变频节能技术简介
变频节能技术简介
变频空调、变频电冰箱、变频微波炉、变频洗衣机、变频电磁炉……这些都是家电企业打出的绿色环保牌。而与其他绿色环保概念有所不同的是，变频技术不仅带有公益性质，更主要的是能够实实在在给消费者带来实惠。
变频技术的核心部件是变频器，变频器全称交流变频调速器，用于交流电机，在调整输出频率的同时按比例调整输出电压，从而改变电机转速，以达到交流电机调速的目的。变频器是电力电子技术、微电子技术、控制技术相结合的综合性高技术产品，被称为“现代工业维生素”。
变频器于20世纪60年代问世，到20世纪80年代在主要工业化国家已经得到广泛使用，特别是在日本，变频技术在家用电器中的应用更为普遍，帮助其确立了电器大国的地位。
变频的第一功效即是节能，电机系统在设计过程中都留有一定的余量，变频器通过降低电机转速减少输出功耗，实现“按需供能”。变频器用于风机、泵类等，可达到50%的节能率；用于其他工艺要求调速的负载，也可获得10%至40%的节能效果。
以冰箱为例，我国的电源电压为220伏、50赫兹，在这种条件下工作的空调是定频空调。由于供电频率不能改变，定频空调的压缩机转速基本不变，所以它不能大幅度的调节制冷量，而是通过频繁开启关闭压缩机的方式来调节房间温度高低。而与之相比，变频空调通过改变电机转速“按需供能”，这样它的压缩机就不会频繁开启，会使压缩机保持稳定的工作状态，
可以使空调整体达到节能30%以上的效果，同时可以减少噪音(就是所谓的静音化)、延长空调使用寿命。
再来看看电梯的例子。安置了变频器的电梯，可以根据不同的运载重量、不同的运载里程来改变电机转速，从而达到节能和乘梯人舒适性的效果。据专家称，在电梯中采用变频器调速可以实现节能40%以上。而据报道称，我国使用的电梯中，只有1.92%的电梯采用了变频控制节能型电梯主机，而使用10年以上的电梯则均属于严重耗电型。
变频器的另一重要功效就是可与PLC(专为工业环境应用而设计的一种可编程控制器)、上位机(控制台)等进行配合，达到精确控制、改善产品品质、提高生产效率、降低维护费用、提高生产自动化水平的目的。这似乎与日常生活遥远，但我们却享受着这种技术带来的完美细节。
比如，变频器用于造纸机传动控制中，实现了高精度的同步控制，保证了车速的稳定，极大地减少了断纸率和停车时间，节省了大量的设备维护费用，从而提高了成品纸张的质量。再比如，变频器用于纺织生产中，满足了纺织生产中特殊的摆频要求，实现了温度、压力、流量、浓度等各种工艺参数的在线控制，实现了布匹中各种疵点的自动检测和消除，大幅度提高了生产自动化水平和生产效率。
目前，变频技术以其卓越的节能效果，被广泛关注。据四川“森兰变频”投资部企业管理部部长李旭新介绍，我国变频器总的潜在市场为1400亿至2000亿元。在过去几年里，中国的变频器市场保持着12%至20%的高速增长。随着经济的持续快速发展，变频器的应用逐步
开始朝向更多的领域延伸渗透，到2005年，中国的变频器市场规模已经达到65亿元，其中低压变频器约占70%。在未来5至8年内，中国变频器市场仍将保持着快速增长。至少在1 5年以后，中国的变频器市场才能趋于成熟，中国的变频器市场具有广阔的发展空间。
如果对全国电动机总装机容量的10%进行调速改造，按年平均运行4000小时、节电率2 0%至25%计算，年节电潜力为320亿至400亿千瓦时。加上因改善工艺而采用变频技术带来的节电潜力，总节电潜力约为500亿千瓦时，相当于每年为国家节省了3个葛洲坝水电站的发电量！
550kW/10kV同步电机变频节能改造 The Energy-saving transform of the inverter in synchronism motor 550KW/10kV 吴加强成都佳灵电气制造有限公司四川成都610041 Wu jiaqiang (Chengdu Jialing Electric manufacture corporation Chengdu city Sichuan 610041) 摘要：现阶段采用IGBT电压型高压变频器实现高压同步电机的速度及位置开环控制是很困难的。本文根据客户现场工况，提出了采用专用的JCS型IGBT高压变频器，实现高压同步电机拖动活塞式空压机的变频调速改造，取得了良好的运行效果和节能效果。关键词：高压同步电机；高压变频器；速度和位置开环控制；励磁；恒压力；节能Abstract: It difficult of Adopt HV inverter realize HV synchronous speed and position of synchronism motor open-loop controls at the present. Customer's on-the-spot operating mode of the foundation of this paper, has proposed adopting the special Model JCS IGBT HV inverter, realize HV synchronous motor pull piston type frequency conversion of air compressor adjust and transform rapidly, have made the good operation result and energy-saving result. Keyword: HV Synchronous motor; HV inverter; speed and position open-loop control; Excitation; constant pressure; Energy-saving 1、前言现阶段采用IGBT电压型高压变频器实现高压同步电机的速度、位置开环控制是很困难的；目前在国内基本应用无相关案例。我们根据客户现场工况，提出了采用专用的JCS型IGBT高压变频器，实现了高压同步电机拖动活塞式空压机的变频调速改造，取得了良好的运行效果和节能效果。包头铝厂电解四公司空压车间现有五台活塞式空压机，主要用于为后级生产设备提供高压气源，其适配电机为TK550-12/1430(10kV/550kW)同步电机。正常生产时，五台空压机三用两备。工艺要求设备恒压力运行，风压在0.5-0.6Mpa之间。实际上，在工频条件下，设备往往运行在低于0.45Mpa，高于0.8Mpa的风压范围，不能满足正常的生产工艺要求，生产用风量极不稳定。风压调节采用风门手动调节，这样的运行操作方式，既耗能又操作慢而复杂。风压高时将风门开度增大，并及时排空降压，反之减小；当后级设备用风量需求大时，开三台空压机且要求风门开度很小才能满足要求，而用风量小时则开两台空压机就能满足要求。由于该系统负荷变化范围较大，采用变频调速具有很大的改造节能空间。 2、节能分析空压机是耗电量大的机械流体性质设备。采用不同的流量调节方式，所耗的电能不同；风机为典型的平方减转矩负载，下面以风机的工作特性来分析节能原理。风机的电动机轴功率P与其流量Q，风压H之间的关系式如下： P∝Q×H 当电动机的转速为n1、n2时，流量Q1变化到Q2，此时Q、H、P相对于转速的关系：Q2＝Q1×（n2／n1）（1）H2＝H1×（n2／n1）2 （2）P2＝P1×（n2／n1）3 （3）由式（1）（2）（3）式可以看出，调节电机转速即可调节流量，风压与转速的2次方成正比, 风机轴功率（功率输出）与转速的3次方成正比，从理论上讲，速度降低10％时会带来30％左右的功率下降，由于功率的大幅度降低，可获得显著的节能效果显著。下表为调速后与调速前功率理论比值表：n2／n1 100％90％85％80％70％60％50％P2／P1 100％73％61.4% 51% 34% 21.6% 13.0% 节电率0 27% 38.6% 49% 66% 78.4% 87% （a）（b）压力转速N2时转速N1时阻力曲线0 Q1 H1 H2 功率P 转矩T 功率与转速的立方成正比转矩与转速的平方成正比0 Q2 转速100% 图1(a) 风机的压力与流量的关系曲线图1(b) 转矩与电机速度的关系曲线根据上述的节能分析表明，采用变频
一、变频调速技术的作用和节能原理 1、变频节能： 为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行，除达到动 力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的 浪费，在压力偏高时，可降低电机的运行速度，使其在恒压的同 时节约电能。 当电机转速从 N1 变到 N2时，其电机轴功率（P）的变化关系如下： P2／ P1 = （N2/N1）3 ，由此可见降低电机转速可得到立方级的节能效果。 2、动态调整节能： 迅速适应负载变动，供给最大效率电压。变频调速器在软件上设有 5000次/秒的测控输出功能，始终保持电机的输出高效率运行。 3、通过变频自身的V/F功能节电： 在保证电机输出力矩的情况下，可自动调节V/F曲线。减少电机的输出力矩，降低输入电流，达到节能状态。 4、变频自带软启动节能： 在电机全压启动时，由于电机的启动力矩需要，要从电网吸收 7 倍的电机额定电流，而大的启动电流即浪费电力，对电网的电压波动损害也很大，增加了线损和变损。采用软启动后，启动电流可从0 -- 电机额定电流，减少了启动电流对电网的冲击，节约了电费，也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长了设备的使用寿命。 5、提高功率因数节能： 电动机由定子绕组和转子绕组通过电磁作用而产生力矩。绕组由于其感抗作用。对电网而言，阻抗特性呈感性，电机在运行时吸收大量的无功功率，造成功率因数很低。 采用变频节能调速器后，由于其性能已变为： AC－－ DC －－AC，在整流滤波后，负载特性发生了变化。变频调速器对电网的阻抗特性呈阻性，功率因数很高，减少了无功损耗 根据负载转速的变化要求，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的，以获得合理的电机运行工况。在不同的转速情况下，均保持较高的运行效率，不仅降低了电能消耗，同时能改善启动性能，保护电机及负载设备免受瞬
一、概述： 目前在我国各行各业的各类机械与电气设备中与风机配套的电机约占全国电机装机量的60%，耗用电能约占全国发电总量的三分之一。特别值得一提的是，大多数风机、水泵在使用过程中都存在大马拉小车的现象，加之因生产、工艺等方面的变化，需要经常调节气体和液体的流量、压力、温度等；目前，许多单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体或液体的流量、压力、温度等。这实际上是通过人为增加阻力的方式，并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体、液体流量调节的要求。这种落后的调节方式，不仅浪费了宝贵的能源，而且调节精度差，很难满足现代化工业生产及服务等方面的要求，负面效应十分严重。 变频调速器的出现为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频调速性能日趋完美，已被广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益，推动了工业生产的自动化进程。 变频调速用于交流异步电机调速，其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。而且结构简单，调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著，已经成为交流电机调速的最新潮流。 二、变频节能原理： 1. 风机运行曲线 采用变频器对风机进行控制，属于减少空气动力的节电方法，它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较，具有明显的节电效果。 由图可以说明其节电原理： 图中，曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H―Q）特性，曲线（2）为管网风阻特性（风门全开）。曲线（4）为变频运行特性（风门全开） 假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出，风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然，轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q―H）特性，如曲线（4）所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。显然，节能的经济效果是十分明显的。 2.风机在不同频率下的节能率
– 44 – 现代物业·新建设 2013年第12卷第6期 现代建设 Modern Construction 引言 世界著名的美国汽车行业杂志Wardsauto公布，自1970年以来，全球汽车数量几乎每隔15年翻一番。这些极速增长的以传统石油为燃料的汽车，在为人们提供便捷、舒适交通工具的同时，也增加了国民经济对化石能源的依赖，加深了能源生产与消费之间的矛盾。而发展新能源汽车和节能技术能够缓解石油短缺、降低环境污染,是实现汽车健康可持续发展的必由之路。我国已把发展新能源汽车提升至国家战略高度。新能源汽车，顾明思义就是汽车的动力来源使用非常规的能源，或者是新型的车载动力装置使用常规的能源。新能源汽车有燃料电池汽车、混合电动汽车、纯电动汽车、氢动力汽车和太阳能汽车等。 1 新能源汽车及节能技术 1.1 混合动力汽车 混合动力车辆的节能、低排放等特点引起了汽车界的极大关注并成为目前汽车研究与开发的一个重点，是当前较为成熟的一项技术。混合动力汽车是指车辆驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同，形成了多种分类形式。混合动力汽车车上装有两个或者两个以上动力源：蓄电池、太阳能电池、燃料电池、内燃机车发电机组。当前的混合动力汽车一般指内燃机车发电机，再加上蓄电池的汽车。 根据混合动力驱动的联结方式，混合动力系统主要分为以下三类： 一是串联式混合动力系统。串联式混合动力系统一般由内燃机直接带动发电机发电，产生的电能通过控制单元传到电池，再由电池传输给电机转化为动能，最后通过变速机构来驱动汽车； 二是并联式混合动力系统。并联式混合动力系统有两套驱动系统：传统的内燃机系统和电机驱动系统。两个系统既可以同时协调工作，也可以各自单独工作驱动汽车； 三是混联式混合动力系统。混联式混合动力系统的特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构，两套机构或通过齿轮系，或采用行星轮式结构结合在一起，从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。 1.2 纯电动动力汽车 纯电动汽车的核心是利用电力驱动及控制装置来完成既定的任务。电力驱动及控制装置是由电源、驱动电动机和电动机的调速控制系统等组成，是以车载电源为动力，利用电机驱动车轮运转的过程。 纯电动汽车发展的关键部件是电动汽车的电池，汽车动力电池难在“低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”三个要求上。要想在较大范围内应用电动汽车，要依靠先进的蓄电池经过10多年的筛选，现在普遍看好氢镍电池、铁电池、锂离子和锂聚合物电池。 相比内燃机汽车而言，纯电动汽车不产生排气污染，对空气质量和环境都十分有利。其次，电动机产生的噪声较小，减少对人体的伤害。此外，电动汽车的结构简单，运转部件较少，保养与维修方便。 1.3 氢动力汽车 氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染、零排放、储量丰富等优势。与传统动力汽车相比，目前各大汽车品牌广泛追逐的氢动力技术主要是在车体中采用性能极好的储气装置、其能够对多层复合金属材质进行中空设计，同时使得用予储存氢气动力技术所使用的氢气燃料，能够保持在液态情况下，并且不增大体积和生产成本，也不用增加机械结构的空间。氢动力技术在汽车领域的的研制和运用一直备受世界各国广泛推崇。美国通用汽车早在20世纪60年代末就开 汽车新能源及节能技术 姚冬梅 （广西运德汽车运输集团有限公司，广西 南宁 530011） 摘 要：进入21世纪，随着汽车产业的不断发展，研发汽车新能源和实现汽车的节能技术是解决能源短缺，环境恶化的重要途径之一。本文对燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车、氢动力汽车和太阳能汽车等新能源汽车的研发及应用趋势进行了初步探析。关键词：新能源；动力汽车；节能技术 中图分类号：S210.4 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2013）06-0044-02
1节能服务简介 节能服务是指由专业的第三方机构（能源管理机构）帮助组织机构解决节能运营改造的技术和执行问题的服务。其服务对象是一般是企业机构。 企业接受节能服务的目的：减少能源消耗、提高能源使用效率、降低污染排放等问题。 节能服务公司（ESCO）服务方式：第三方节能服务机构一般采用合同能源管理（EPC）的方式提供相关服务。 服务内容：节能诊断；节能改造方案设计；施工设计；节能项目融资；原材料和设备采购；施工、安装和调试；运行、保养和维护；节能量监测、收回投资和利润等。 2节能服务商业模式 表格1节能服务商业模式 模式英文全称中文全称简介 E Engineering 工程设计由节能服务公司提供技术方案和电站设计，业主自己安排设备采购、建设和管理。一些节能服务公司不愿意再提供这种模式的服务，这种经营模式的比例逐 年下降。 EP Engineering-P rocurement 设计-采购 工程设备成套。由节能服务公司提供技术方案和电站设计、并安排设备采购。 目前在行业内广泛使用。 EPC Engineering-P rocurement-C onstruction 设计-采购- 施工 节能环保工程建设行业总承包业务的普遍模式，即服务商承担系统的规划设 计、土建施工、设备采购、设备安装、系统调试、试运行，并对建设工程的质 量、安全、工期、造价全面负责，最后将系统整体移交业主运行。公司获得 EPC合同后，也可将合同拆分为设计服务、建造合同、设备安装、技术服务 等多个细分合同。主流经营模式，市场占有率大约60%左右。 EPCC EPC-Commiss ion 总承包＋托 管运营 在系统建设阶段采用EPC总承包的服务模式，在运营阶段采用系统托管运营 模式 EMC Energy Managemen t Contract 合同能源管 理 节能服务公司通过和客户签订节能服务合同，为客户提供包括：能源审计、项 目设计、项目融资、设备采购、工程施工、设备安装调试、人员培训、节能量 确认和保证等一整套的节能服务，并从客户进行节能改造后获得的节能效益中 收回投资和取得利润的一种商业运作模式 EPC* Energy Performance Contract 合同能源管 理 和EMC含义相同 BOT Build-Operate建设-运营-政府特许服务商承担工程投资、建设、经营和维护，在协议期规定的期限内，
ICS03.080.01 A 12 DB13 河北省地方标准 DB 13/T 2025—2014 电动机系统变频调速节能改造规程 2014-07-07发布2014-07-31实施河北省质量技术监督局发布
DB13/T 2025—2014 前言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由石家庄市质量技术监督局提出。 本标准起草单位：河北玖翔节能技术有限公司、河北省冶金行业协会、石家庄经济学院、河北省产 品质量监督检验院、石家庄市节能监察中心。 本标准主要起草人：刘庆荣、焦辉广、王大勇、刘勇军、杨计延、陈俊芬、秦彭、于洋、刘东水、 王孟。
电动机系统变频调速节能改造规程 1 范围 本标准规定了电动机系统变频调速节能改造的总则、改造、验收与维护服务。 本标准适用于电动机系统变频调速节能改造项目。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 24915 合同能源管理技术通则 GB/T 13471-2008 节电技术经济效益计算与评价方法 GB 50168 电气装置安装工程 电缆线路施工及验收规范 GB/T 19012-2008质量管理 顾客满意 组织处理投诉指南 3 总则 3.1 基本原则 电动机系统节能改造应遵守国家法律法规及产业政策要求，执行国家、行业和地方相关技术标准的规定，遵循安全、环保、节能、适用的原则。 3.2 基本要求 3.2.1 节能改造单位应具备电动机系统能耗基准确定及测试能力，并与之相匹配的技术人员和检测仪器。 3.2.2 现场设备工况采集时须遵守用能企业相关安全操作规程。 4 改造 4.1 改造准备 4.1.1 确定改造意向 根据用能单位电动机系统的能耗管理现状、拟改造的节能项目需求，确定改造意向。 4.1.2 采集电动机系统设备工况 统计了解用能企业电动机系统的运行情况，采集各设备数据。采集数据时应以实测数据为主，同时采集额定数据及1年内运行记录。工况采集表参见附录A。 4.1.3 进行节能诊断 4.1.3.1 计算、分析采集数据，确定节能潜力。
风机变频调速节能改造的分析及计算 张恒谢国政张黎海 （昆明电器科学研究所，云南昆明 650221） 摘要：以变频调速改造来达到调节工业工程所需风量成为目前实现电机节能的一种主要途径。当我们进行变频节能改造时，投入和收益是必须认真考虑的，收益就涉及到节能量的计算。在变频器未投运之前，计算节能量是比较困难的。本文通过分析变频节能的原理，介绍了针对阀门及液力耦合器调节流量系统的变频改造的节能估算的一些思考及方法。 关键词：风机变频节能原理调速节能阀门液力耦合器节能估算 一、 引言 在工业生产、发电、居民供暖（热电厂）和产品加工制造业中，风机水泵类设备应用范围广泛。其电能消耗和诸如阀门、挡板、液力耦合器等相关设备的节流损失以及维护、维修费用约占到生产成本的7%~25%，是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入，以及能源的危机，节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。变频调速因其调速效率高，力能指标（功率因数）高，调速范围宽，调速精度高等优势，又可以实现软起动，减少电网的电流冲击及设备的机械冲击，延长设备使用寿命，对于大部分采用笼型异步电动机拖动的风机水泵，变频调速不失为目前最理想的调速节能方案。 由于电机的电流的大小随负载的轻重而改变,也即电机消耗的功率也是随负载的大小而改变，因此要想精确地计算系统的节能量是困难的，这在一定程度上影响了变频调速节能改造的实施。
二、 变频器节能的调速实质和原理 节约能源最根本的方法就是要提高能源的利用率，所谓的“节能”，不仅仅是节省能耗，还包括不浪费能源，用一句最简单的话说就是：“需要多少，就提供多少!” 变频器本身不是发电机。在变频器应用到风机等平方转矩负载的工业场合中，其节能原因不是由变频器本身带来的，而是通过变频器的调速特性来减小风机输出流量以适应工况中实际所需流量。 叶片式风机水泵的负载特性属于平方转矩型，即负载的转矩与转速的二次方成正比。风机水泵在满足三个相似条件：几何相似、运动相似和动力相似的情况下遵循相似定律；对于同一台风机（或水泵），当输送的流体密度ρ不变仅转速改变时，其性能参数的变化遵循比例定律：流量 (Q)与转速(n)的一次方成正比；扬程（压力）H 与转速的二次方成正比；轴功率 (P)则与转速的三次方成正比。即： ''n n Q Q = ; 2''(n n H H = 2''(n n p p = ; 3''(n n P P = 当风机、水泵的转速变化时，其本身性能曲线的变化可由比例定律作出，如图1所示。因管路阻力曲线不随转速变化而变化，故当流量由Q1变至Q2时，运行工况点将由A 点变至C 点。 图1风机流量、压力特性
变频节能技术的研究与应用 内容摘要 近十几年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，电气传动技术面临着一场历史革命，也就是说计算机数字控制技术以及交流调速技术已经取代了模拟控制技术和直流调速技术的时代，成为了新的发展趋势。当代社会用以推动技术进步、为提高产品质量而改善工艺流程、节约电能的重要手段就是采用电机交流变频调速技术。变频调速技术是国内外都非常认可的最有发展前途的调速方式，因为它具有适用范围广，拥有节能效果以及高功率因数、高效率，启制动性能和调速效果优异等等优点。 本文在总结前人研究的基础上，指出了变频技术的国内外研究现状，并对变频技术的基本理论进行相关的分析，为了对变频技术有一个细致的了解，本文以华能曲阜热电厂节能改造为例，详细的介绍了变频节能系统配置、变频控制系统的基本原理以及变频节能系统调试过程，并总结出改造的结果。 关键词：变频技术；节能改造；变频器；凝结水泵
目录 内容摘要 (1) 1 绪论 (3) 1.1 课题的背景及意义 (3) 1.2 国内外发展现状 (4) 1.2.1 国外变频技术发展现状 (4) 1.2.2 我国变频技术发展现状 (4) 1.3 论文主要工作 (5) 2 变频节能技术简介 (7) 2.1 变频器的基本结构 (7) 2.2 变频器的分类 (8) 2.3 变频节能原理 (8) 3 变频节能系统 (10) 3.1 变频节能系统配置 (10) 3.1.1 变频改造方案 (10) 3.1.2 变频改造设置 (11) 3.2 变频控制系统的基本原理 (12) 3.3 系统调试及参数 (13) 3.3.1 凝结水泵变频器操作 (13) 3.3.2 变频器运行操作 (14) 3.3.3 机组电机和水泵参数 (14) 4 变频节能改造效果分析 (16) 4.1 #2机组凝结水泵改造结果分析 (16) 4.2 #1机组凝结水泵改造结果分析 (16) 5 结论 (18) 5.1 结论 (18) 5.2 变频技术展望 (18)
节能技术产品介绍 一．SH-SVC(高压静止型动态无功补偿装置)- 湖北三环发展股份有限公司 技术产品名称： SH-SVC(高压静止型动态无功补偿装置) 技术产品所属类别： 节电 技术产品应用领域： 广泛应用于电力、冶金、石化、建材、有色、市政等重要行业领域。电弧炉、轧机、电力机车供电、城市二级变电站。 技术产品原理： 电容器组提供容性无功，电抗器提供感性无功，为负荷产生的无功功率（通常为感性），如果能做到系统无功 ，则能实现电网功率因数=常数（接近1），电网电压几乎不波动——这就是无功补偿的基本原理。 SH-SVC(高压静止型动态无功补偿装置)采用最先进的瞬时无功计 算方法，能够迅速检测待补偿系统的无功变化，从而在10ms内实现对系统无功的快速补偿。基于同步坐标变换的平衡化补偿方案使得SH-SVC 即使在系统电压畸变的恶劣情况下仍能有效地消除负荷的不平衡和谐波影响，对系统谐波抑制和电压稳定性的补偿均优于国家标准的要求。技术产品优势：
“技术创新性、国内领先标准”，具有高可靠性、技术先进、智能化程度高等特点。 （一）高可靠性 (1)晶闸管阀采用光电触发方式，晶闸管BOD保护，抗干扰能力强，保护可靠；阀体采用卧式，运行可靠，维护工作量小；同时采取晶闸管冗余措施，提高设备使用率； (2)全数字化智能控制系统，具有丰富、全面的控制、监视和故障诊断功能，大大减小了调试、维护和检修的时间； (3)控制系统与功率单元之间采用光纤通讯，信号稳定性高，不会受到外界电磁场的干扰和影响，非常好地解决了强、弱电之间的隔离问题； (4)一次回路设计经过了详细的仿真分析，充分考虑了各类过电压和谐波电流放大问题，完整的微机保护系统能够保证设备安全运行，可靠工作； (5)电力电子功率器件的散热采用密闭式循环水冷却系统，占地面积小，冷却效率高，运行可靠； (6)极强的自诊断功能，既有静态自检，又有运行中的动态检测，能及时对系统中各种突发事件做出准确的预警和保护动作。 （二）技术先进 (1)先进的电力系统仿真技术； (2) 10ms内的无功检测和控制技术：能够实时检测、跟随系统无功变化，特别适用于突变负荷的无功快速补偿，节能效果显著；
变频节能技术应用分析 发表时间：2009-12-04T11:31:02.450Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年10月下旬刊供稿作者：王栋 [导读] 变频技术，就是通过技术手段，来改变用电设备的供电频率，进而达到控制设备输出功率的目的 王栋（广东电网公司惠州供电局） 摘要：变频技术，就是通过技术手段，来改变用电设备的供电频率，进而达到控制设备输出功率的目的。变频技术随着微电子学、电力电子、计算机和自动控制理论等的发展，已经进入了一个崭新的时代,完全成熟的技术，也使其应用进入了一个新的高潮。它是通过变频调速改变轴输出功率，达到减少输入功率节省电能的目的。是感应式异步电动机节能的重要技术手段之一。 关键词：变频器节能技术 0 引言 对于异步电动机通过调速达到节能目的方法很多，如：调压调速,又称为滑差调速；变极对数调速和品闸管串极调速等等，根据不同的负载性质，有针对性的选择。在各种调速节能中，利用变频调速，是异步电动机调速效果最好、最成熟、最有发展前途的节能技术。 1 变频器控制对像： 变频器应用，可分为两大类：一种是用于传动调速，另一种是各种静止电源（静止电源暂且不讲）。变频传动调速，其应用目的就是通过对电机调速来达到节约能源。控制对象就是在动力设备上实现电—机转换的电动机。这是由感应式异步电动机的性能和特征决定，其次是由于所带的负载对电机调速的负荷适应性所决定。由电机转速的数学公式我们知道，电机的实际转速，主要取决于电机定子的旋转磁场（n1=t*f/p）。对一个绕制好的电机，其旋转磁场转速完全取决供电频率，t 为时间常数，P为电机的极对数，n1正比电源频率f，从电机的结构上我们看到定、转子之间没有任何电的连接，基于磁场感应和机械惯性，转子的转速和定子旋转磁场的转速总是不同步，差一个转差数（一般为n1的1%-1.8%,）称为转差率S，由此可见电机的转速也正比于电源的频率。n2=t*f(1-s)/p从异步电动机变频时机械特性曲线中，我们不难看出转速的变化对电机的转矩影响较小，对于传动机械功率要求完全可以满足。变频调速控制是在降低输出频率的同时输出电压也相应降低，转矩正比输出电压。转矩也会有些减少。这种纯电气调速系统是人为地改变电动机的机械特性来获得不同的转速，直接与拖动机械相连接不需原机械设备做任何调整，这对于节能改造成本，保持原有机械性能都大有好处。变频传动调速的特点是：①不用改动原有设备包括电机本身；②可实现无级调速，满足传动机械要求；③变频器软启、软停功能，可以避免启动电流冲击对电网的不良影响，减少电源容量的同时还可以减少机械惯动量，减少机械损耗；④不受电源频率的影响，可以开环、闭环手动/自动控制；⑤低速时，定转矩输出、低速过载能力较好；⑥电机的功率因数随转速增高功率增大而提高，使用效果较好。 2 节能变频控制 机电设备配合设计原则：电机的最大功率必须满足负载下的机械功率和转矩，对于不同的负载，最大值并非时时刻刻都发生、负载的变化是非线性的，而电机的输出功率却是恒定的，这就意味着在非最大负载时电机输出了相当一部分多余功率，电能也就白白浪费掉了。风机、水泵类就是较典型例子。 风机、水泵类风量和流量的控制在过去很少采用转速控制方式，基本上都是由鼠笼型异步电动机拖动，进行恒速运转，当需要改变风量或流量时，事实上都采用调节挡风板或节流阀。这种控制虽然简单易行，能满足流量要求，但对电机来讲，从节省能源的角度来看是非常不经济的。生产中很容易检测出来。 这类设备一般都是长时间运行，甚至很久不停机。在实际检测中发现，除在极短时间流量最大值外，近90％时间运行在中等或较低负荷状态，总用电量至少有40％以上被浪费掉。采用变频调速控制，对风机、水泵类机械进行转速控制来调节流量的方法，对节约能源，提高经济效益具有非常重要意义。 3 风机、水泵的节能方法 从流量控制原理上讲，风机、水泵的结构和工作原理基本相同. 3.1 具体测试某工厂炉底风机散热控制系统，冶炼炉根据不同材料、需要不同的炉底冷却温度，设计满足最大冷却风量设计为四台18.5KW4极叶轮式风机，全功率运转，但用最大冷却风量的概率极低。冶炼常用几种材料，四台风机对开风量过大；对开两台时，达不到冷却要求；对开一对再侧开一台，冷却不均、无法满足工艺要求；原设计4台对开风机靠调节挡风板可满足冷却要求，但对电机来讲，浪费电能。风板全开时，运行电流24A，全关闭时22A，输入功率从17.0KW—18.5KW变化，节电率不足8％。针对这一特殊要求制定方案，对其中两台对开电机进行开环变频调速控制，配合两台全速风机，即满足不同材料的温控要求，又能节约电能。按照这一方案进行改造后，节电效果非常明显。针对其中一种材料需固定频率控制进行冷却,几个月才换一次，设定频率在25—35之间，完全满足冷却要求。工频下运行时一台18.5KW风机（经变频器输出），每小时耗电为11.9度/小时，日耗电量为：285.6度/24小时。在正常运行时根据不同材料的温度要求，设定频率分别为：25Hz、30Hz、35Hz、40Hz和45Hz。 需要指出的是：变频器当输出频率降低时，输出电压也相应降低，输入功率明显减少，对应频率降低时电压降低电机不会有温升，若频率不变时电压降低至浮动电压下限值时，电机就会有温升。 3.2 水泵节电：同风机原理很相近。以某酒店750TRT中央空调冷水机组水系统90KW冷冻泵和55KW冷却泵为例：主机制冷是根据温度的变化而工作，是非线性负荷，而水泵电机基本上是线性恒功率输出。1台55KW冷却水泵靠调整阀门来改变流量，虽然能满足主机运行要求，但对于电机来讲节电意义不大，阀门的全开和全闭，电流从107A—97A之间变化，平均节电不足7％。通过改造采用温度控制为主，压力控制为铺进行闭环变频控制水泵电机，水泵电机平均节电率都在30％以上；90KW冷冻水泵电机靠调节阀门电流在163—148A之间变化，平均节电不足6％，经闭环控制变频调速改造后，节电率平均也在30％以上。为什么会有这么大节电空间呢，因为中央空调系统设计时的最大容量是以人流、气温、空间散热三项极限指标为依据计算的（即人流最大、气温最高、空间散热最差），平时出现这种情况的概率极低，从经验上讲不到10%，空调系统大部分运行时间都在中、低负荷状态，空调主机的负荷曲线是非线性的，而水系统的水泵负荷是线性恒功率的，以满足主机的最大负荷为标准。这样在主机非最大负荷时水泵就必然存在着电能浪费空间。通过变频调速控制使水泵电机的负载曲线符合或接近空调主机的负载曲线。 3.3 高压变频控制传动调速控制设备都是在3KV以上大容量电机，一般都在几百KW到几千KW，负载率大于0.5,节电效率较低压变频控制略低，在18—25%左右，电机容量大耗电也多，虽然节电率较低，但用电基数大，也是非常可观，高压变频设备技术复杂设备体积大，
变频调速器的节能节电技术原理及其应用技术 什么叫变频调速技术，它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。大家都知道，目前，无论哪种机械调速，都是通过电机来实现的。从大范围来分，电机有直流电机和交流电机。过去的调速，多数用直流电机，由于直流机调速容易实现。但直流机固有的缺点：滑环和碳刷要经常拆换，给人们带来太大的麻烦。因此有人就想，如果把可靠简单的笼式交流电机用来调速那该多好！因而就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速、液力偶和调速等交流调速方式。当然也出现了滑差电机、绕线式电机、同步机、这些都是交流电机。 到20世纪80年代，由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展，才出现了对交流机来说最好的变频调速技术，它一出现就以其优异的性能逐步取代其它交流电机调速方式，乃至直流电机调速，而成为电气传动的中枢。因而说变频调速是时代的产物，只有在技术高度发展的今天，才能实现。为什么说它是基于电力电子、微电子、信息技术发展的产物？一是它的逆变部分都基于电流很大、电压很高的SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等电力电子器件来完成的。什么叫逆变：就是直流变交流（DC－AC）那么交流变直流就叫整流（AC －DC）。二是它的控制部分和负载状态的检测是由CPU（32位计算机）来完成，这是微电子器件发展的结果。三是内置4－20mA 接口和RS485 接口可以和仪表、DCS 相接，通过总线Profibus、Interbus 通讯。 调速节能原理从二个方面来说明： 1、风机水泵的节电原理就是用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量，这是一个节电的有效途径。在用档风板控制额定风量Q1=100%输出时，则轴功率N1与面积AH1 OQ1成正比，若风量减半Q2 =50%输出时，则轴功率N2与面积BH2 OQ2成正比，它比N1减少不多，这是因为需要克服档风板阻力增大风压所致。如果采用调速控制同样风量减半输出时，转数由n1降至n2，按风机参数比例定律画出n2时的特性曲线，C点为新的工矿点，这时轴功率N2与面积CH3OQ2成正比，在满足同样风量Q2情况下，轴功能降低很多，节省的功率耗损△N与面积BH2H3C成正比，可见节电效果十分显著。 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。 为此，许多行业、如钢铁、有色、石油、石化、化工、纺织、机械、电力、建材、医药、煤炭、造纸、卷烟、酒店、自来水等行业都在许多设备中采用交流电机变频调速技术，产生节电及增产的效果，下面举几个例子： 实例1、空调类负载
1、汽车使用对汽车油耗影响的四个方面:1. 行驶速度; 2. 档位选择; 3. 挂车的选用; 4. 正确的维护与调整; 2、天然气汽车按按燃料组成与应用分类:1. 单燃料 (CNG 汽车 ;https://www.360docs.net/doc/ef17882224.html,G —汽油两用燃料汽车; 3. CNG—柴油双燃料汽车; 3、“车用压缩天然气装置”由天然气储气系统、天然气供给系统、油气燃烧转换系统 3个系统组成; 4、液化石油气的主要成分是丙烷 C?H? ,此外还含有少量的丁烷 C4H10、丙烯 C3H6和丁烯 C4H8; 5、如:甲醇占 10%、 20%即以 M10、 M20表示;乙醇占 10%、 20%即以 E10、E20表示; 6、甲醇改质定义:利用发动机的余热将甲醇改成为 H2和 CO , 然后再输往发动机; 产物:甲醇再加热和催化剂的作用下分解为氢气的一氧化碳(方程式 ; 7、Φa —过量空气系数; 降低过量空气系数可以影响升功率 P L ; 8、可变配气系统技术特性参数:气门开启相位,气门开启角度(气门保持升起持续的曲轴转角和气门升程。这三个特性参数对发动机的性能、油耗的排放有重要影响; 9、可变配气系统效果:1. 提高标定功率 2. 提高低速转矩 3. 改善启动性能 4. 提高怠速稳定性 5. 提高燃油经济性达 15% 6. 降低排放; 10、如果压缩波传到进气门时进气门开启着,那么由于这 个压缩波引起的质点震动方向与进气气流方向一致,进气气流因此而得到增强, 气缸充量系数将会提高, 转矩也将增大。这种效应称为进气管态效应。 11、当Φse 为定值时,为了提高低速转矩,应当提高进气管长度;反之,为了提高高速转矩(进而提高额定功率 , 应减少进气管长度。若两者兼得必须使进气管长度因转速而调整;
电机变频控制节能技术的应用探讨 在我們国家不断繁荣发展过程中，人们环保意识不断增强，当今社会也是是倡导绿色技术的社会，其中电力企业作为社会中的重点企业，电力作为人们生活的来源，因此，电力设备节能方面已经成为人们关注的重点，也是建立节约型和环境友好型社会的关键。 标签：电机变频控制;节能技术;应用 引言 在我们国家各项经济不断攀升，科学技术不断发展的今天，电机变频控制节能技术的应用研究对电力效能有一定节约，让工作人员看到了电能中有效的节约点，并通过专业的技术增加对电机变频控制节能技术的研究，提高电机变频控制节能技术在实际中的作用，促进电能发展，增加工作人员实践中的工作经验，让电机变频控制节能技术变得更精良。 1电机变频控制节能技术概述 电机变频控制节能技术是一种包含了计算机技术、电力传动技术以及电子信息技术的综合性节能技术。电机变频控制节能技术在实践应用过程中，需要控制机械制备的强弱电，通过调整机械设备的电机转速和电流频率来实现节能的目的。电机变频控制节能技术可以把机械设备的工作电流频率转化为其它频率，并利用专业半导体构件将交流电转换为直流电，此时，机械设备的逆变器就可以完成对电流与电压的全面控制。通过调整电机的电流频率对电机转速进行控制，可以在保证电机功率满足运行要求的前提下，进一步提高电机的节能效率，减少电机在运行过程中产生的能源损耗。 2电机变频控制节能技术的应用 2.1在提升机中的应用（如图一） 在煤矿生产中，矿井是十分重要的生产要素，同时也由于其复杂性与危险性一直制约着煤矿生产的安全与稳定。近年来，我国矿井安全事故频发，对煤矿产业的可持续发展造成一定影响，人们也对矿井的安全生产提出更高的要求。矿井在煤矿生产中需要经历多次的启动与操作，在这个过程中很容易造成设备出现故障的问题。在变频节能技术的快速发展下，在矿井提升机中，该技术也得到广泛应用，这就使得提升机的整体性能进一步增强，并且在提升机系统中进行运行，促进提升机的工作性能与质量的提升，从而降低提升机运行中产生的能耗。在提升机中变频节能技术的应用得到进一步优化，具备更高的兼容性。在提升机的控制器中，核心是有32位数字信号的处理器进行运算实现的，在运算中要进行合理的设计，才能提升电机的运行性能。在人机界面中，以当下较为常见的显示界面为主，并能够对井下做业务实现远程监控。在提升机的开关设计中，以PLC
变频器节能节电原理及其应用 什么叫变频调速技术，它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。大家都知道，目前，无论哪种机械调速，都是通过电机来实现的。从大范围来分，电机有直流电机和交流电机。过去的调速，多数用直流电机，由于直流机调速容易实现。但直流机固有的缺点：滑环和碳刷要经常拆换，给人们带来太大的麻烦。因此有人就想，如果把可靠简单的笼式交流电机用来调速那该多好！因而就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速、液力偶和调速等交流调速方式。当然也出现了滑差电机、绕线式电机、同步机、这些都是交流电机。 到20世纪80年代，由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展，才出现了对交流机来说最好的变频调速技术，它一出现就以其优异的性能逐步取代其它交流电机调速方式，乃至直流电机调速，而成为电气传动的中枢。因而说变频调速是时代的产物，只有在技术高度发展的今天，才能实现。为什么说它是基于电力电子、微电子、信息技术发展的产物？一是它的逆变部分都基于电流很大、电压很高的 SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等电力电子器件来完成的。什么叫逆变：就是直流变交流（DC－AC）那么交流变直流就叫整流（AC－DC）。二是它的控制部分和负载状态的检测是由CPU（32位计算机）来完成，这是微电子器件发展的结果。三是内置4－20mA 接口和 RS485 接口可以和仪表、DCS 相接，通过总线Profibus、Interbus 通讯。 调速节能原理从二个方面来说明： 1、风机水泵的节电原理就是用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量，这是一个节电的有效途径。在用档风板控制额定风量Q1=100%输出时，则轴功率N1与面积AH1 OQ1成正比，若风量减半Q2 =50%输出时，则轴功率N2与面积BH2 OQ2成正比，它比N1减少不多，这是因为需要克服档风板阻力增大风压所致。如果采用调速控制同样风量减半输出时，转数由n1降至n2，按风机参数比例定律画出n2时的特性曲线，C点为新的工矿点，这时轴功率N2与面积CH3OQ2成正比，在满足同样风量Q2情况下，轴功能降低很多，节省的功率耗损△N与面积BH2H3C成正比，可见节电效果十分显著。 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。 为此，许多行业、如钢铁、有色、石油、石化、化工、纺织、机械、电力、建材、医药、煤炭、造纸、卷烟、酒店、自来水等行业都在许多设备中采用交流电机变频调速技术，产生节电及增产的效果，下面举几个例子： 实例 1、空调类负载 家庭用空调只有0.5HP、1HP、2HP、3HP等，而工厂和宾馆的空调容量要大的多，节电明显。 北京丽都假日饭店动力中心是一个集中供冷、供热的工厂，安装有 20吨/小时蒸汽锅炉3台，300万大卡溴化锂制冷机4台，负责动力厂周围的丽都假日饭店、燕翔饭
汽车新能源与节能技术 一、课程说明 1、课程名称（中英文）：汽车新能源与节能技术/Automotive New Energy & Energy Efficient Technology 2、课时学分：32学时, 2学分 3、适用专业：交通运输专业、汽车服务工程专业 4、开课学院：交通运输学院 5、课程负责人：邵毅明 二、课程地位 汽车新能源与节能技术是我院为交通运输专业和汽车服务工程专业学生设置的一门必修课程。 课程主要介绍汽车节能的基本原理，各种新能源汽车的使用情况，各种节能技术结构及工作原理，使学生系统掌握汽车节能知识。课程涉及内容广泛，与现今汽车新技术发展密切相关，在课程教学方面，除了在基本节能原理进行引导分析之外，还要求学生在课余时间广泛涉及相关知识，参与课堂讨论，加深对汽车节能技术的理解。 本课程的前修课程为《汽车构造》、《汽车发动机原理》。 三、课程教材与参考资料 （一）基本教材 邵毅明主编. 汽车新能源与节能技术.人民交通出版社，2008 （二）主要参考资料 1、刘玉梅主编.汽车节能技术与原理.机械工业出版社，2011 2、崔胜民主编.新能源汽车技术.北京：北京大学出版社，2009 3、边耀璋.汽车新能源技术.人民交通出版社，2003 4、陈礼璠、杜爱民、陈明. 汽车节能技术.北京：人民交通出版社，2005
5、熊云.汽车节能技术原理及应用.北京:中国石化出版社,2007 6、李朝辉、杨新桦主编.汽车节能技术.人民交通出版社，2005 7、张滨友.汽车燃料和润滑剂.北京：北京理工大学出版社，2003 8、简晓春、杜仕武.现代汽车技术及运用. 北京：人民交通出版社，2004 9、朗全栋、董元虎.汽车运行材料.北京：人民交通出版社，2002 10、陈军、袁华堂.新能源材料.北京：化学工业出版社，2003 11、蔡凤田等.汽车节能与环保实用技术.北京：人民交通出版社，2002 12、崔心存.现代汽车新技术.北京：北京交通出版社，2001 13、邵毅明.压缩天然气汽车改装与维修.北京：人民交通出版社，2004 14、张铁柱、张洪信.汽车安全、节能与环保.第一版.国防工业出版社，2004 15、傅立敏著.汽车空气动力学. 北京:机械工业出版社，2006 16、李卓森主编.现代汽车造型.北京: 人民交通出版社，2005 17、王文伟，毕荣华编著.电动汽车技术基础.北京:机械工业出版社，2010 四、课程的目的和任务： 通过本课程学习，使学生掌握汽车节能的基本概念、评价指标、影响汽车能耗的主要因素以及汽车节能的主要途径，掌握汽车新能源的主要性质，在汽车上应用的主要方式、对汽车性能的主要影响等。使学生能运用所学知识分析和掌握最新的汽车节能技术及其基本原理，为今后从事汽车运输企业管理、汽车技术服务等方面的工作打下坚实的基础。