信息技术、电子技术以及计算机技术近年来实现了飞速进步，变频器的广泛应用，进而推动了变频技术的持续提升。在现代社会，工业生产在很大程度上依赖电力能源，加之企业对降低生产成本的追求，对能源的节约力度也在不断加大。变频器凭借其节能特性，在各行各业得到了广泛的应用，这一特点对于我国构建节约型社会提供了重要的技术支持，并促进了这一目标的实现。

泵类和风机等设备在加工制造业和工业生产领域得到广泛运用，它们在电能消耗上以及挡板、阀门等设备因节流产生的损失，以及日常维修保养的费用，几乎占据了成本的二十分之一，这无疑是一笔相当可观的成本消耗。随着经济的持续发展，工业改革不断深化，市场竞争愈发激烈，提升产品质量和降低生产成本的目标日益凸显，节能降耗亦逐渐成为关键任务。

1、变频节能技术基本理论

变频技术的核心原理在于，长期以来，电气设备普遍采用固定频率的交流电。而变频技术的引入，则实现了频率的灵活调节与利用。目前，在变频技术领域，最为活跃且发展迅速的便是变频调速技术。

变频技术涵盖了计算机、电力电子以及点击传动等领域的知识，属于一种技术复合体，它融合了机械装置与电力系统。具体来说，它涉及将工频电流信号转换为不同频率的过程，这一转换主要依赖半导体元件实现。接着，它将交流电转换为直流电，并在逆变器的作用下，对电流和电压进行精确调控，从而实现机电设备的无极调速功能。总体来看，变频技术通过调节电流的频率来操控电机的转速，进而实现对电机设备的有效管理。这一过程是在电流频率与电机转速同步增长的前提下实现的。该技术的显著优势在于能使电机运行稳定，并实现自动的加速与减速控制，既提升了工作效率，又降低了能源的消耗。

在变频器的日常使用过程中，主要采用转矩直接控制和矢量控制方法。展望未来，变频器的发展将引入人工神经网络和模糊自优化控制技术。随着变频器的持续进步，其综合性能将不断提升。除了完成基本的调速任务外，它还具备内部通信、可编程功能和参数识别能力。

2、变频器的节能原理

2.1变频节能方式

依据流体力学原理，功率等于压力与流量的乘积；流量与转速呈正比关系，压力则与转速的平方成正比，而功率与转速的立方成正比。若水泵的效率保持不变，当流量调节减小，转速将相应成比例降低，随之输出的功率也将按照立方关系减少。因此，水泵的转速与电机消耗的电能功率之间存在近似立方比例关系。以一台功率为55千瓦的水泵电机为例，若将转速降至原转速的80%，其耗电量将降至28千瓦时，节电比例可达48%。然而，若转速进一步降至原转速的50%，耗电量将降至6千瓦时，节电比例则可高达87%。

2.2采用功率因数补偿方式进行节能

无用的功率不仅会导致设备升温，加剧电线损耗，尤为关键的是，功率因数的下降使得电网的有功功率相应减少，进而导致大量无功电能在线路中被消耗，从而降低了设备的工作效率，浪费现象尤为严重。而采用变频调速装置后，得益于变频器内滤波电容的作用，无功损耗得以进一步降低，进而提升了电网的有功功率。

2.3运用软启动方式进行节能

电机启动时，无论是采用Y/D启动法还是直接启动，其启动电流会达到额定电流的四至七倍，这无疑会对供电电网及机电设备造成剧烈冲击。同时，这也对电网的容量提出了极高的要求。启动过程中，电流较大，震动时对阀门和挡板的损害严重，对管路和设备的使用寿命同样极为不利。采用变频装置，借助变频器的软启动特性，启动电流能够从零逐渐上升，且峰值不会超过额定电流，因此显著降低了电网的冲击和供电容量的需求，同时大幅提升了阀门及设备的耐用年限。

3、变频节能技术的应用实例

以在160kW循环水泵上安装变频调速器为示范，我们对变频节能设备进行了升级改造，并对改造前后的电力消耗进行了对比测试，最终获得了令人非常满意的结果。

3.1在进行变频改造之前的控制模式

循环水泵运作时WG娱乐官网入口，若因工艺需求导致流量发生变化，需通过调整水泵进出口阀门的开度来控制流量，此方法称作节流调节。在本例中，进出口阀门的开度均保持在60%左右，从电能使用的角度来看，这种调节手段显得非常不经济。

3.2在进行变频改造之后的控制模式

在循环水泵的运行过程中，若因工艺需求导致流量发生变动，入口与出口的阀门需完全开启，随后通过调整电动机的转速，以探寻一个恰当的、新的工作状态，进而实现所需流量的稳定输出。根据现场的具体情况和需求，实施了手动或自动控制。在本案例中，鉴于对流量调节的频率不高，故现场决定电动机的实际运行频率为40Hz，并选择了手动控制模式，其核心目的是为了减少电能消耗。

4、运用变频调速系统后运行上发生的变化

成功实现了全方位的软启动功能，当电机启动时，转子的转速会随着输入电源频率的提升而逐渐上升，确保速度的平稳增长；整个系统的启动时间设定在20秒左右，这一设定能有效避免对系统产生冲击，相较于之前的启动方式，新的启动方式更加平稳。

电网使用的电流显著减少，这不仅提升了电气设备的安全性，而且由于频率降低，电机的运转速度相应降低，从而减少了机械磨损。此外，故障发生的可能性也大幅降低，进而降低了维修成本。同时，为水泵供电的变压器节省了大量供电能力，仅无功负荷的降低就节省了约50千瓦的容量，有效提升了设备的使用效率。电机功率的因数也相应得到提高，这样就使电机的运行更加经济。

5、总结

借助变频技术的运用，企业在产品质量、节能降耗等多个方面实现了显著进步，进而显著增强了企业的经济收益。

文章内容由三科变频器工程部整理发布