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[摘 要]经济社会快速发展，工业化进程不断推进，电机等用电设备数量越来越多，消耗较多能量，电力供应面临着紧张的压力，开发变频节能电机，具有十分重要的作用。探究了电机变频控制节能技术的原理、特点与现状，以指导实际工作的开展。
[关键词]电机 变频控制 节能
中图分类号：TP271 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0143-01
我国自实施可持续发展战略以来，许多企业与结构为构建环保型社会，在低碳节能方面足了工作。节能减排是企业可持续发展的一项重要举措，风机与泵类等一些电力系统设备推行节能节排措施。为获得这一目标，着力研发交流电机变频调速节电技术。我国农业生产中常见的就是异步交流电动机，异步电动机存在诸多缺陷，如，功率因数低与能耗高等。当把电机变频节能技术投向异步交流电动机应用中，较好地解决了上述问题，使异步交流电动机实现了节能减排的目的，推动了我国可持续发展。自动化控制专业技术人员需要深入研究电机节能技术与应用[1]。
一、电机变频控制节能技术的原理、特点
变频电机集合了变频器驱动电机各两部分，一部分是变频感应电机，另一部分则为和变频器，可使电机高效工作，将电能消耗降至较低。其中，n1=60 f/p表示“交流发电机的转速”，在该公式中，n1表示“同步转速”;f表示“电源频率”，50 Hz;P表示“電机磁极对数”。s=（n1–n）/n1表示“电机转差率”，在该公式中，S表示“电机转差率”;N表示“电机转速”。由上述两个公式进行推导获得，n = 60 f（1-s）/p。
电机变频控制技术利用变频器，将输出电压与频率大小控制在适当范围，这体现了电机变频控制技术突出的特征，相比其余电机控制系统，电机变频控制技术是独一无二的。此外，电机变频控制技术还包含软启动与通知的功能。以电磁设计形式将电子转阻与转子阻值降至较低，达到了无级变速的目的。消耗较少电能，在节能减排方面特点明显。
二、电机变顿控制节能性
从交流电机调速公式可见，只要将电源输入频率进行改动，就可以保障电机的变速平稳，对部分大型变速设备而言，维持效率不变，采取输入电压与电源输入频率改变方式，结合负载要求，实现输出功率的改变目的。在风机类负载方面，将流体力学应用在耗能分析中，风量、风压、轴功率分别是转速的一、二、三次函数，可用下述三个公式表示，公式一，Q=kln，Q表示“风机风量”，kl表示“风量系数”;公式二，H= k2n2，H表示“风机风压”，k2表示“风压系数”;公式三，P=k3n3，P表示“轴功率”;K3表示“轴功率系数”，如，輸入流量减少同时，电机运动速度降低，依照电机速度三次方，功率锐减，如果输入流量为80%的下降比，对应转速变成了原来的80%，轴功率则降低为51%下。此外，转速变低时，电机效率也对应地降低，这时由控制装置产生的损耗比越来越大。
节能原理。如果系统风流量由Q 1降至Q2，当调节通风量，则系统产生承受电阻较大，系统工作由A点变成B点，轴功率P2、BH2、Q20所产生的矩形面积呈现正比关系。当将电机变频技术应用其中，风机速度从n1变成n2，风压迅速降至H3，功率P3、Q20所产生的矩型面积显著变小，以AP=P2 H×Q2表示“降低的功率”，它BH2、CH3所产生的矩型面积表现出正比关系。
泵类负载曲线和这种情况类似。以大萤统计获知，实施风机水泵类电机调速控制，可产生节能效果，节约电能为30%。对以往电机拖动，如果电机拖动的负载出现变化，通过调节通电时间占空比方式，以实现调速目的。尽管这种调节方法不复杂，而电机会长时间处在启动与制动中，在这个过程中需要消耗大量的电机能量。当将变频技术应用于电机调速中，电机在转速方面可实现平滑过渡，此外，也极大提升了节能效果。
三、电机变顿控制发展与应用的状况
早期国内电机频率较为固定，电机只能单一输出电压与功率。为此，早期电机工作中输出的驱动频率较为固定。事实上，负载需要的驱动频率是处在变动中的，为迎合驱动频率需求，相比负载所需的驱动频率，通常电机的额定驱动频率较大。尽管可为电机供应充足的驱动频率，维持电机正常运行状态，而中间过程中许多驱动频率被消耗，导致电力能源极大浪费，无法充分利用电能，和我国可持续发展战略相背离。为较好地节约电能，促使电能有效利用，研发出电机变频控制技术，电机变频控制技术的应用，满足了负载所需的驱动频率，实现了电机输出电压与功率的目的，不会出现不合理的驱动，确保较高的电能利用率，与我国节能减排目标相符。我国在节能减排方面提出了较高要求，针对变频节能控制系统的研发，经过优化与完善，应用在了更多的领域。
（一）电机变频技术发展状况
当前电机变频系统多运用恒v/瞄制系统，该系统制作成本低且结构简单。应用在一些大型的风机项目中，因为这些地方并不要求太高的变频系统的动态性能。该系统属于集中经典的开环控制系统，可满足许多电机平滑的变速要求，因为有限动调节与静态调节，一旦要求较高的动态性能与静态性能，为获得较高的动静态性能，通常以闭环控制系统来达到目标。科研人员提出控制闭环转差频率，实现电机调速，该调速方式在动静体调速中可达到较高的性能，在对部分要求不太高的转速电机中使用，主要在于，电机在较高转速中，系统无法实现节能的目的，会让电机产生较大的瞬态电流，促使电机转矩短时间内产生改变，所以，为在高速状态中获得较高的动静态性能，针对电机瞬间产生的电流问题，要予以解决，如此，方能促使电机变频节能控制技术较更好地完善与发展[2]。
（二）电机变频控制应用状况
80%左右的电机能耗全部应用于风机与泵类负载中，为此，电机变频控制技术的应用，将这部分负载能耗节约下来，以实现节能减排。如，空调缺少应用变频控制系统，当温度设置比阈值低，只有关闭风路来实现，而空调电机还在继续运转，一些驱动功率未有效被利用，只是简单地消耗掉。如果空调具有变频控制系统，一旦空调温度设置较低时，仅需控制电动机转速，使其速度变低，将输出驱动功率减少即可，无需闭合籽风路，不会出现电机驱动频率浪费的情况，充分利用了电能。另外，需要根据实际需要，运用合适大小及高性能高的电机，把电机浮装容量减至较小，节省能量。逐步完善应用中的电机系统结构，使用冷轧硅钢片等一些导磁性高的材料，进一步减少额外能量的损失。
结束语：
为迎合国家可持续发展战略所需，电机变频节能控制系统备受电力系统青睐，在应对电力能源紧缺方面，电机变频节能控制系统发挥了重要作用，减少多余的驱动频率输出，实现电力合理应用的目的。认识电机变频控制的工作原理及发展，强化管控电机变频控制节能技术的应用，推进技能技术的进步，带给社会更大的效益[3]。
参考文献：
[1]叶智平.浅谈电机变频控制节能技术的应用[J].建筑工程技术与设计，2015，（19）：2103-2103.
[2]刘占科.电机变频控制节能技术及其应用探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（35）：3642-3642.
[3]许蔡辉，麦智炜，王碧滢等.电机变频控制节能技术和运用探析[J].建筑工程技术与设计，2016，（26）：957.
[关键词]电机 变频控制 节能
中图分类号：TP271 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0143-01
我国自实施可持续发展战略以来，许多企业与结构为构建环保型社会，在低碳节能方面足了工作。节能减排是企业可持续发展的一项重要举措，风机与泵类等一些电力系统设备推行节能节排措施。为获得这一目标，着力研发交流电机变频调速节电技术。我国农业生产中常见的就是异步交流电动机，异步电动机存在诸多缺陷，如，功率因数低与能耗高等。当把电机变频节能技术投向异步交流电动机应用中，较好地解决了上述问题，使异步交流电动机实现了节能减排的目的，推动了我国可持续发展。自动化控制专业技术人员需要深入研究电机节能技术与应用[1]。
一、电机变频控制节能技术的原理、特点
变频电机集合了变频器驱动电机各两部分，一部分是变频感应电机，另一部分则为和变频器，可使电机高效工作，将电能消耗降至较低。其中，n1=60 f/p表示“交流发电机的转速”，在该公式中，n1表示“同步转速”;f表示“电源频率”，50 Hz;P表示“電机磁极对数”。s=（n1–n）/n1表示“电机转差率”，在该公式中，S表示“电机转差率”;N表示“电机转速”。由上述两个公式进行推导获得，n = 60 f（1-s）/p。
电机变频控制技术利用变频器，将输出电压与频率大小控制在适当范围，这体现了电机变频控制技术突出的特征，相比其余电机控制系统，电机变频控制技术是独一无二的。此外，电机变频控制技术还包含软启动与通知的功能。以电磁设计形式将电子转阻与转子阻值降至较低，达到了无级变速的目的。消耗较少电能，在节能减排方面特点明显。
二、电机变顿控制节能性
从交流电机调速公式可见，只要将电源输入频率进行改动，就可以保障电机的变速平稳，对部分大型变速设备而言，维持效率不变，采取输入电压与电源输入频率改变方式，结合负载要求，实现输出功率的改变目的。在风机类负载方面，将流体力学应用在耗能分析中，风量、风压、轴功率分别是转速的一、二、三次函数，可用下述三个公式表示，公式一，Q=kln，Q表示“风机风量”，kl表示“风量系数”;公式二，H= k2n2，H表示“风机风压”，k2表示“风压系数”;公式三，P=k3n3，P表示“轴功率”;K3表示“轴功率系数”，如，輸入流量减少同时，电机运动速度降低，依照电机速度三次方，功率锐减，如果输入流量为80%的下降比，对应转速变成了原来的80%，轴功率则降低为51%下。此外，转速变低时，电机效率也对应地降低，这时由控制装置产生的损耗比越来越大。
节能原理。如果系统风流量由Q 1降至Q2，当调节通风量，则系统产生承受电阻较大，系统工作由A点变成B点，轴功率P2、BH2、Q20所产生的矩形面积呈现正比关系。当将电机变频技术应用其中，风机速度从n1变成n2，风压迅速降至H3，功率P3、Q20所产生的矩型面积显著变小，以AP=P2 H×Q2表示“降低的功率”，它BH2、CH3所产生的矩型面积表现出正比关系。
泵类负载曲线和这种情况类似。以大萤统计获知，实施风机水泵类电机调速控制，可产生节能效果，节约电能为30%。对以往电机拖动，如果电机拖动的负载出现变化，通过调节通电时间占空比方式，以实现调速目的。尽管这种调节方法不复杂，而电机会长时间处在启动与制动中，在这个过程中需要消耗大量的电机能量。当将变频技术应用于电机调速中，电机在转速方面可实现平滑过渡，此外，也极大提升了节能效果。
三、电机变顿控制发展与应用的状况
早期国内电机频率较为固定，电机只能单一输出电压与功率。为此，早期电机工作中输出的驱动频率较为固定。事实上，负载需要的驱动频率是处在变动中的，为迎合驱动频率需求，相比负载所需的驱动频率，通常电机的额定驱动频率较大。尽管可为电机供应充足的驱动频率，维持电机正常运行状态，而中间过程中许多驱动频率被消耗，导致电力能源极大浪费，无法充分利用电能，和我国可持续发展战略相背离。为较好地节约电能，促使电能有效利用，研发出电机变频控制技术，电机变频控制技术的应用，满足了负载所需的驱动频率，实现了电机输出电压与功率的目的，不会出现不合理的驱动，确保较高的电能利用率，与我国节能减排目标相符。我国在节能减排方面提出了较高要求，针对变频节能控制系统的研发，经过优化与完善，应用在了更多的领域。
（一）电机变频技术发展状况
当前电机变频系统多运用恒v/瞄制系统，该系统制作成本低且结构简单。应用在一些大型的风机项目中，因为这些地方并不要求太高的变频系统的动态性能。该系统属于集中经典的开环控制系统，可满足许多电机平滑的变速要求，因为有限动调节与静态调节，一旦要求较高的动态性能与静态性能，为获得较高的动静态性能，通常以闭环控制系统来达到目标。科研人员提出控制闭环转差频率，实现电机调速，该调速方式在动静体调速中可达到较高的性能，在对部分要求不太高的转速电机中使用，主要在于，电机在较高转速中，系统无法实现节能的目的，会让电机产生较大的瞬态电流，促使电机转矩短时间内产生改变，所以，为在高速状态中获得较高的动静态性能，针对电机瞬间产生的电流问题，要予以解决，如此，方能促使电机变频节能控制技术较更好地完善与发展[2]。
（二）电机变频控制应用状况
80%左右的电机能耗全部应用于风机与泵类负载中，为此，电机变频控制技术的应用，将这部分负载能耗节约下来，以实现节能减排。如，空调缺少应用变频控制系统，当温度设置比阈值低，只有关闭风路来实现，而空调电机还在继续运转，一些驱动功率未有效被利用，只是简单地消耗掉。如果空调具有变频控制系统，一旦空调温度设置较低时，仅需控制电动机转速，使其速度变低，将输出驱动功率减少即可，无需闭合籽风路，不会出现电机驱动频率浪费的情况，充分利用了电能。另外，需要根据实际需要，运用合适大小及高性能高的电机，把电机浮装容量减至较小，节省能量。逐步完善应用中的电机系统结构，使用冷轧硅钢片等一些导磁性高的材料，进一步减少额外能量的损失。
结束语：
为迎合国家可持续发展战略所需，电机变频节能控制系统备受电力系统青睐，在应对电力能源紧缺方面，电机变频节能控制系统发挥了重要作用，减少多余的驱动频率输出，实现电力合理应用的目的。认识电机变频控制的工作原理及发展，强化管控电机变频控制节能技术的应用，推进技能技术的进步，带给社会更大的效益[3]。
参考文献：
[1]叶智平.浅谈电机变频控制节能技术的应用[J].建筑工程技术与设计，2015，（19）：2103-2103.
[2]刘占科.电机变频控制节能技术及其应用探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（35）：3642-3642.
[3]许蔡辉，麦智炜，王碧滢等.电机变频控制节能技术和运用探析[J].建筑工程技术与设计，2016，（26）：957.