0 导言
跟着电力电子技能、核算机技能和自动操控技能的开展，沟通变频调速技能亦得到了不断的开展。时至今日，沟通变频调速技能以其杰出的调速功能、明显的节电作用而在国民经济许多范畴中得到了广泛运用，并被公认为是一种最有出路的沟通调速办法，引领了电气传动开展方向。变频调速技能为节能降耗、改进操控功能、进步产品产量和质量供给了强有力的保证。变频调速理论已形成了完好的科学体系，成为一门相对独立的学科。
本文是在我公司多年来自主研制的产品在各个职业实践运用的根底上总结出来的。
变频器在我国的各个职业中现已运用多年，但是不论是进口的仍是国产的，节电率都没有到达理论值，一般都在15%~20%左右。咱们开发的智能化节电设备，节电率都到达乃至超过了40%;体系的电压谐波操控在5%以下，电流谐波操控在15%以下;
功率因数进步到0.96以上。怎么能做到这一点呢?咱们主要从以下三个方面完成。
1 智能化运用变频器
智能化运用变频器，使体系中变频器、电机、风机(水泵)三者作业在最佳功率曲线内，到达三者功率乘积最大化。
依据流体力学的原理可知电机的转速n与风量q、压力h、轴功率P之间的联系为
清楚明了，经过调整电机的转速，能够大幅度地下降电机的功率，经过核算，能够得出调理转速后，理论上电机所节省的电能，如表1所列。
因为轴功率与转速的三次方成正比，因而经过调整电机的转速，节电作用是十分明显的。当频率下降10%时电机的转速就会下降10%，风量也会下降10%，这时的轴功率和电机转速的三次方成正比。这时理论上的节电率是27.1%，假如转速下降20%，理论上的节电率是48.8%。
选用沟通变频调速技能操控水泵的运转，是现在体系节能改造的有效途径之一，下面绘出阀门操控调理和变频调速操控两种状况的水泵功率耗费—流量联系曲线。
图1显现了变频器操控和阀门操控水泵所耗费的功率，从图中咱们能够清楚地看出水泵的流量为额外的60%时，变频操控与阀门操控比较，功率下降了60%;所以水泵依托阀门操控所耗费的电量远远大于变频器操控所耗费的电量。
但是，为什么咱们在装置变频器今后节电率达不到表1所列的数值呢?为什么节电率总是在20%以下呢?离变频器的理论值相差甚远，是什么原因?
经过多年的研讨，咱们找到了问题的答案：尽管咱们在体系中装置了变频器，但是没有找到最佳的操控运用手法来挖掘出变频器和动力体系合作的潜力，用什么办法使变频器、电机、风机(水泵)三者功率的乘积最大化呢?咱们经过几年的尽力，搜集了变频器、电机、风机和水泵几千家制造商上万种产品的功率曲线数据，建立了开发操控软件的根底，开宣布了智能化操控变频调速的专利软件。因为这套软件的开发成功，处理了怎么使变频器、电机、风机或水泵在体系作业时三者功率乘积最大化的问题，使节电率在本来变频器的根底上进步了10%左右。
2 体系谐波管理
许多单位在装置变频器之后，节电率低，电机发热、噪音大。咱们都知道，每一个变频器自身便是一个谐波源，发生的谐波有正相序、负相序和零相序之分。谐波能大大影响咱们的节电率，举个比如，例如咱们在100 kW 的电机上加装变频器操控器转速，100 kW的电机的额外电流大约是200 A，假定转速下降20%，理论节电率应该是48.8%，从电流的视点上说节省了97.6 A，但是变频器自身发生屡次谐波，以其间的5 次谐波为例，5 次谐波是负相序谐波，能发生与原基波电流方向相反的电流40 A，带动电机回转，此刻电机的负载增大，功率下降，有必要添加40 A的基波电流抵消掉谐波电流，此刻，咱们节省的电流只要57.6 A(这仅仅5次谐波发生的损害，还有其它次谐波也大大影响节电率)。从这些数字咱们能够看出，谐波的存在对节电率有着十分大的影响。别的，谐波还有许多其它的损害，例如：影响电机功率和正常运转，缩短电动机寿数;加快元器件的老化;添加变压器和线路损耗等。由此可知，对谐波的管理是燃眉之急。
现在对谐波的管理办法主要是在体系中加装无源滤波器和有源滤波器。无源滤波器主要是电容和电抗，价格便宜，但是只能滤除30%左右的谐波;有源滤波器管理谐波的作用很好，对谐波的滤除率能到达95%以上，但是本钱太高，均匀每千瓦要上万元，对企业来讲出资太大。咱们运用有源滤波器的原理，在变频器的根底上加装谐波发生器，当体系呈现谐波时，核算机就会宣布指令，发生一个频率相同方向相反的谐波把发生的谐波抵消掉，其谐波滤除率高达90%以上，挨近于有源滤波器的管理作用，可本钱比有源滤波器低了许多，用咱们的办法滤除谐波均匀1 000元/ kW左右，这样咱们就用最小的投入处理了最大的问题。
下面是一汽大众用咱们的产品在管理谐波方面的检测数据。经过管理后，谐波电压含有率分别是：42Hz时为4.47%;38 Hz时为4.85%;35 Hz时为4.50%。
装置LP牌智能化节电设备前后发动电流、电机外表温升比照如表2所列。
因为削减了谐波的影响，电机的电能损耗下降了，电机外表的温度下降了，一起又进步了变频器的节电率，此刻的节电率已挨近于理论值。
3 进步电机功率因数
影响电机功率因数的要素有三个：电压动摇，谐波影响，电机的空载和轻载。
咱们国家的电网电压现已很安稳，一般不会发生动摇，别的，咱们对谐波的管理也现已挨近抱负状况，现在咱们只考虑第三个要素：电机的轻载和空载，空载的状况很少，处理轻载问题的要害便是有必要首要知道负载在作业过程中随时的改变状况，改变量是多少?用什么操控办法来完成?
以钢铁厂的除尘风机为例，在开端出铁时尘埃含量多，负载重，作业电流大，出铁完毕后，含尘量削减，电机的负载也会下降，电流减小，一般的变频器只能处理在出铁时带动风机满载运转，炼铁时变频低速运转，而不能处理随含尘量和负载的改变当令进行变频调速运转，处理不了电机轻载的问题。咱们的产品就做到了这一点，经过软件对体系的实时监测，操控电机运转状况随体系的改变而改变，使体系一直在最佳的作业状况下运转。
表3是一汽大众汽车有限公司对咱们产品调速后各频率段的功率因数的检测数据。
事实证明，在运用咱们的产品今后，原设备的功率因数有了大幅度的进步。
4 结语
经过咱们的研讨和咱们所服务客户的实践运用状况证明，智能化运用变频器和管理谐波是提高变频器在动力节电范畴节电率的切实有效的办法。
