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摘要：主要介绍高压变频器的工作原理、调速性能和节能作用，指出高压变频器在工业企业应用中取得较好的经济效益和社会效益，具有广阔的应用前景。以及我单位高压变频器在一次除尘中的应用。
关键字：变频器、原理、应用、节能
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）23-560-01
一、引言
按国家标准（GB156-2003）的规定，电压被分为<1kV、1～35kV、35～220kV、>245kV四个等级。在1～35kV段，我国使用3kV、6kV、10kV、35kV四个标准电压。习惯上将3kV、6kV、10kV电动机称为高压电动机，相应的，将驱动该电压等级电动机的变频器称为高压变频器。高压变频器是应高压交流电动机无极调速的需要而诞生的，它是利用电力电子器件的通断作用将工频电源变换成为另一种频率的电能控制装置，直接供给高压电动机使用，是最理想的高压电动机调速装置。
二、变频器工作原理
按照电机学的基本原理，交流异步电动机的转速满足如下的关系式：
n= *（1-s）= *（1-s）
式中：n——电动机的实际转速；
——电动机的同步转速
——电动机的运行频率；
P——电动机的极对数；
s——电动机的转差率；
从式中可以看出，电动机的同步转速 正比于电动机的运行频率（ =60 /P）。由于转差率s一般情况下比较小（0～0.05），电动机的实际转速n约等于电动机的同步转速 ，所以调节了电动机的供电频率 ，就能改变电动机的实际转速，这就是变频器的工作原理。电动机的转差率s和负载有关，负载越大则转差率越大。在电源频率不变的情况下，电动机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。
三、高压变频器的应用
在中央空调、炼钢厂、水泥制造等行业中都用到风机，在没有调速控制之前，一般采用降压启动，正常运行后，电动机全速运行，而风量的大小则通过风门来调节，一般情况下风门开度为50%-85%，电机满负荷运行，电动机效率较低，造成很大浪费，同时对风量的控制精度不高。
在我单位综合除尘中使用高压电动机通过液力耦合器进行调速，电动机的启动方式采用高压软启动器，在正常工作中高压电动机一直按着额定转速运行，通过调整液力耦合器执行机构开度及风门执行机构开度达到控制风量的作用。由流体力学的原理可知，在风道阻力不变的情况下， ，
式中：N为电动机转速；Q为流量；H为压力；P为轴功率；
上式说明，负载的流量与电动机的转速成正比，负载的压力与电动机的转速平方正正比；负载的功率与电动的转速的立方成正比，通过调速的方式改变风量，当风量下降20%，风机的轴功率下降49%；风量下降一半时，风机的轴功率下降87.5%，所以通过高压变频器来控制电机的转速既可以精确的控制电机转速及响应时间，又能大大减少耗电量，并且由于采用高压供电，相应的电流比较小，相应的电缆截面小，便于敷设施工。
我单位一次除尘系统对电机调速控制精度较高，需要精确的控制转炉在冶炼期各个阶段的转速，故采用施耐德ATV1200系列 900kW变频器对高压电动机进行调速控制。ATV1200高压变频由进线柜、变压器柜、功率单元柜、控制柜四部分组成。其中功率单元柜由24个功率单元，每8个串联成一相，解决了器件耐压问题，多级的PWM信号移相后叠加，减少了输出侧的谐波，减少对电网的谐波污染。
同时由于输出侧是由每个单元的U，V输出端子相互串联而成的星型接法给电动机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，此波形正弦度好，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，与此同时，电机的谐波损耗大大减少，消除由此引起的机械振动，减少了轴承和叶片的机械应力。
此系列控制系统主要由主控单元、操作界面、PLC逻辑控制器。在生产过程中，由上位控制系统发出指令给PLC逻辑控制器，通过内部PID调节，快速实现速度响应。并通过负载电动机自带的增量型编码器实现闭环精确控制。由于自带PLC，对过流、短路、接地、过压、欠压缺相等故障能及时的反馈到操作画面，既能及时切断电源，保护负载设备，避免事故扩大化，又能使设备维护人员及时准确的判断故障原因，便于处理。
四、高压变频器节能降耗原理
变频器运用的主要作用就是在节能降耗方面，变频器在节能降耗方面的工作原理也就是运用广泛的原理。节能降耗原理主要有五个节能方面。即通过变频降低电机运行的速度、自动调整、通过变频自身的V/F 功能节电、减少启动电流对电网冲击以及提高功率因素节电的方法。通过这些方法可以使得电机在刚开始运行时、运行中得到很好的节电效益，最终以达到变频节能降耗的目的。
五、总结：
变频器的节能降耗优势广泛运用于各个领域当中，为社会，为生活，为生产带来了巨大的效益和好处。在节能降耗的同时，提高生产的安全性，为工业生产活动带来更多积极的意义。在我国的工业生产中，变频器运用无疑是一个福音。它给工业带来的节能降耗可以节省更多的资源，达到低耗能高效益的双收好处，我们要在以后变频器的利用中發掘出变频器的一些局限性并加以改造，让变频器不断完善更好的服务于各个不同的行业。在变频器的选择中，要符合自己的实际情况，不能盲目选择，避免没有选择正确变频器带来不好的影响，这样变频器才能正真发挥它的积极作用。为节能降耗和大众的生活带来更多的便捷和益处，利用变频器节能降耗的原理充分发挥出它的积极作用，并在实际运用中不断完善变频器。
参考文献：
[1].张选正.张金远.变频器应用经验.中国电力出版社第1版2006.5
[2].周希章.节电技术与方法.机械工业出版社第1版2004.9
[3].张雪松.浅谈火电厂中的节能技术研究.2006
作者简介：陈楠 1984年 男 汉 籍贯：山东 现供职单位：新疆八钢南疆钢铁拜城有限公司炼钢厂 电气助理工程师 学历： 本科 学位： 学士
关键字：变频器、原理、应用、节能
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）23-560-01
一、引言
按国家标准（GB156-2003）的规定，电压被分为<1kV、1～35kV、35～220kV、>245kV四个等级。在1～35kV段，我国使用3kV、6kV、10kV、35kV四个标准电压。习惯上将3kV、6kV、10kV电动机称为高压电动机，相应的，将驱动该电压等级电动机的变频器称为高压变频器。高压变频器是应高压交流电动机无极调速的需要而诞生的，它是利用电力电子器件的通断作用将工频电源变换成为另一种频率的电能控制装置，直接供给高压电动机使用，是最理想的高压电动机调速装置。
二、变频器工作原理
按照电机学的基本原理，交流异步电动机的转速满足如下的关系式：
n= *（1-s）= *（1-s）
式中：n——电动机的实际转速；
——电动机的同步转速
——电动机的运行频率；
P——电动机的极对数；
s——电动机的转差率；
从式中可以看出，电动机的同步转速 正比于电动机的运行频率（ =60 /P）。由于转差率s一般情况下比较小（0～0.05），电动机的实际转速n约等于电动机的同步转速 ，所以调节了电动机的供电频率 ，就能改变电动机的实际转速，这就是变频器的工作原理。电动机的转差率s和负载有关，负载越大则转差率越大。在电源频率不变的情况下，电动机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。
三、高压变频器的应用
在中央空调、炼钢厂、水泥制造等行业中都用到风机，在没有调速控制之前，一般采用降压启动，正常运行后，电动机全速运行，而风量的大小则通过风门来调节，一般情况下风门开度为50%-85%，电机满负荷运行，电动机效率较低，造成很大浪费，同时对风量的控制精度不高。
在我单位综合除尘中使用高压电动机通过液力耦合器进行调速，电动机的启动方式采用高压软启动器，在正常工作中高压电动机一直按着额定转速运行，通过调整液力耦合器执行机构开度及风门执行机构开度达到控制风量的作用。由流体力学的原理可知，在风道阻力不变的情况下， ，
式中：N为电动机转速；Q为流量；H为压力；P为轴功率；
上式说明，负载的流量与电动机的转速成正比，负载的压力与电动机的转速平方正正比；负载的功率与电动的转速的立方成正比，通过调速的方式改变风量，当风量下降20%，风机的轴功率下降49%；风量下降一半时，风机的轴功率下降87.5%，所以通过高压变频器来控制电机的转速既可以精确的控制电机转速及响应时间，又能大大减少耗电量，并且由于采用高压供电，相应的电流比较小，相应的电缆截面小，便于敷设施工。
我单位一次除尘系统对电机调速控制精度较高，需要精确的控制转炉在冶炼期各个阶段的转速，故采用施耐德ATV1200系列 900kW变频器对高压电动机进行调速控制。ATV1200高压变频由进线柜、变压器柜、功率单元柜、控制柜四部分组成。其中功率单元柜由24个功率单元，每8个串联成一相，解决了器件耐压问题，多级的PWM信号移相后叠加，减少了输出侧的谐波，减少对电网的谐波污染。
同时由于输出侧是由每个单元的U，V输出端子相互串联而成的星型接法给电动机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，此波形正弦度好，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，与此同时，电机的谐波损耗大大减少，消除由此引起的机械振动，减少了轴承和叶片的机械应力。
此系列控制系统主要由主控单元、操作界面、PLC逻辑控制器。在生产过程中，由上位控制系统发出指令给PLC逻辑控制器，通过内部PID调节，快速实现速度响应。并通过负载电动机自带的增量型编码器实现闭环精确控制。由于自带PLC，对过流、短路、接地、过压、欠压缺相等故障能及时的反馈到操作画面，既能及时切断电源，保护负载设备，避免事故扩大化，又能使设备维护人员及时准确的判断故障原因，便于处理。
四、高压变频器节能降耗原理
变频器运用的主要作用就是在节能降耗方面，变频器在节能降耗方面的工作原理也就是运用广泛的原理。节能降耗原理主要有五个节能方面。即通过变频降低电机运行的速度、自动调整、通过变频自身的V/F 功能节电、减少启动电流对电网冲击以及提高功率因素节电的方法。通过这些方法可以使得电机在刚开始运行时、运行中得到很好的节电效益，最终以达到变频节能降耗的目的。
五、总结：
变频器的节能降耗优势广泛运用于各个领域当中，为社会，为生活，为生产带来了巨大的效益和好处。在节能降耗的同时，提高生产的安全性，为工业生产活动带来更多积极的意义。在我国的工业生产中，变频器运用无疑是一个福音。它给工业带来的节能降耗可以节省更多的资源，达到低耗能高效益的双收好处，我们要在以后变频器的利用中發掘出变频器的一些局限性并加以改造，让变频器不断完善更好的服务于各个不同的行业。在变频器的选择中，要符合自己的实际情况，不能盲目选择，避免没有选择正确变频器带来不好的影响，这样变频器才能正真发挥它的积极作用。为节能降耗和大众的生活带来更多的便捷和益处，利用变频器节能降耗的原理充分发挥出它的积极作用，并在实际运用中不断完善变频器。
参考文献：
[1].张选正.张金远.变频器应用经验.中国电力出版社第1版2006.5
[2].周希章.节电技术与方法.机械工业出版社第1版2004.9
[3].张雪松.浅谈火电厂中的节能技术研究.2006
作者简介：陈楠 1984年 男 汉 籍贯：山东 现供职单位：新疆八钢南疆钢铁拜城有限公司炼钢厂 电气助理工程师 学历： 本科 学位： 学士