变频器驱动电动机节能探析

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1、变频器驱动电动机节能探析【摘要】本文基于变频器节能原理及如何促进电动机髙效化目标探讨了节能应用问题策略,对提升电动机节能运行水平、优化节能效果，发挥变频器优势效能，创设显著经济效益与社会效益有积极有效的促进作用。【关键词】变频器；驱动；电动机；节能0•前言伴随市场经济的飞速发展，我国各项生产建设事业均实现了迅猛腾飞，在创设显著经济效益的同时能耗量庞大问题也日益显著。为有效抑制能耗总量的逐步庞大，促进现代化建设事业的持续发展，满足人们日益强烈的节能需求，相关部门应进一步推动节能法的科学制定并持续强化执行力度。在各类生产工厂中耗用电

2、能量较为庞大的是电动机设备，其耗电量可以占到工厂用电总量的百分之七十，因此对电动机运行高效化的需求日益强烈。在水泵、风机驱动中将电动机与变频器组合为可变速实施控制的变频驱动操作系统可创设显著节能能效，因此该系统逐步得到了广泛的应用。本文就电动机运行高效化技术现实动向、节能策略及相关问题展开探讨，意图创设良好的节能应用效果。1.电动机运行高效化电动机为主要将电能输入合理转化为旋转运行机械能量的设备，其运行高效化便可降低该能量转换进程中形成的能量损耗，其具体的损耗涵盖转子铜耗、定子铜耗、机械损耗、铁耗与杂散损耗等。其中定子与转子铜耗

3、主要由于电流流入定子、转子导体而形成损耗，铁耗则由于旋转于铁心中的磁场形成了涡流与磁滞损耗。机械损耗由轴承摩擦与空气阻耗引发，而产生于上述能量消耗以外的损失则为杂散负荷损耗。由变频器实施驱动的运行电动机种类包括感应电动机与永磁电动机。如果用IPM缩写字表示则意味着该电动机为内置永磁式，也可被称作为同步高效电动机。IPM电动机主要装入永磁体至转子内部，该永磁体通过内置形成磁通，因此不需励磁电流便可令定子铜损有效下降，其应用效能相比于感应电动机可最大化提升约百分之十的运行工作效率。同时IPM的低损耗性可降低热容量，因此较感应电动机具

4、有轻量化与小型化的优质特征。感应电动机由于不包含永磁体因而具有结构坚固、易于维护等特征，在较多工厂企业中应用较为广泛，倘若要有效提升感应电动机运行服务效率则应合理降低各项损耗。其中定子铜损占据较大能量损耗比例，可通过改变藉绕线方式令导线长度缩短。为降低铜损还可提升槽满率，通过重新设计转子槽形令额定运转阶段中的转子铜耗有效降低。同时合理选用高磁密、低损耗铁心材料可降低铁耗、优化组合转子槽及定子，优化设计转子斜度与气隙长度则可有效降低杂散损耗。总之电动机运行应用的高效化可比普通电动机降低约百分之二十的能量损耗，倘若减少冷却风量，科学

5、应用小直径风扇则可有效降低通风损耗。2•变频器节能原理由电动机主体旋转速度相关定义不难看出，调节改变电动机的运行转速可基于改变频率与电动机主体磁极数得以实现。而变频器可对其输出的总体电压频率进行任意调节，令三相电动机位于任意运行速度下操作进而实现无级调速目标。变频器具体由逆变直流为任意频率交流及整流工频电源为直流换流器的逆变器构成。换流器则包含全波三相整流器、滤波抑制电容器、平稳脉动滤波电容器与充电阶段浪涌控制回路。倘若在确保电压不变恒定状态下仅改变频率便能将电动机转速改变，进而确保转矩的恒定输出，即恒转矩输出。倘若输出频率低于

6、五十赫兹，则伴随电动机磁通的持续增加到达饱和状态时，便会令电动机由于电流的持续增大引发过热现象并最终发生烧损。为科学避免该类不良现象，应始终维持磁通在一定状态，即电压与磁通应呈正比，而磁通则应与频率保持反比例固定关系。变频器的电压输出与频率输出比值是控制电动机能耗效率的主体因素。3.节能应用与实践策略变频器在冷水泵系统中应用时较为简便经济，例如应用于空调冷却水泵体系中，传统方式具有较大压力损耗，且运行效率较差。倘若控制冷水泵运行转速并保持压力处于最佳状态便不会引发由于效率降低导致压力不良损耗现象，进而实现节能优化效果。水泵应用阶

7、段中相比于全量程，实际量程比率越低则节能效果越好，例如在百分之五十流量处采用变频器控制驱动冷水泵转速，相比于直接控制调节输出阀，其电动机的总体输出功率便可降低到一半之多。应用变频器进行电动机驱动阶段中由于其涵盖高磁谐波，因此相比于工频电源驱动应注重电动机运行中的变频器浪涌电压与升温问题。3.1浪涌电压问题变频器电源基于环流操作会引发浪涌电压，并对线圈绝缘引发较大影响，因此应合理保证各线圈之间绝缘与绝缘强度相容性。在变频器驱动运行冷水泵系统中，电动机一般绝缘寿命为四万小时，使用时间依据一天八小时计算，总体寿命大概为十五年。工频驱动

8、原配置的电动机较多变频器没有采用浪涌电压保护，尤其在四百伏特级别的电动机更新为变频器驱动阶段时，会由于变频器浪涌电压引发绝缘劣化并导致烧毁。因此在引入变频器进行驱动时，对是否需要进行电动机更换也应同步开展探讨。3.2升温问题采用变频器驱动电动机阶段中基于高次谐波