【IBE】电机上变频器的节能原理

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知道变频调速的人已经相当的普遍了，但是大多数人一提起变频调速，总是能和节能挂起钩来。近年来，尽管我国在能源开发方面进展迅速，但还是跟不上需求的增长，节能问题始终处于相当突出的位置。

变频器主要由模块，CPU控制板，电源驱动板组。

变频原理图

我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：n=60f（1-s）/p（1）式中n为异步电动机的转速；

其中：f为异步电动机的频率；

s为电动机转差率；

p为电动机极对数。

由式（1）可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。

变频控制系统原理图

变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段，若什么时候都认为电动机只要用了变频器就可以节能，那就有些太牵强了。变频器是电力电子科学的具体体现，是利用电力电子半导体器件的通断作用来实现电力电能大功率的变换及控制的电子电路装置，即电力电路实现电子化，可直观地进行控制和显示。

由于变频器的这个优越性，使得其适用领域越来越宽广，所采用技术也不断拓宽，同时也为追求变频器的小型化，人们也一直在不断和减少元器件的发热做斗争。由于新一代的IGBT采用了漏极-控制极新技术，是集电极-射极简的饱和电压（Ucesat）大为降低，因而采用这种新器件损耗低，有降低发热消除损耗的效果。

交直流变频

380V小容量通用变频器目前应用较为广泛，但用电量比较大，节能效果最为显着的还是高压大容量变频器。

随着变频调速技术的发展，作为大容量传动的高压变频调速技术得到了广泛的应用，使用范围基本上覆盖了我国各主要行业，如：电力、冶金、石油、化工、造纸等。

产品电压等级包括3kV、6kV和10kV以及油田专用潜油电泵使用的1,600V-2,400V产品，基本可拖动风机、水泵、压缩机等各类负载。高压电动机利用高压变频器可以实现无级调速，既可满足生产工艺过程对电动机调速控制的要求，又可大幅度的节约能源，降低生产成本。

随着以GTO、IGBT、IGCT等为代表的自关断器件的发展，人们对各种适合高压变频的主电路拓扑结构的研究得到进一步深入，以DSP为代表的智能控制芯片的迅速普及，为高压变频调速技术应用研究也打下了坚实的基础。

变频器

高压变频器作为一个节约资源型的产品，随着电力电子技术的不断发展，产品的不断改进，概念的深入，市场的拓展，将会显示出巨大的技术发展前景和市场需求量。相应地，对变频器的节能要求也相应地提高了。

来源：冯胤清注册电气工程师每日一解

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