摘要：能源是我们开展一切工作学习生活等活动的基础，然而能源并非永无止境。节能减排已经成为当今世界必须要解决的问题之一。随着人们对节能环保以及可持续发展理念的认同度越来越高，有越来越多的人投入到节能技术研发以及工程机械节能改造中来。变频调节技术作为一种高效的机械驱动技术正逐渐应用到工程机械节能改造中去。本文主要是对变频调节技术在工程机械节能改造中的应用进行一定分析，在此基础上提出下文中的一些内容，希望为相同行业工作人员提供一定参考。
关键词：变频调节；技术；工程机械；节能改造；应用；分析
引言：变频器原理（英文Variable-frequency Drive，简称VFD）是应用变频技术与微电子技术的原理，通过改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。
1.变频器简介
无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电压为220V，三相交流电线电压为380V，频率为50Hz，其它国家的电源电压和频率可能与我国的电压和频率不同，如有单相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。
为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC），这个过程叫整流。一般逆变器是把直流电源逆变为一定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变电源频率和电压可调的逆变器我们称为变频器。变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的15－－20倍。变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中，不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。
用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。
2.变频调节技术在工程机械节能改造中的应用
在对工程机械进行节能改造的过程中，可以利用到变频技术的主要机械系统有以下三个方面，即:辅助传动系统、能量回收系统以及动力系统方面。接下来我们对变频技术对这三部分系统节能改造中的应用进行具体分析。
2.1变频调节技术在辅助传动系统节能改造中的应用
辅助传动系统是工程机械不可或缺的系统部分，辅助传动系统的能否正常运转直接关系到工程机械的性能。变频调节技术应用在辅助传统系统中可以有效实现工程机械的辅助传动系统的节能效果。变频器与异步电动机组合而成的辅助传动系统正逐渐被广大工程人员所接受。由变频器与异步电动机组合而成的辅助传动系统具有结构简单，运转可靠，工作效率高、价格相对较低、没有转向器等特点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前，以及出现了以混合动力为主要能源的工程机械、这一类机械可以有效降低对化石能源的过渡消耗，减少废气排放。混合动力的工程机械根据电源的不同可以分为两类:并联混合动力系统、串联混合动力系统。串联动力系统电源用电皆为发动机发电。电动机发出的电能一部分被存储在电池中，另一部分电能通过逆变器被转换为交流电后对实现电动机进行驱动。在电动机运转的过程中通过对手柄的操作实现对逆变器电压与电频的调整，从而实现对辅助传动系统进行调节的目的。并联混合动力系统中，发动机产生的电量一部分被用来驱动机械的传动装置。另一部分则为工程机械的各部位用电提供电能。还有一部分电流通过电路后被储存在电池中。三者为并联关系。在施工过程中，通过调节操作手柄实现对蓄电池的调节。该结构可以有效保证发动机尽可能处于燃油经济区，达到降低油耗的目的。
2.2变频调节技术在能量回收系统能改造中的应用
能量回收系统是工程机械实现节能的主要形式。目前，工程机械能量回收系统有两种，一种是安装蓄能器，将工程机械制动时产生的能量转化为电能存储起来。另一种模式为利用变频调节技术与蓄电池将工程机械的电能转化为电能加以储藏。利用蓄能器收集能力可以在电能不足时快速充满电能，从而实现节能的目的，缺点在于能量释放过程不容易被控制。变频调节技术的应用可以在机械不操作的情况下，将发动机转化为发电机从而将能量转化为电能加以储藏，在车辆使用的过程中电能转化为机械能。与安装蓄能器相比，该方法收集能量效率更高。此外，还可以有效降低发动机的最大功率，使车辆可以长期处于高效运转区间，提高资源的利用率，实现节能的目的。
2.3变频调节技术在动力系统改造中的应用
一般来说，工程机械运转时的情况相对比较复杂，使用过程中的荷载波动相对较大。为了确保工程机械的正常运转，一般会将工程机械设计为在最大荷载情况下依然可以正常运转的。然而增大机械排量，提高输出功率的同时也会使机械的整体功率输出超过正常所需，导致能源的浪费。将变频调节技术应用到发动机动力系统中可以有效改善工程机械功率不足的问题。通过发动机的应用提高工程机械在短时间内的动力输出，从而满足工程机械在极限条件下的动力需求。由此，工程机械的发动机的排量便不需要太大。变频调节技术应用到动力系统改造后，需要发动机与电动机同时工作才能确保机械的正常运转。在正常情况下，排量较小的发动机功率已经可以满足施工需要，并且将一部分机械能转化为电能，在遇到少见的极端情况时，发动机释放电能完全可以满足工程需要。
总结：变频调节技术通过电动机可以产生与发动机相同的启动扭矩，发挥与发动机同样的驱动功能。与此同时，电动机比发动机拥有更强的环保特性。电动机被应用在工程机械中是大势所趋。变频调节技术正是针对电动机进行有效调节的一种技术，可以有效实现辅助动力系统、能量回收系统、以及动力系统的节能改造，从而降低工程机械能耗，实现环保的目的。
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论文作者:潘玉红
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/4
标签：工程机械论文; 变频器论文; 技术论文; 节能论文; 电压论文; 电能论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第33期论文;