摘要：在近些年来我国大力发展生产力的背景下，高压变频器的适用范围得到进一步的扩大，而大功率电机也一举成为当前我国最为关键和重要的一大机械动力源，通过在其中运用高压变频器，一方面可以有效控制和调节大功率电机的运行速度，另一方面对于节约能源和减少电能浪费也具有至关重要的作用。因此本文将通过从简单介绍高压变频器入手，对高压变频器在大功率电机节能改造当中的实际运用进行简要分析研究。
关键词：高压变频器；大功率电机；节能改造
1引言：大功率电机虽然为我国工业生产等方面提供了重要帮助，但也正由于其自身功率比较大，因此需要消耗的电能也相对较高，不利于企业控制成本，实现经济效益最大化的目的。因此有必要积极对大功率电机进行节能改造，而在此过程中高压变频器发挥了关键作用，其可以通过对大功率电机进行速度调节的方式有效控制其使用的电位电能，从而达到节能环保、提升企业经济效益的重要目标。
2 高压变频器的简要概述
2.1工作原理
在单位使用复合技术的运用之下，若干串联的组件使得YWM功率单位串联，进而组成了一个完整的高压变频器。通常情况下，在普通的高压变频器当中会有众多单相逆变器，通过将其相互串联和多重叠加，使得位于单相逆变器当中的PWM三角波的相位位移可以始终处于均匀状态，由此抵消高次谐波，将原本输出电压中较高的谐波含量降至最低。而此时输出波形和正弦波几乎完全一致，进而最终完成高压交流电的有效输出。其几乎不会对输入变压器以及输出变压器产生实质性影响，因此设备内电能消耗极少。随着近些年来我国科学技术水平的进一步发展，高压变压器的材料和器件开始朝着集成化的方向发展，高压变频器的体积越来越小、能耗越来越少，但其效率却得到了有效提升。
2.2重要优势
在我国积极发展生产力以来，一直在大范围地使用大功率电机，但其在帮助提升生产力的同时，电机本身在运行过程中产生的恒定动力会在很大程度上消耗电能，一方面大大增加了能源消耗量，另一方面也在无形之中增加了企业的生产成本，不利于其实现可持续的发展目标。因此当前在大功率电机当中掀起了一股“节能改造”的热潮，人们发现通过将高压变频器应用在大功率电机当中，可以通过结合负载的实际增减情况对原动力进行有效调节和控制，进而实现输入电能与输出电能的相互平衡，达到减少耗能的重要目的。一般当电机负载出现变动，其通过运用高压变频器则可以对自身频率进行有效调节，进而在改变电机转速的基础之上平衡输入电能和输出电能，最终实现大功率电机的节能、降耗。
3 高压变频器在大功率电机节能改造中的应用
3.1故障应用
受到雷电暴击或是设备故障等原因的影响，电力系统在运行中往往会出现各种安全和故障问题，譬如说短路、跳闸等等，使得电网电压会在短时间内迅速升高并超出标准值，由此会造成整个电力系统出现瞬时断电的问题，虽然通常情况下在短时间内电力系统将再次恢复供电，但其仍然会在很大程度上影响电力系统的正常输电和供电。而通过将高压变频器运用在大功率电机当中，则能够在一定程度上解决这一问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在大功率电机当中使用高压变频技术，可以通过结合实际情况适当调整高压变频器的参数，并在现有的直流电源支撑系统基础之上继续增加一部分。此外，还可以通过采用UPS电源等效代替当前系统中使用的电气控制回路电源，可以使得电网中的高压变频器具有更高的稳定性。在曾经参与大功率电机节能改造的项目当中，通过在直流支撑装置当中的直流输出接触器上直接连接从高压变频器主电流中引出的直流母线回路，随后在对电网进行试运行的过程中，发现直流支撑装置中的蓄电池能够为高压变频器提供源源不断的电流，进而有效稳定大功率电机的转速。在电网当中模拟瞬时断电的情况，发现大功率电机仍然能够实现稳定运行，进而可以有效保障电力系统的正常输供电。在尚未使用高压变频器之前，通过翻阅以往大功率电机的运行资料了解到其运行功率大约为2600kW，故障率在10%左右。而在将高压变频器投入到实际使用当中之后，经过一段时间的运行使用，再次对大功率电机的运行功率进行测定，发现其变频后的运行功率已经降至1900kW，故障率也从原来的10%下降至当前的4.5%，大功率电机的节能改造效果十分显著。
3.2工业生产
在三相异步电机当中，相比于不经济运行区电机，最佳运行区电机的负载率至少会达到70%，二者之间的负载差值最高时能够相差50%，因此对大功率电机进行节能改造已经势在必行。而通过运用高压变频器，在变频技术的运用下能够对输入电压频率进行适当调整，从而在有效顺应电机负载变化规律的基础之上，平衡输入和输出电能，使得大功率电机能够一直维持良好的运行状态。在查阅大量相关研究文献的过程中也了解到，当前国内外有许多研究人员认为在将高压变频器运用在大功率电机节能改造的过程当中，高压变频器自带的变频原理能够有效帮助大功率电机进行自我调节，从而防止电机出现较高电压或是电流的冲击影响，以此在确保电机能够实现稳定运行的同时将其单位能耗降至最低，最终实现大功率电机的节能。
在我国智能技术和高压变频器技术的持续发展之下，目前安装在高压变频器当中的许多装置设备均可以完成智能预测与分析工作，而将其运用在大功率电机譬如说高压风机或水泵等机组当中，智能高压变频器能够随时根据电机具体的负载情况，自我调节输入和输出电压，使之能够维持一种平衡状态。通过实验的方式就高压变频器对大功率电机节能改造和优化的具体效果进行研究，其通过选择某工程中的大型锅炉风机作为实验对象，在尚未对锅炉风机进行节能改造之前，利用专业的检测装置和设备监测到锅炉风机的运行功率为1000kW，每天这一锅炉风机要工作24个小时。而在将高压变频器运用其中之后，再次对锅炉风机的运行功率进行测定，此时其运行功率明显下降，从原先的1000kW迅速下降至875kW左右。在对高压变频器在锅炉风机中应用的一年时间进行跟踪研究后，发现在0.6元每度电的价格下，原本未经过变频改造的锅炉风机一年需要消耗电量7200000千瓦时，所需电费共计432万元。而在运用高压变频器之后的一年当中，锅炉风机年消耗电量大约为6300000千瓦时，所需电费大约为378万元，有效节约电量900000千瓦时，节约电费至少54万元。由此可见通过在大功率电机节能改造当中运用高压变频器，一方面可以使得工业生产过程中所需的电能消耗得到最大程度的减少，进而有效帮助企业实现生产成本的优化控制。另一方面在运用高压变频器之后，大功率电机的运行寿命得到有效延长，且在运行过程中噪声得到有效减小，电机的运行故障率也出现了明显降低，这对于企业实现经济效益与社会效益最大化的目标来说具有十分重要的帮助。
4 结束语：通过本文的分析我们可以得知，在大功率电机节能改造中高压变频器在一定程度上使大功率电机实现节能减排的目标，并对电机长周期运行、控制企业生产成本具有积极作用。因此在今后的大功率电机节能改造中，应当充分结合实际情况，在全面掌握高压变频器各项工作参数的基础上对其进行灵活运用，从而尽可能减少电能浪费，确保大功率电机能够始终处于安全经济的运行状态。
参考文献：
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[2]倪霄峰，陈菲. 高压变频器在600MW机组引风机上的应用[J]. 浙江电力，2011，30(11):51-54.
论文作者:王运金
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/28
标签：变频器论文; 电机论文; 高压论文; 节能论文; 电能论文; 风机论文; 功率论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;