内蒙古自治区鄂尔多斯准旗神华准能集团矸石发电公司，内蒙古 010300
摘 要：近年来，变频器调速技术在风机系统节能中的应用得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了高压变频器的调速技术及其优越性，并结合相关实践经验，就变频调速技术在工艺风机节能中的应用展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：变频器调速；风机系统；节能；应用
1 前言
作为风机系统节能中的一项重要方面，对变频器调速技术的应用极为关键。该项课题的研究，将会更好地提升对变频器调速技术应用的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化风机系统节能工作的最终整体效果。
2 概述
风机通常是运用到锅炉、烘干、冷却、通风等设施，控制和调节风向、风速、温度、热量等指标，以满足工业产品的生产制造需求，主要对控制对象进行风门和挡板开合进行调节把握。不论工业生产规模，风机始终要高速运行，所以在风门和挡板的调节中浪费了很多电能，在机器设备的运转中消耗了很多动能，加大了企业的成本支出，减少了机器设备的使用年限，增加了设施的检修维护费用。另一方面，诸如齿轮泵、柱塞泵、离心泵等泵类设施也在水泵站、储水站、换热站等工业生产环节得到了应用，并且通过对各种阀门的节流调节来控制流量、压力和水位等数据，满足工业生产的多方需要。这也使得很多能源白白地消耗尽失，很多管道、阀门等设施的密闭效果遭到了损坏，尤其是使得泵腔和阀门等设施增加了破损的几率，制约了工业生产的正常进行。由于风机和泵类等设施大多通过电动机的直驱来实现运转，启动的时候需要很大的电流量，而且电气设备的防护性能不是很好，不但降低了机器设备的使用年限，同时一旦负载部位发生了故障，很难及时进行设备保护，经常会造成电机的损毁情况。
3 高压变频器的调速技术及其优越性
调速方式主要有串级调速、内反馈串级调速、液力耦合器调速、高压变频调速等方法。但前三种方法都有其不可避免的缺点，串级调速缺点包括：难以实现系统配套、控制系统复杂、对电网影响大；内反馈串级调速缺点包括：电机需要配套、容易出现事故、对电网影响大、设备老化快；液力耦合器调速缺点包括：精度低、启动电流大、维修困难成本高。由于目前电力电子技术的发展，计算机控制技术的进步，现代通信技术、高压电气以及电机拖动等综合性领域的学科技术不断成熟，因此相比于其他调速方式，高压变频调速有无法比拟的优点：（1）模块化设计，结构紧凑，维护方便，增强了产品的互换性；采用光纤通讯技术，提高了产品的抗干扰能力和可靠性（2）由于变频器采用的是液晶显示界面，触摸式调整面板，可以同步显示电压、电流、电机转速、频率，所以可以非常直观的显示出电机工作时的状态。（3）准确地显示频率分辨率以及精确的调速精度，可以满足全部生产工艺状况的需要。（4）高压变频器带有国际通用外部接口，可以与可编程控制器及工控机等仪表相互连接，还可以与其原设备控制回路相互连接，构成部分闭环系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（5）由于具有工业电气保护和电力电子保护功能，保证高压变频器以及电机在运行正常或故障时有可靠的安全保障。（6）由于电机具有软制动、软启动，且启动的电流小并小于电机的额定电流，电机启动的时间连续且可调。可减少对电网的负面影响。（7）具有近程和远程操作功能，可以通过互联网等方式进行远程监控功能。（8）可减少配件损耗，能够延长设备寿命，降低成本、提高劳动效率。
4 工艺风机节能中变频调速的关键性技术分析
4.1死区补偿技术
现阶段，通用变频器在死区补偿方面，主要采用的是电压反馈型补偿方法。该方法的工作原理，将指令输出的电压与电压脉宽调制变频器实际输出电压进行比较，将比较得出的差值作为补偿值，并且与指令输出电压值相加，最终得到新的电压指令。从输出电压的角度分析，准闭环控制是该控制方法的主要思想，由于死区时间致使电压出现的偏差原则上可以得到消除，并且能够保证在不受电流变化的影响下得到有效补偿。但是，该方法的突出缺点是线路电压检测技术很复杂，并且对线路电压检测精度要求很高，要想得到良好的补偿效果，需要确保时间不滞后。
4.2滑差补偿技术
通用变频器异步电机的滑差值大小，受到电压输入频率的影响，频率大时滑差小，频率小时滑差大，这种关系在滑差频率补偿方面，尤其是其在低频率运行时能够发挥重要作用。现阶段，滑差补偿技术采用的最直接的方法是以转矩计算值作为基础，减少电流或者是增加额定值，最终目的是为了补偿速降，但是对于具体的补偿值，需要参考电机相关参数和电流值进行确定，比如：电机的电感和电阻等。电机的这些参数会受到温度变化的影响，温度的变化会使其范围增大，其范围可达到100%。该种补偿方法的突出缺点是稳定性不高。目前比较先进的滑差补偿方法是基于转子磁场的定向控制补偿。
4.3能量回馈技术
通用变频器两侧可以进行单元能量回馈，电机处于电动运行状态时，会自动封锁逆变器的开关管，电机处于发电状态时，电机直流侧的能量回馈会不断升高直流母线的电压，并且当其的电压值超过电网线的电压峰值时，整流桥在反电压的作用下关断，如果直流母线电压持续升高，逆变器就会在其电压值超过自身工作电压的情况下开始工作，将直流母线直流侧的能量回馈到电网中，最终达到能量回馈的目的。
4.4脉冲优化管理的技术
通用变频器的信号脉冲与功率脉冲相互作用时，就会自动分析驱动以及主电路中的脉冲序列和脉冲产生的瞬间现象，并且会自动分析变频系统中的动态换流过程，针对脉宽最小的单位进行单管，按照最小脉宽等对交换电流的思想进行，在此基础上，自动确定脉冲管理方法，常用的脉冲管理方法有预励磁技术、最小脉宽等。针对变频器存在的单独开关器件工作时间过短，致使器件需要承受直流母线电压的现象，采取的主要措施是要对参数控制脉冲和离散型同步之间产生矛盾进行有效解决。
5 结束语
综上所述，加强对变频器调速技术在风机系统节能中应用的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的风机系统节能过程中，应该加强对变频器调速技术关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
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[2]刘霞，张延泽.变频器在风机节能中的应用[J].机电信息.2017（01）：115-116.
[3]游中国.变频器在风机调速系统中的应用[J].科技创新导报.2016（09）：88-89.
论文作者:邬海军
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/11
标签：变频器论文; 电压论文; 风机论文; 电机论文; 技术论文; 脉冲论文; 节能论文; 《电力设备管理》2017年第3期论文;