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變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機無級調(diào)速的需要而誕生的，旨在通過改變交流電頻率的方式實現(xiàn)交流電控制。隨著計算機技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，低壓變頻器的應(yīng)用也得到了快速發(fā)展。采用變頻器調(diào)速可提高機械的控制精度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時降低能耗。
使用變頻技術(shù)節(jié)能效果顯著
自研發(fā)至今，變頻技術(shù)在許多生產(chǎn)工藝中都取得了顯著的節(jié)能效果。國家《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》要求實施節(jié)能改造工程，電機系統(tǒng)節(jié)能是主要工程之一，要求對電機系統(tǒng)實施變頻調(diào)速、永磁調(diào)速、無功補償?shù)裙?jié)能改造，優(yōu)化系統(tǒng)運行和控制，提高系統(tǒng)整體運行效率。規(guī)劃提出，2015年電機系統(tǒng)運行效率比2010年提高2個~3個百分點，“十二五”時期形成800億千瓦時的節(jié)電能力。因此，“十二五”以來，節(jié)能環(huán)保作為我國工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的核心，在為我國工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展指明方向的同時，也在有效拉動我國變頻器行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，使我國變頻器行業(yè)不斷拓展產(chǎn)業(yè)的市場占有率，并憑借強勁的發(fā)展力成為我國工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要基點。
變頻節(jié)能主要用在需要通過實施交流電機轉(zhuǎn)速變化，改變驅(qū)動機械特性從而達到生產(chǎn)工藝要求的場合，較多地應(yīng)用在風機、水泵上。當電機只能在額定轉(zhuǎn)速運行時，其驅(qū)動機械也只能以某一額定速度運行。當生產(chǎn)工藝要求調(diào)整工藝參數(shù)時，只能通過增（減）系統(tǒng)阻力方法強制改變流量，電機則始終處在額定工況下運行，造成電能的浪費。如風機、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)出口（或入口）的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風量和給水量，除白白消耗電能外，還增加了系統(tǒng)附件，而且也增加了系統(tǒng)故障發(fā)生概率。當使用變頻調(diào)速時，如果流量要求減小，通過降低泵或風機轉(zhuǎn)速即可滿足要求。
綜合來看，變頻器主要通過功率因數(shù)補償和軟啟動兩種方式來達到節(jié)能效果。功率因數(shù)補償方面，由于無功功率會增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，加之功率因數(shù)的降低導致電網(wǎng)有功功率的降低，大量無功電能消耗線路當中，設(shè)備使用效率低下，浪費嚴重。在使用變頻調(diào)速裝置后，變頻器內(nèi)部濾波電容作用，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。
軟啟動節(jié)能方面，電機硬啟動會對電網(wǎng)造成嚴重沖擊，同時對電網(wǎng)容量的要求也過高，啟動時產(chǎn)生大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而利用變頻器的軟啟動功能，將使啟動電流從零開始，減輕了對電網(wǎng)沖擊和對供電容量的要求，延長了設(shè)備和閥門使用壽命，從而節(jié)省了設(shè)備的維護費用。
但需要注意的是，在變頻器的使用上應(yīng)避免“小馬拉大車”問題。產(chǎn)生這一問題的原因是基于當時投產(chǎn)設(shè)計時的工作條件限制，以致設(shè)計安裝時為節(jié)省資金，許多地方都采用了變頻功率小于電機額定功率的設(shè)置。但隨著技術(shù)發(fā)展，工藝生產(chǎn)條件變化，“小馬拉大車”的問題不可避免地出現(xiàn)，造成變頻器不能正常運行。因此，在變頻裝置試用期間，為防患于未然，應(yīng)事先進行檢測調(diào)整避免上述問題出現(xiàn)。此外，變頻器正常使用6年~10年后便易進入故障高發(fā)期，經(jīng)常會出現(xiàn)元器件燒壞、失效、保護功能頻繁動作等故障現(xiàn)象，嚴重影響其正常運行。
風機變頻調(diào)速降低水泥電耗
業(yè)內(nèi)報告指出：我國變頻器市場目前正處于一個高速增長的時期，在紡織機械、空調(diào)、電梯、冶金等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。在過去的幾年內(nèi)我國變頻器的市場保持較高增長率。據(jù)測算，按照我國市場的需求計算，至少在10年以后市場才能飽和并逐漸成熟。因此，我國變頻器市場具有廣闊的發(fā)展空間。
目前，我國正在大力推動節(jié)能環(huán)保理念，在2012年變頻產(chǎn)業(yè)的細分化市場出現(xiàn)6%的萎縮之后正在逐步回復增長，4萬億元的節(jié)能環(huán)保投資進一步刺激變頻器行業(yè)市場的發(fā)展。以水泥行業(yè)為例，在水泥廠的機電設(shè)備中，離心機、水泵類設(shè)備、空氣壓縮機、選粉機、回轉(zhuǎn)窯、球磨機、板式喂料機、調(diào)速皮帶秤、喂煤絞刀、篦冷機及立窯羅茨風機、卸料機等一切需要交流調(diào)速的設(shè)備上都可以用變頻調(diào)速器，以達到節(jié)能降耗的功用。其中，風機調(diào)節(jié)采用變頻調(diào)速作為節(jié)能手段在國內(nèi)外各行業(yè)被廣泛采用，國外水泥企業(yè)已廣泛利用風機變頻調(diào)速滿足不同工作狀態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)，以減少電耗成本。發(fā)掘風機節(jié)能潛力成為提升水泥企業(yè)市場競爭力的一大舉措。
