一、变频调速技术概述

　　变频调速技术是一种以改变电机频率和改变电压来达到电机调速目的的技术，变频调速具有效率高、调速范围宽、精度高、调速平稳、无级变速等优点，因而被广泛使用，是国家电机能效提升计划非常重要的技术。

二、变频调速技术原理

　　变频调速是通过改变供给电动机的供电频率，来改变电机的转速，从而改变负载的转速。

　　电机的转速： n=50f(1-S)/P

　　其中f为供电频率，P为电机的极对数，S为滑差。因此，改变f就可以改变电机的转速。

三、变频调速技术特点

1、节能，一般可以节能10%～50%

　　根据国家电机能效提升计划，从电机自身情况看，我国电机效率平均水平低于国外3-5个百分点，要提高电机效率就必须提高节能手段。

2、提高网侧功率因数

　　无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重。使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，功率因数很高，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。

3、软启软停功能

　　电机一般为直接启动或Y/D启动，启动电流等于4～7倍额定电流，这不但要求电网容量高，而且启动时会对设备和电网造成严重的冲击，影响使用寿命。使用变频装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备的使用寿命。

四、变频调速技术节能原理

1、风机水泵的节电原理

　　以风机和水泵流体机械来说明转速与节能的关系，流体机械的转速变化与其流量、压力和功率之间的变化有如下的关系：

　　

　　上述式子中Q1、H1、P1分别代表转速n1时的流量、压力、功率。

　　Q2、H2、P2、分别代表转速n2时的流量、压力、功率。

　　即流量与转速的一次方成正比，压力与转速的平方成正比，功率与转速的三次方成正比。

　　由此可见，当通过降低转速以减少流量来达到节流目的时，所消耗的功率将降低很多。例如：当转速降派到80％时，流量减少到80%，而轴功率却下降到额定功率的（80％）3≈51％：若流量需减少到40％，则转速相应减少到40％，此时轴功率下降到额定功率的（40%）3≈6.4％。

2、流体力学的观点

　　流量∝转速，压力∝转速^2，轴功率∝转速^3，若转速下降20%，则功率下降到51.2% ；若转速下降50%，则轴功率下降到12.5% ，即使考虑调速装置本身的损耗等因素，节电也是相当可观的。

五、变频调速技术的意义

　　众所周知，电机和电机系统是重要的耗能设备。2010年，中国的电机系统耗电量约占全社会耗电总量的60%。根据电机能效提升计划，推荐一批先进适用的电机技术，各级工业和信息化主管部门要积极推荐高效电机设计、控制及电机系统匹配等领域的先进适用技术，组织本地电机生产企业、节能服务公司等。变频调速技术具有得天独厚的节能优势，将在以后的节能发展中发挥出巨大的作用。

六、变频电量的测量

　　变频调速技术能在节能发展中发挥巨大的作用，其涉及的变频电量的测量将至关重要。目前，能提供变频电量测量的厂家不多，均是基于传感器或互感器的二次仪表测量方案，没有整体溯源的依据，造成很多传感器、互感器精度很高，二次仪表精度均很高的情况测出错误的数据，其根源还是在整体溯源上。WP4000变频功率分析仪提供了高准确度的测量整体解决方案，可以实现满量程范围内的高准确度测量，采用前端数字化技术，利用光纤传输，为复杂电磁环境下的变频电量、低功率因数的测量提供了整体解决方案。为变频电量的测量提供了准确可靠的评测数据。

WP4000变频功率分析仪应用于变频调试技术

 

作者：hb­_yinhe

湖南银河电气有限公司(http://www.vfe.cc)

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