（二）變頻器“大材小用”。許多廠家在了解變頻器的應用優(yōu)勢后，在不需要或不具備相關配套設施的情況下進行變頻器的改革和使用，使得許多交流電動機在功率不夠的情況下采用變頻器進行調速使用，此類方法雖然在一定程度上取得了生產和節(jié)能效果，但不可過分、大面積應用，尤其在電機的使用設備與變頻器的設備功率不相匹配的情況下，盲目安裝和更換變頻器或電機，會直接影響電機的穩(wěn)定性與安全性。

（三）過分選用價格低廉的變頻器。變頻器雖然具有極高的應用優(yōu)勢與節(jié)能優(yōu)勢，但不同生產工藝與技術能力所生產的變頻器也具有極大的不同，許多廠家在選擇變頻器時過分關注其價格，選擇價格低廉的低質變頻器甚至是未達到國家相應指標的“山寨”變頻器進行生產，其主要缺陷在于，變頻器的使用污染與使用風險極大的增加，無法有效開展變頻器的使用優(yōu)勢，造成生產延誤或生產設備損壞。某水泥廠購買一臺無質量保障的“變頻器”，該變頻器在使用過程中導致袋收塵器的脈沖反吹系統(tǒng)失靈，無法工作，直到該廠家更換另一款價格相對昂貴的變頻器，該問題才得到解決?？梢姽I(yè)生產廠家在進行變頻器的選擇時，首先要關注變頻器的質量與功能，其次才是價格差異，才能夠保證變頻器的使用效果與使用壽命。

五、變頻器用于拖動電機的注意事項

（一）當變頻器運用在電機拖動中需注意變頻器的選型和交流接觸器的選型。首先在選型前要考慮在運行的工作情況，看是否在變頻器的運行過程中，多個電機可以同時停止，同時開啟。如果要求多個電機不用隨時啟動，那只要注意變頻器的容量在選型時要使變頻器的額定功率大于多個電機額定功率之和，然后進一步放大選型就可以。如果需要隨時讓電機啟動或停止的，想要計算出變頻器需要的容量，首先要計算出可以隨時啟動，停止的電機的額度功率之和，然后將得出的總功率乘以5-7倍，再加上不需要隨時啟動和停止的電機額定功率之和，所得出的最后數值就是需要的變頻器的選型功率。交流接觸器的選型只需要遵守一般都規(guī)則，將電機的額度電流放大一倍就可以。

（二）變頻器作為電力儀器，具有一定的使用規(guī)范與注意事項，把握好注意事項，能夠有效改善變頻器的使用效果，減少污染，延長變頻器的使用壽命。在變頻器的使用過程中，散熱問題是首要的注意事項，變頻器的工作故障與使用壽命都會隨著變頻器的熱度產生變化，在散熱良好的情況下使用和維護，能有效減少變頻

器的故障，延長壽命，可以在變頻器外部安裝散熱器，并將散熱器與變頻器柜體向匹配，該方法能夠將變頻器使用過程中70%的熱量有效散發(fā)，具有非常大的應用優(yōu)勢，此外，諧波是變頻器使用過程中最為主要的干擾與污染，對諧波進行抑制，是保障電機與其他設備正常工作的關鍵，可以采用增加裝置脈沖數量和安裝諧波過濾器進行諧波的整理和消除，以達到穩(wěn)定設備工作，提高生產效率的。

現今變頻器以其卓越的調速性能和顯著的節(jié)能效果已得到人們的認可，期望以后能夠更好的利用變頻器的特性并得到了快速發(fā)展和推廣應用。