變頻節(jié)能技術(shù)在電力機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)用策略

合肥博雷電氣有限公司 王 煒

1 變頻節(jié)能技術(shù)的概況

1.1 變頻節(jié)能技術(shù)

通過變頻與節(jié)能這兩部分結(jié)合而成的變頻技能技術(shù)，能將電力設(shè)備的供電頻率改變，從而將設(shè)備的負(fù)載功能有效的實(shí)現(xiàn)，從而降低電力及設(shè)備的功耗，增加電力機(jī)設(shè)備的壽命。而其技術(shù)中的節(jié)能作用，就是將電力機(jī)電設(shè)備的功耗通過改變節(jié)能的方式進(jìn)行降低，從而使電力機(jī)電設(shè)備達(dá)到節(jié)源的效果。

變頻節(jié)能技術(shù)能對(duì)電力機(jī)電設(shè)備的頻率交流電進(jìn)行改進(jìn)，并使電力機(jī)電設(shè)備的能源有效的調(diào)節(jié)，可看出變頻節(jié)能技術(shù)的綜合性較高。變頻節(jié)能技術(shù)在電力機(jī)電設(shè)備中，通過半導(dǎo)體元件將設(shè)備中的電流信號(hào)能夠轉(zhuǎn)變成節(jié)能的頻率，并能有效控制機(jī)電設(shè)備中的電極轉(zhuǎn)速，從而保障電力機(jī)電設(shè)備能正常運(yùn)行。此外，通過自動(dòng)化的技術(shù)能將機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率進(jìn)行提升，并降低電力機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行能耗[1]。

1.2 變頻節(jié)能技術(shù)在電力機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的重要性

變頻節(jié)能技術(shù)在電力機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)用主要表現(xiàn)在自動(dòng)化及智能化兩方面，從而能提高變頻節(jié)能技術(shù)在電力機(jī)電設(shè)備中的作用。變頻節(jié)能技術(shù)具有多樣化的特點(diǎn)，這一特點(diǎn)能將資源的利用率提高，并能對(duì)于各種電力機(jī)電設(shè)備的能耗降低。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于各種經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展十分重視，但對(duì)于各種環(huán)境的保護(hù)卻有所缺失，因此就會(huì)出現(xiàn)大量的能源被消耗浪費(fèi)以及環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞。為能降低這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，就要提高各種節(jié)能技術(shù)的實(shí)施，從而提高能源的有效利用，同時(shí)提高電力企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益，以及提高國家的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 變頻器在電力機(jī)電設(shè)備中的作用

變頻器在電力設(shè)備中的應(yīng)用作用主要體現(xiàn)在兩方面：一方面變頻器的應(yīng)用能夠提高電網(wǎng)的整體質(zhì)量。變頻器在啟動(dòng)時(shí)是通過軟啟動(dòng)進(jìn)行的，能降低啟動(dòng)時(shí)的電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，并通過無線電子元件，使變頻器通過脈動(dòng)方式得到電網(wǎng)中存在的電流。脈動(dòng)電流與電網(wǎng)中的阻抗一起形成了脈動(dòng)電壓，這對(duì)于電網(wǎng)會(huì)帶來一定的干擾。

另一方面，能提高電機(jī)順利的運(yùn)行。通過變頻器的調(diào)速功能，能使電動(dòng)機(jī)提高運(yùn)轉(zhuǎn)速度，但不會(huì)使電機(jī)出現(xiàn)任何損傷。變頻器的調(diào)速功能主要是通過低頻率進(jìn)行啟動(dòng)，然后通過加速或減速逐漸將電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，這種啟動(dòng)方式能使開始啟動(dòng)的電流小，從而降低電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊力。在變頻器在調(diào)速功能中運(yùn)行時(shí)，能將制動(dòng)回路融入其中，同時(shí)還能將其應(yīng)用到供電網(wǎng)絡(luò)中。

2 變頻節(jié)能技術(shù)在電力電機(jī)設(shè)備中的運(yùn)用

變頻節(jié)能技術(shù)能涉及到很多方面的電力機(jī)電設(shè)備，如石油鉆井設(shè)備、空氣壓縮機(jī)、煤礦風(fēng)機(jī)、流體負(fù)荷等方面，在這些方面的應(yīng)用能有效將能源達(dá)到解決的效果，并能使這些方面中的機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)頻率增加，使其能提高整體的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)保障各種設(shè)備在不同的環(huán)境中得到穩(wěn)定運(yùn)行。

2.1 變頻節(jié)能技術(shù)在石油鉆井設(shè)備中的應(yīng)用

變頻節(jié)能技術(shù)在石油行業(yè)鉆井設(shè)備中主要作用與絞車及泥漿泵，兩者設(shè)在鉆井工作的安全進(jìn)行具有重要影響。在鉆井設(shè)備中電動(dòng)機(jī)通過對(duì)速度的調(diào)節(jié)也能使其達(dá)到節(jié)能的作用，其中轉(zhuǎn)子電路的存在方式對(duì)于鉆井設(shè)備的安全運(yùn)行有一定的影響，并會(huì)在電機(jī)設(shè)備運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)大量的能源消耗，這不符合國家節(jié)能減排的宗旨，因此要在電機(jī)設(shè)備中融入變頻技術(shù)，這樣能夠促進(jìn)行業(yè)的長期發(fā)展。變頻節(jié)能技術(shù)運(yùn)用在石油行業(yè)鉆井設(shè)備中，主要是通過變頻防爆交流機(jī)為主要的應(yīng)用設(shè)備，但對(duì)于一些功率大的變頻調(diào)速系統(tǒng)也會(huì)應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)。這樣的應(yīng)用能使電機(jī)設(shè)備的數(shù)字系統(tǒng)有效的控制，且這樣技術(shù)的運(yùn)用能保障鉆井設(shè)備中絞車的穩(wěn)定運(yùn)行。

變頻節(jié)能技術(shù)在石油行業(yè)鉆井設(shè)備中絞車電機(jī)的應(yīng)用，能夠?qū)g車電機(jī)的系統(tǒng)進(jìn)行完善，提高絞車電機(jī)的抗干擾能力。對(duì)于絞車系統(tǒng)的優(yōu)化能使其中的電路板塊實(shí)現(xiàn)集成化，從而將系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行，提高整體的運(yùn)行安全性及命令的準(zhǔn)確性，對(duì)于整體的操作難度得以降低。通過對(duì)絞車的電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，并能有效降低鉆井設(shè)備在運(yùn)行時(shí)造成的能源消耗問題[2]。

此外，變頻節(jié)能技術(shù)還能在鉆井設(shè)備的頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備中進(jìn)行應(yīng)用，主要是變頻器能帶動(dòng)齒輪箱的轉(zhuǎn)動(dòng)，并能讓鉆具一起運(yùn)行。鉆井鉆頭運(yùn)行時(shí)對(duì)地層的巖石易出現(xiàn)摩擦現(xiàn)象，從而使其扭矩發(fā)生變化，因此就要在鉆頭運(yùn)行過程中保持電流的平穩(wěn)，從而對(duì)扭矩的影響進(jìn)行克服，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用能將設(shè)備中的問題進(jìn)行有效解決，從而提高企業(yè)的整體利益及社會(huì)的經(jīng)濟(jì)利益。此外，變頻節(jié)能技術(shù)在鉆井頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備中的應(yīng)用，主要是將其設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化以及智能化，并對(duì)設(shè)備中的系統(tǒng)進(jìn)行完善，其中頂部驅(qū)動(dòng)設(shè)備的系統(tǒng)包含很多方面，將其系統(tǒng)的完善能使其整體運(yùn)行得到有效提升，同時(shí)能夠節(jié)約運(yùn)行中消耗的能源及能量消耗。

2.2 變頻節(jié)能技術(shù)在空氣壓縮機(jī)中的應(yīng)用

通過變頻節(jié)能技術(shù)在空氣壓縮機(jī)中將其頻率進(jìn)行提高、且能節(jié)約功率，因這樣的功效得到企業(yè)的廣泛應(yīng)用。在空氣壓縮機(jī)中變頻器的主要工作原理，就是通過人機(jī)界面將PLC進(jìn)行有效控制。為能更好的控制PLC系統(tǒng)，就要將空氣壓縮機(jī)的壓力值高于PLC的壓力值，有效對(duì)PLC系統(tǒng)的環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使輸出的功率都能得到有效應(yīng)用。

空氣壓縮機(jī)設(shè)備中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)能提高空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行功率，降低整體的能源消耗。為能使變頻節(jié)能技術(shù)有效的在空氣壓縮機(jī)進(jìn)行應(yīng)用，要先將空氣壓縮機(jī)中變頻器的數(shù)值進(jìn)行明確，然后再進(jìn)行運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，保障變頻器在空氣壓縮機(jī)中能高效應(yīng)用。變頻節(jié)能技術(shù)在空氣壓縮機(jī)中進(jìn)行應(yīng)用，通過前后信息數(shù)據(jù)的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，使用變頻節(jié)能技術(shù)后能節(jié)省大概30%的能源，并能有效降低空氣壓縮機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生的能量消耗，從而有效降低企業(yè)的成本。其在對(duì)空氣壓縮機(jī)中實(shí)際的應(yīng)用能對(duì)設(shè)備整體性能進(jìn)行優(yōu)化，從而保障空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行安全，增加空氣壓縮機(jī)的壽命。此外，變頻節(jié)能技術(shù)能提高空氣壓縮機(jī)運(yùn)行程序的細(xì)節(jié)，使空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行工作準(zhǔn)確度更高，從而提高整體的運(yùn)行質(zhì)量。

2.3 變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

在煤礦進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，風(fēng)機(jī)作為主要的機(jī)電設(shè)備能保障煤礦的穩(wěn)定生產(chǎn)，但傳統(tǒng)煤礦風(fēng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，容易因工作量高而出現(xiàn)各種不同的故障問題，不僅提高對(duì)風(fēng)機(jī)的維修成本，還使風(fēng)機(jī)能源消耗增加，使傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)不能滿足煤礦的生產(chǎn)需求，因此就要在煤礦風(fēng)機(jī)中融入變頻技能技術(shù)，能有效提高風(fēng)機(jī)的變頻效果，提高風(fēng)機(jī)的整體轉(zhuǎn)速，使其風(fēng)機(jī)能夠滿足煤礦的生產(chǎn)，提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率。從表1可看出，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用使其整體的軸功率得到降低，并使其整體節(jié)能效果顯著提升。

表1 變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦中風(fēng)機(jī)的應(yīng)用數(shù)據(jù)

在煤礦中，不僅風(fēng)機(jī)可應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，提升機(jī)中也能應(yīng)用。礦井中存在著很大的安全問題，對(duì)煤礦行業(yè)的發(fā)展有嚴(yán)重的阻礙作用。礦井在生產(chǎn)中要經(jīng)過多次操作及啟動(dòng)，容易出現(xiàn)礦井中的設(shè)備問題。在提升機(jī)中應(yīng)用節(jié)能變頻技術(shù)能提高提升機(jī)的整體性能，同時(shí)使提升機(jī)系統(tǒng)能安全穩(wěn)定運(yùn)行，降低提升機(jī)對(duì)于能源的消耗。

提升機(jī)中中的控制器是由32位數(shù)字作為核心處理器運(yùn)行的，在運(yùn)行中能進(jìn)行合理化的設(shè)定，能夠?qū)⑻嵘龣C(jī)的性能最大程度展示出來。在提升機(jī)中通過人機(jī)界面對(duì)其實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，能降低提升機(jī)的操作難度，并保障人員安全，避免出現(xiàn)安全事故問題。在提升機(jī)的啟動(dòng)開關(guān)中主要通過PLC系統(tǒng)作為控制器，能使其在應(yīng)用中更加的便于操作，提高整體的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)提高提升機(jī)整體的運(yùn)行性能。

2.4 變頻節(jié)能技術(shù)在流體負(fù)荷中的應(yīng)用

變頻節(jié)能技術(shù)在流體負(fù)荷中的應(yīng)用主要在泥漿泵的變頻調(diào)速中得以體現(xiàn)，在鉆機(jī)液在進(jìn)行循環(huán)時(shí)，變頻電機(jī)能有效提高應(yīng)用價(jià)值，并能根據(jù)鉆井整體環(huán)境對(duì)變頻調(diào)速器進(jìn)行合理化，從而將變速調(diào)節(jié)裝置能夠更加符合目前社會(huì)發(fā)展需求。通過變頻調(diào)節(jié)技術(shù)對(duì)變速調(diào)節(jié)裝置的不斷完善，能提高設(shè)備在循環(huán)鉆井液中的有效應(yīng)用，從而滿足鉆井設(shè)備的不同需求。變頻節(jié)能技術(shù)在流體負(fù)荷中的應(yīng)用，能有效降低泥漿泵在正常運(yùn)行中所使用的能源，使其整體的能量消耗降低，并能降低用電費(fèi)用，為企業(yè)降低成本。

3 結(jié)語

國家不斷提高節(jié)能減排精神，而變頻節(jié)能技術(shù)在電力機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，能夠在一定程度上降低能源的使用，因此變頻節(jié)能技術(shù)在電力行業(yè)中廣泛被使用。為了能夠更好地將變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到電力行業(yè)，需相關(guān)技術(shù)人員對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)探究，將變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，從而為國家節(jié)省更多的資源，且對(duì)于能量的消耗也能顯著降低。