變頻技術(shù)在電力傳動(dòng)節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及科技的進(jìn)步，我國民眾生活質(zhì)量得到了質(zhì)的提升，民眾生活和工作的方式發(fā)生了極大的改變，對(duì)資源的耗費(fèi)越來越多。電動(dòng)機(jī)在社會(huì)生產(chǎn)和民眾生活中的應(yīng)用為民眾提供了便利，大幅提高了民眾的生活質(zhì)量，但是由于多方面因素的影響，電動(dòng)機(jī)在工作過程中對(duì)資源的浪費(fèi)較多，并不符合現(xiàn)階段我國發(fā)展理念，不利于我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長久發(fā)展。變頻技術(shù)的出現(xiàn)改變了以往工作中對(duì)資源過度消耗的狀況，在電力傳動(dòng)節(jié)能領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用，在一定程度上提高了對(duì)資源的利用效率，促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù);電力傳動(dòng);節(jié)能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.143

0 引言

現(xiàn)階段，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展突飛猛進(jìn)，對(duì)資源需求量大幅增加，在一定程度上加大了環(huán)境的壓力，阻礙了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。目前，我國已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了現(xiàn)階段發(fā)展過程中存在的問題，并積極采取措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，將資源保護(hù)提升到了關(guān)乎國家未來發(fā)展的高度。目前，我國社會(huì)生產(chǎn)過程中所使用的電機(jī)較為落后，對(duì)資源的利用率較低，不能滿足現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展的需求。因此，變頻技術(shù)在電力傳動(dòng)節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用是十分必要的。

1 工業(yè)對(duì)變頻技術(shù)的要求

現(xiàn)階段，我國工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)使用的電機(jī)較為落后，在生產(chǎn)過程中對(duì)資源的需求較多，加大了我國資源壓力，阻礙了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。電力傳動(dòng)節(jié)能理念的出現(xiàn)恰好能夠滿足現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展的需求，能夠大幅提高資源的利用效率，減少企業(yè)的生產(chǎn)支出，擴(kuò)大企業(yè)的競爭優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。目前，我國工業(yè)生產(chǎn)中使用的電機(jī)輕載現(xiàn)象較為嚴(yán)重，對(duì)資源的消耗較多會(huì)加大企業(yè)的生產(chǎn)支出，影響企業(yè)的利潤，而高效節(jié)能型電機(jī)由于價(jià)格昂貴、技術(shù)復(fù)雜等因素的影響，在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用較少。變頻技術(shù)能夠克服現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)過程中面臨的難題，促進(jìn)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，得到了工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的高度認(rèn)可和一致好評(píng)[1]。

2 電動(dòng)機(jī)輕載情況現(xiàn)狀

在過去很長一段時(shí)間內(nèi)，我國工業(yè)生產(chǎn)過程中多是采用三相異步交流電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)具有價(jià)格低、便于操作、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了較好的效果，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著不可替代的作用。但是值得注意的是，這種電動(dòng)機(jī)在使用過程中對(duì)資源的耗費(fèi)較多，并不能符合現(xiàn)階段我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念，不利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長久穩(wěn)定發(fā)展。在電動(dòng)機(jī)工作過程中，電機(jī)負(fù)載功率和電動(dòng)機(jī)功率不相匹配，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩和電流出現(xiàn)誤差，進(jìn)而影響資源的利用效果，加大企業(yè)生產(chǎn)支出，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

3 變頻調(diào)速的方案

（1）變壓變頻控制。主磁通在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，對(duì)電動(dòng)機(jī)的電壓和頻率有著不容忽視的影響。在對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行變動(dòng)時(shí)，電流和主磁通之間是成正比的，電流會(huì)隨著主磁通的增大而增大，而且功率因數(shù)會(huì)在功率零消耗時(shí)呈現(xiàn)出遞減的趨勢(shì)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度上升。主磁通的減少會(huì)導(dǎo)致子磁通電動(dòng)勢(shì)的變化，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩。設(shè)計(jì)人員通過利用這種機(jī)制對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)變頻的目的。但是值得注意的是，變壓變頻控制方案在進(jìn)行轉(zhuǎn)矩變化時(shí)會(huì)受到速度的影響，可能會(huì)導(dǎo)致電壓的損失。而且利用這種方法對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制時(shí)難以準(zhǔn)確把握時(shí)機(jī)，會(huì)存在一定的誤差。

（2）轉(zhuǎn)差頻率控制。工作人員可以利用轉(zhuǎn)差頻率對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的變頻目的。工作人員可以通過變動(dòng)轉(zhuǎn)差頻率的輸出實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的管理。利用這種方案對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制時(shí)進(jìn)度較快，應(yīng)用范圍較廣，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)誤差的嚴(yán)格控制，但是這種方案也具有自身的缺點(diǎn)，這種方案對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制力度較少，并不能保障工作開展的質(zhì)量，在工作開展過程中應(yīng)對(duì)定子電壓進(jìn)行嚴(yán)格的管理，進(jìn)而確保轉(zhuǎn)差頻率控制工作的質(zhì)量。

（3）矢量控制。矢量控制方案主要是通過控制定子來實(shí)現(xiàn)對(duì)電流和轉(zhuǎn)矩的管理。進(jìn)而使轉(zhuǎn)矩符合工作的需求，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的變頻。對(duì)滯留電動(dòng)機(jī)的管理能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的電流管理和引導(dǎo)，定子電流矢量也會(huì)隨之發(fā)生變化，并最終影響電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。這種方案在實(shí)際生活中的應(yīng)用對(duì)工作人員的要求較高，需要人員對(duì)工作進(jìn)行嚴(yán)密的計(jì)算，否則便會(huì)出現(xiàn)極大的誤差，進(jìn)而影響工作開展的質(zhì)量。這種方案也有著自身的優(yōu)勢(shì)，其能夠快速高效的實(shí)現(xiàn)變頻的目的，并且能夠長時(shí)間維持下去[2]。

（4）轉(zhuǎn)矩控制。工作人員經(jīng)過科學(xué)細(xì)致的計(jì)算能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行全面的了解，在和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比照后對(duì)電壓矢量進(jìn)行管理，通過調(diào)整磁通量來實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)矩的管控。實(shí)際轉(zhuǎn)矩和對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)之間誤差較大時(shí)，定子磁通量也會(huì)發(fā)生較大的變化，進(jìn)而影響電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。這種方案的開展進(jìn)度較慢，實(shí)際應(yīng)用范圍較小。

4 影響變頻技術(shù)在電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用的因素

（1）諧波危害。諧波危害是影響變頻技術(shù)在電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用的主要因素，變頻技術(shù)在電動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)內(nèi)出現(xiàn)高次諧波，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，甚至?xí)绊戨娋W(wǎng)的正常運(yùn)行。現(xiàn)階段，多是從防止諧波產(chǎn)生和阻礙諧波傳遞這兩個(gè)方面對(duì)諧波進(jìn)行控制，盡可能的減少諧波對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響。

（2）電動(dòng)機(jī)功率零件耐高壓能力差?，F(xiàn)階段，變壓器并不能滿足電動(dòng)機(jī)的工作需求，會(huì)對(duì)變頻器造成一定的影響，導(dǎo)致變頻器并不能發(fā)揮出自身應(yīng)有的作用，進(jìn)而影響變頻技術(shù)在電動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用。因此，如何提高變壓器耐高壓能力，確保變頻器的穩(wěn)定運(yùn)行，是現(xiàn)階段生產(chǎn)企業(yè)面臨的一大難題[3]。

5 結(jié)論

綜上所述，變頻技術(shù)在電力傳動(dòng)節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用是十分必要的，能夠提高電機(jī)對(duì)資源的利用效率，減少企業(yè)的生產(chǎn)支出，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的最大化，促進(jìn)了企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。目前，變頻技術(shù)在電力傳動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用還存在一些阻礙，并沒有發(fā)揮出變頻技術(shù)應(yīng)有的作用，工作還需進(jìn)一步改進(jìn)。本文從工業(yè)對(duì)變頻技術(shù)的要求入手，細(xì)致的闡述了電動(dòng)機(jī)輕載情況現(xiàn)狀，提出了一些變頻調(diào)速的方案，并對(duì)影響變頻技術(shù)在電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用的因素進(jìn)行了較為全面的梳理，以期能夠?yàn)樯鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的長久發(fā)展提供些許幫助。

參考文獻(xiàn)：

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[3]金光哲.大功率同步電動(dòng)機(jī)自控變頻式軟起動(dòng)技術(shù)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2014.

作者簡介：韓彥春（1983-），女，遼寧朝陽人，碩士研究生，研究方向：電力電子及電機(jī)控制與仿真、科技信息情報(bào)等。