变频节能范文

变频节能范文第1篇

关键词：变频调速技术 节水 节能 城乡供水 农业灌溉 自动控制装置

1 立项背景及技术创新点

水资源及能源紧缺是制约我国经济发展的重要因素，节水节能是我国社会经济持续发展的基本国策.美国从20世纪90年代将变频节水节能技术应用于平移式、轴转动式喷灌机及管道灌溉等系统，经测试其节能率为39％～56％，节水率为15％～30％，既稳定了管网压力，提高了灌溉质量，又节水节能，便于自动化管理，但其价格昂贵.当时，在我国城乡供水及水泵抽灌系统中，水泵一旦开始工作，电机便以额定转速运行，并以额定出水量供水，当用水量减少或在用水低谷时，管网压力过高，水龙头（或喷头）和输水管道往往被损坏，使水白白流掉，电能白白耗掉；有些系统通过阀门控制出水量，来减少供水管网压力升高，这样也造成电能与水资源的浪费.

“九五”期间，我国在工业上将交流变频调速技术列为新技术推广项目，但当时水利行业在灌溉方面未应用.为改善上述资源浪费状况，生产出价格低廉，农业能够接受的变频节水节能控制装置，水利部西北水利科学研究所承担了水利部“948”计划项目“变频节水节能技术”，本项目的关键技术为交流变频调速技术.1998年12月，我们引进了德国的8210和8220系列变频器标准规范、技术指标、性能参数检测方法和部分样机.交流变频技术大致可分为直—交变频与交—交变频两种，我们引进的为直—交变频技术，即通常所见的变频器大多采用的变频技术.我们的技术路线是引进关键技术，并对其消化吸收，在此基础上，开发技术，研制并生产变频节水节能产品，并重点进行推广应用.

该项技术引进后，我们对进口样机的性能参数进行了全面测量和记录，在消化吸收的基础上研制开发出了四个系列的变频调速节水节能装置，这些变频节水节能产品除了变频调速器和PLC外，其他已全部国产化.本文介绍CX-B系列变频恒压供水自动控制装置和CX-D系列变频恒压节水灌溉自动控制装置.

本项目的技术创新点：（1）把交流变频调速技术应用于城乡供水及农业灌溉中，达到节水节能效果；（2）根据项目需要，自己研制出水位显示控制器，提高自动化程度；（3）根据实际需要，研制出多段压力设置转换电路，适应农业多种灌溉方式；（4）将变频调速技术、可编程序控制技术、水位显示控制技术、压力传感技术等进行了集成.

2 变频调速的基本原理

交流异步电动机的转子转速n可以用下式表示

式中 f——定子供电电源的频率；

p——电动机的极对数；

s——异步电动机的转差率.

由式（1）可见，当平滑地改变异步电动机的供电频率f时，即可改变电动机转子的转速n..

根据水泵的相似原理

式中的Q、H、P、n分别为水泵的流量、扬程、轴功率和转速.

由式（2）、式（3）、式（4）可知，基于转速控制比基于流量控制可以大幅度降低轴功率.

3 CX-B系列变频恒压供水自动控制装置

3.1 基本构成

整个恒压供水系统由CX-B系列变频恒压供水自动控制装置与水泵电机组合而成（见图1）.该装置由变频器（内含PID调节器）、可编程时控开关、可编程控制器（PLC）、水位显示控制器、远传压力表、水位传感器及相关电气控制部件构成，是一种具有变频调速和全自动闭环控制功能的机电一体化智能设备（见图2），它可同时对一台或多台三相380V，50Hz的水泵电机进行自动控制.

图1 变频恒压供水系统组成

图2变频恒压供水自动控制装置结构原理框图

3.2 工作原理

CX-B系列变频恒压供水自动控制装置以变频方式工作时，水泵电机以软启动方式启动后开始运转，由远传压力表检测供水管网实际压力，管网实际压力与设定压力经过比较后输出偏差信号，由偏差信号控制调整变频器输出的电源频率，改变水泵转速，使管网压力不断向设定压力趋近.这个闭环控制系统通过不断检测、不断调整的反复过程实现管网压力恒定，从而使水泵根据需水量自动调节供水量，达到节能节水的目的.

PLC的主要控制作用：（1）控制多台水泵（包括备用泵）循环软启动，周期性地以变频方式工作；（2）控制备用泵的自动启动.当第一台水泵电机以变频方式运行，并达到额定功率（即变频器输出电源频率达到50H），而供水管网压力未达到设定压力时，第二台水泵电机会自动启动，并以工频方式运行，这时若管网压力仍不能达到设定压力时，第三台水泵电机会自动启动，第一台水泵仍以变频方式运行，达到保持管网恒压的目的，投入运行的水泵数量由装置根据管网压力自动控制.

水位显示控制器设有上、中、下3个水位控制限，当池水位从上限降到中限位置时，控制器输出补水泵启动信号，使补水泵向池内补水，补至上限时，控制器输出补水泵停机信号，停止补水；当池水位降到下限时，控制器输出取水泵停机信号，使取水泵停止取水，待水位上升到中限后，控制器使取水泵自动启动，恢复取水.

3.3 控制功能

CX-B系列变频恒压供水自动控制装置具有以下控制功能：（1）设有手动/自动切换电路，当切换至自动位置时，系统可根据出口压力变化，自动调节变频泵的转速和自动启动、停止备用泵，以维持出口压力恒定，当变频控制电路出现故障时，可切换至手动位置，使水泵直接在工频下运行，保证正常供水；（2）能够在1d内设置1～9个供水时间段，一周内各天的供水时间可以不同；（3）用PLC控制水泵（包括备用泵）全循环软启动，周期性地自动交换使用，以期水泵寿命基本一致；（4）地下蓄水池缺水后取水泵自动停机保护，补水泵自动开机补水，蓄满水后补水泵自动停机，蓄水池水位以数字显示；（5）故障显示及报警，具有缺相、短路、过热、过载、过压、欠压、漏电、瞬时断电保护等电气保护功能.

4 CX-D系列变频恒压节水灌溉自动控制装置

4.1 基本构成

整个恒压供水系统由CX-D系列变频恒压节水灌溉自动控制装置与水泵电机组合而成（见图1）.一些节水灌溉基地设计有喷灌、微喷灌、滴灌等多种灌溉方式，不同的灌溉方式所需的工作压力不同.为使同一供水管网能为不同灌溉方式提供不同的工作压力，在CX-B系列变频恒压控制装置的基础上增加了多段压力设置转换电路，它可同时对一台或多台三相水泵电机进行自动控制（见图3）.

图3变频恒压节水灌溉自动控制装置结构原理框图

4.2 工作原理

CX-D系列变频恒压节水灌溉自动控制装置除多段压力设置转换电路外，其他部分的工作原理与CX-B系列变频恒压供水自动控制装置相同.多段压力设置转换电路中设计了对应于喷灌、微喷灌、滴灌及管道灌溉4个压力档位，在进行灌溉时，PLC按灌溉方式输出对应的控制信号，压力设置转换电路自动转换到相应压力档位，该装置就在这一设定压力下以恒压供水，实现节水灌溉.

4.3 控制功能

除具有CX-B系列变频恒压供水自动控制装置的功能外，还具有压力转换功能.

5 加强变频节水节能技术的应用和推广

引进先进技术主要的目的在于推广应用，把变频调速技术应用于水利行业及农业，实现了节能节水.几年来，通过向社会积极宣传变频节水节能技术的优越性，这一技术已逐步被水利行业及农业所接受.

在城乡供水方面，我们已经推广应用变频恒压供水自控装置12套，根据对其中四套装置运行数据的统计计算可知，可节约电能25％～50％，节水3％～10％.各台装置的节能率和节水率差异较大，其主要原因是各装置的运行环境差异较大，用水高峰与低谷流量差值大的装置节能率高，用水高峰与低谷流量差值小的装置节能率低；供水管路完好率高的系统使用该装置后，节水效果不显著，供水管路完好率低的系统使用该装置后，节水效果显著（由于恒压供水，减少了管网高压所产生的漏水）.实践证明，使用变频恒压供水自控装置，不但能够节水节能，而且提高了供水质量，保证了供水管网的安全运行.

在农业灌溉方面，2001年6月为“99全国节水示范工程秦都项目区（咸阳市秦都区双照镇龙泉南村）节灌系统”设计并安装了变频恒压节水灌溉自动控制装置一套，使一条供水管网能够在不同时间段提供两种工作压力，既满足了微喷灌和滴灌的要求，又使灌溉管理大大简化.据2001年7～12月资料统计，节电17％，节水19％.2001年12月同陕西省农垦农工商总公司签订了合作合同，为该公司华阴农场节水灌溉增效示范项目设计安装6套变频恒压节水灌溉自动控制装置.该示范项目实施完成后，变频恒压节水灌溉自控装置与灌溉自动控制系统联网，将形成目前我国较高标准的节水灌溉自动控制网络，控制滴灌面积76hm2.

变频节能范文第2篇

关键词：节能；变频调速；输油泵

目前，输油泵的变频调速器可以最大限度的降低能耗，保护电机，而变频调速器的核心技术便是变频调速技术，变频调速节能技术是一种交-直-交电源变换技术，它集电脑控制和电子技术于一身。这项技术的应用，不仅具有节能降耗的效果，而且还能够实现高精度的调速。目前被广泛应用于输油泵机组上，不仅满足了生产的需要，而且节约了大量的能源。

1输油系统的能耗现状

伴随着油田的长期开采，目前含水量都比较高，随着含水的上升，产油量的减少，输油泵的实际输油量越来越小，输送的大部分都是水，并且输油量存在不稳定性，输油泵很难控制在最佳的工作点上运行。因此，为了实现输油泵的高效经济平稳运行，在提高输油泵的效率、降低摩阻以及进行合理有效的调度基础上，采用变频调速技术是更加有效、直接的办法，它的主要优势就在于可以提高输油泵和整个集输系统的工作效率，降低能耗。

2输油泵变频调速节能技术原理

变频调速技术之所以是一种高效的节能技术，是因为它是将现代电子技术和计算机技术集于一身。随着计算技术和集成电路技术的迅猛发展，变频调速技术已经日益完善，得到了更加广泛的应用。它的基本原理如下：输油泵作为原油运输的桥梁，它的主要作用是原油在低压内循环的条件下，向喷油泵输送足够压力和数量的燃油，这一工作主要由输油泵中的离心泵来完成。离心泵主要依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体这一工作原理，输油泵的变频调速正是依据了离心泵的这一工作特性，对进入和排出输油泵的原油流量进行调节。通常运用两种方法进行调节，一种是对离心泵内部的叶轮转速进行调节，原油流量随着叶轮转速的增加而增大，反之则减小。另一种是对离心泵出口的开口阀门大小进行调节，原油流量随着阀门开口的增大而变大，反之则变小，这种方法的优点是操作简单，简便易行，缺点是由于要不断对阀门进行开关操作，需要消耗大量的能源，会造成对资源的浪费，这和目前我们倡导的节能环保的宗旨不符，因此在实际运用中的应用并不广泛。相反，输油泵的变频调速是通过对泵内叶轮的转速进行调节来完成的，即输油泵输油量的调节是通过对输油泵的电机进行变频改造来完成，最终达到节能的目的，因此这对技术改造、节能减排来说是可行的。

3输油泵变频调速的影响因素

改变电机定子的电压频率可以改变电机的转速，进而改变电机的频率，达到调节输油泵内叶轮转速的目的。由交流电动机工作原理中的转速关系式：n=60f(1-s)/p，其中f，p，s分别代表输油泵电机的电源频率、电机极对数和转差率，由上式可知，要想使电机的输入功率升高，就要使轴功率相应升高，升高轴功率可以通过升高电动机转速实现，最终通过匀速改变电机的电源频率来改变转速。当电机转速降低时，轴功率降低，输入功率降低，这样就实现了输油泵的变频调速节能。影响变频调速的因素主要有以下几点：

3.1调速变频的范围受输油泵的工况影响，只有在适宜的情况下才适用调速变频来节能。例如当输油泵的转速过低，导致功率明显下降，这时采油调速变频对效率的影响也会变小，此种情况下采用调频并不能获得满意的效果。

3.2调速范围还受电机的工作效率影响，在理想的情况下，轴功率会随着电机转速的下降而下降，但是当电机出现故障，造成输出功率与额定功率出现偏离，且偏离幅度较大时，就会使整个输油泵的工作效率因为电机效率的下降而造成不利的影响。

3.3定速泵的影响，在实际的工作中，因为工作的需要，定速泵和调速泵需要同时工作，不能随时对输油泵进行全部的调速控制，这时就要关注定速泵与调速泵的工作状况，要保证他们都在高效区运行且达到系统最优，因此，定速泵和调速泵共同运行时，它必然会对调速范围产生影响，也是我们需要关注的。

3.4不同输油管路的特性曲线不尽相同，不同的特性曲线也会对调速节能产生影响。

4输油泵变频调速节能效果分析

我们以TDCG-200变频器为例，来对输油泵的变频节能效果进行分析，它的特点是可以带动外输油泵，并能实现对输油泵进行变频调速。在运行的过程中，变频器为输油泵的电动机提供可以调节频率的电源，对电机实现无极调速，进而使管网的油压发生变化。通过对管网压力的监测可以得出，设定的压力单元内可以为用户提供符合要求的压力和流量。当变频器收到设定信号和反馈信号时，内部的分析程序就会对信号数据进行分析计算，并以转速控制信号输出。变频器收到信号后，就会启动输油泵，使管网压力上升，达到预定值后，变频器的输出功率同时上升，达到峰值后，变频器通过控制转速达到生产的预设值。通过对启动为50Hz、转速为1980r/min、输出量为150m3/h、额定功率为185kW的输油泵安装TDCG-200变频器后进行节能分析，一年可以节电66×104kW•h以上，节能效果显著。

5结语

输油泵变频节能主要通过对离心泵的转速调节，进而对整个机组进行工况控制。利用变频调速可以有效改善输油泵的工作效能，节能效果显著。在满足了生产需要、节能降耗的前提下，还延长了输油泵的使用寿命，提高了企业的经济效益。

参考文献：

[1]张承惠.交流电机变频调速及其应用.机械工业出版社，2008.9.

[2]徐甫荣.高压变频调速技术应用实践.中国电力出版社，2007.2.

变频节能范文第3篇

变频空调的初衷

众所周知，早期空调主要是定速空调，压缩机以固定的功率工作，通过控制其起动和暂停，来达到调节室内空气温度的目的。这种方式的优点是简单易行，工作稳定可靠，缺点就是室内温度波动比较大，人的舒适度大打折扣。由于工作原理的限制，在制冷过程中压缩机必须频繁起停，即使气温不太高时，这种压缩机起停仍然不可避免。

不难看出这种工作方式存在很大缺陷，首先，压缩机电机频繁起动使得空调机耗电量加大（一般起动电流至少是正常运行电流的4~5倍）；其次，压缩机转子反复加速和减速使其寿命缩短；另外，调节精度有限，温度波动大。

为了改变定速空调的缺陷，空调变频技术随之诞生了。

变频空调的原理

通过以上介绍，我们知道要改变定定速空调的不足，就是要使空调机根据不同的外界环境温度，改变压缩机的转速，从而改变空调制冷量，这样就能使室内温度波动尽可能小。

要了解空调变频技术，首先要了解变频调速电机。我们知道要改变压缩机电机转速，就要实现电机调速，通常直流电机具有很好的调速性（可实现真正的无级调速），而且体积小，结构简单，但其效率较低，而且其电枢与炭刷摩擦产生换向火花，容易磨损炭刷，需要经常维护，对家用空调密闭式压缩机而言，采用直流电机难度较高，因此，家用空调压缩机目前大多采用的还是交流电机。下面就让我们看看它的工作原理。

在各种调速电机中，最为典型的是三相交流感应异步电机，这种电机定子绕组中会产生一个旋转磁场，该磁场的转速为n=60f/p，式中：为n为交变磁场转速，f为交流电频率，我国民用电为50Hz，p为绕组磁极对数。三相交流感应异步电机的转子就是在这种交变磁场力的推动下工作的，并且其转速与磁场转速存在一定的转差率，因此，改变频率f就可改变磁场转速n，也就可以改变电机转子旋转速度，变频空调就是基于这种理论而设计的。

虽然，原理比较简单，但是真正要在民用空调中实现电机调速功能还是存在一定难度的，因为民用住宅使用的不是三相电而是单相电，而单相交流电机又没有旋转磁场，也就无法使用变频率调速。因此，在空调变频技术中产生了逆变器，简单来说，它是一种利用半导体和电子控制技术，在电器线路中实现“交流―直流―交流”的控制器件。那么，利用逆变器，我们可以先将单相民用电整流成直流电，再经过滤波，然后通过六个功率开关器件组成的双极性三相逆变桥电路将直流电逆变为三相交流电，以此来驱动压缩机电机。

明白了变频原理，我们再来看一下装上逆变器的空调器是如何工作的。

首先，变频空调器的室内温度传感器检测出室内环境温度，然后与设定温度进行比较，发出一个温差电信号，控制器根据反馈的温差信号（温差大小）调制出导通或关闭逆变器功率开关的指令，该指令是具有一定频率和导通时间的脉冲电压，温差大，脉冲频率就高，压 缩机电机的旋转磁场的频率也就随之增大，电机转速就加快；反之，如果温差小，脉冲频率就低，压缩机电机旋转磁场的频率就随之减小，电机转速就变慢。这样，就实现了压缩机电机的变频调速，使得空调器制冷量大小可调。

对上述变频空调中实现变频驱动的格元器件我们称之为变频器，其基本工作原理可用图1表示。

变频空调节能探讨

通过以上介绍，我们了解了变频空调器的基本工作原理，但是究竟选购变频空调器是否划算，我们可以仔细分析一下。

过去曾经有人认为变频压缩机电机的效率比普通压缩机电机效率高，所以比较省电，其实这是一个误区。电动机本身效率并不一定得到提高，笔者通过一定的电机检测实践，发现1kW以上电机效率差异不大，况且空调器逆变器在交直交转换时还有一定的转换损耗，所以，变频空调真正省电的地方不在于此，而是在于它的压缩机电机的连续运转。前面我们讲了，压缩机起动电流至少是正常运行电流的4~5倍，普通空调压缩机难免频繁起动，对于像我国这样的空调器使用大国，其电能损耗是相当可观的，因此，我认为变频空调作为一种节能家电，在大面积全天候24小时工作的领域（如中央空调）还是有广泛的应用前景，值得推广。

变频节能范文第4篇

关键词：中央空调；节能控制

中图分类号：TB657.2 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2012）05-0-01

一、引言

当前的能源问题困扰着大部分国家，而随着经济的发展，能源紧张问题也日益突出。中央空调作为耗能大户，在能源消耗中占有很大的比重。在不影响室内人群舒适度的前提下，尽可能的降低中央空调的能耗水平，是一个值得关注的问题。中央空调在写字楼、酒店、医院等处被广泛使用，由于使用方式不够科学以及早期的空调技术限制，普遍存在着能源浪费现象，举例来讲，水循环系统、冷却塔风机系统的容量制定依据都选取了所在建筑物的最大负荷作为基准，在没有开启负荷自控装置的建筑中，负荷虽然时时变化，而中央空调电机却总是在固定频率工作，因此造成耗能增多。

二、造成中央空调能耗的因素分析

首先是空调维护人员不具备充足的专业知识，尤其是对于一些空调的核心技术理论一无所知。如制冷空调理论以及热力学知识等，有些楼宇、公司出于成本的考虑，没有聘用相关暖通空调专业的维护人员。所以操作工难以了解空调的节能手段，更谈不上具体实施了。此外，风机与水泵的能耗在中央空调中所占比例是很大的，通常在30%左右，而对其节能降耗却鲜有人重视。另外，在一些季节过渡的时间里，室外空气也可起到良好的温度调节作用，此时假如仍然按照夏季空调的使用方案来执行，显然就浪费了能源。如果能够根据室外的温度及时进行调节，并采取在空调加装回风系统等措施，就能节约一部分能源。另外，一些楼宇的空调冷却塔质量也对其节能造成比较大的影响，过低的安装质量无法充分发挥冷却塔的设计容量，造成冷却塔冷却能力偏低，冷却水温温度偏高，从而影响机组制冷系数，增加了能耗。

三、中央空调系统具体节能措施

具体的节能措施可以从空调运转的全过程来考虑。中央空调降耗属于一个系统性的过程，所以在空调使用和运转的所有环节都能运用节能的思路与运行模式。首先可以对围护结构进行改造以增加其保温性能，因为其维护结构自身也同时属于冬季的热负荷和夏季的冷负荷的一部分。此外，设计时对室内的温度湿度参数估算的准确性也十分重要，如果参数选择科学合理，可以再保持室内舒适度的前提下，节约系统能耗。比如，用冷负荷系数法可以分析得出随着室内温度的不同，空调实际的冷负荷、制冷量等。中央空调系统能耗随着室内设计温度每提高1而降低约6%。此外，中央空调的冷源选取也很重要，在风系统和水系统的能耗分析中，占据耗能高比例部分的分别是风机的能耗，水泵与冷水机组的能耗。最后，空气和水是作为中央空调的冷载体而存在的，对于这两种载体的输送过程进行良好控制，也可以有效节能。除此之外，一些经验丰富的专业技术人员也总结出一些有效的节能措施，如可以增加动态平衡阀尽量增大供回水温度；在系统不超压的情况下尽量多的使用空调一次水去向房间供冷；通过系统分区把不同时段动行的房间分在同一根主管上。实践证明这些措施对中央空调的节能降耗都能起到显著的作用。

四、中央空调系统的变频节能措施

(一)变频调速节能原理

当前的许多中央空调系统冷却水泵在设计时都是根据空调满负荷工作而制定的，只有在温度最高或最低的时段才能全负荷运转，此外的时间都属于浪费能源状态。冷却水泵、冷水泵长期运行在低效耗能的状态下，因此可以考虑在一定程度上降低水泵流量。水泵电机的耗电功率与转速的比例接近于立方比，当其转速降低时，耗电量也会大幅下降，就能在满足中央空调需要的前提下降低电能消耗。变频最大的优点是节约能耗，此外，其实还可起到延长电机使用寿命的作用，因为减少了电流的冲击。对于水泵和风机的机械磨损也可以相应减少，还能使室温保持恒定，使人的舒适度明显提升，设备在可靠性与噪音都有所缓解。

(二)变频方案

变频的主要部位就是中央空调的冷冻泵与冷却泵，经过改造实现节能。首先是对冷冻泵进行变频改造。冷冻泵在中央空调中的作用是对冷却水进行循环推动，冷冻水在冷却之后，从制冷机组流出，冷冻泵将其泵往所有楼层，在热能交换完成以后，再返回制冷机组。若能对冷冻泵实现变频改造，就能以回水温度为依据来判定房间温度是否恒定。高温度的回水证明房间温度偏高，因此需要对变频器进行控制来提高冷冻泵的转速，反之亦然。

其次是对冷却泵进行变频改造，冷却水在系统中的循环动力来自冷却泵。在循环过程中，制冷机组流入进水，在将其与冷凝器进行热交换，将制冷机组制冷过程中产生的热量带走，冷却之后重新流进制冷机组。在此循环过程中，由于冷却塔的水温随环境温度的改变而改变，所以不能单独把单侧水温度作为判断制冷机组内产生热量的依据。真正合理的判别依据是选取回水和进水间的温差，温差的大小与制冷机组产生的热量基本成正比。根据温差来调节冷却泵的转速以节约能源。针对以上方案，假如冷(热)水循环水泵功率为15KW，冷却水循环水泵功率为18.5kW，冷却塔风机功率5kW，则可以计算得出，冷(热)循环水泵由于每年实际工作时间7个月，进行变频调速节电改造后，预计1.5年左右就可收回投资。

五、结束语

节能和环保是实现可持续发展的关键。空调领域作为一用能大户，其能耗已占总能耗的20%左右，故节能意义十分巨大。在当今世界上充满着“能源紧缺”的时刻，节能问题已成为世界各国最关心的首要问题，也是我国政府和研究部门广大科学工作者探计中最注重的一环。一些发达国家空调工程的能耗，已占据建筑物总能耗的 60%-70%，我国也占据50%-60%。而从可持续发展理论出发，空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行及在系统设计中对设备进行节能选配就成为空调节能的关键，这对于节约能源、降低运行费用、促进国民经济发展具有十分重要的意义。作为一个暖通专业的工作者，在空调系统的设计、管理过程中，均应将对节能降耗问题引起足够的重视，在各个环节中均应积极地争取挽回所有可能挽回的能量，并将能源消耗作为衡量系统优劣的一项重要指标。

参考文献：

[1]卫宏毅.制冷空调设备电气控制[M].广州:广东科技出版社,2008.

[2]李宪光.国外氨制冷系统中新的安全设置[J].制冷,2005,24(04):47-49.

[3]刘清江.冷库空气冷却器融霜节能的研究[J].制冷,2005,24(04):12-15.

[4]龚明启,冀兆良.空调水系统节能技术分析.制冷,2005,1,5(02).

[5]肖建民.中央空调节能方法研究.技术前沿,2005,7,23(06).

[6]缪道平,吴业正,主编.制冷压缩机.北京:机械工业出版社,2007.

变频节能范文第5篇

关键词：供热系统 变频技术 节电改造

2008年始，国家在加快淘汰落后生产能力，全面实施节能减排重点工程，突出搞好重点企业节能减排，推进节能减排科技进步方面加大力度。我们的供热企业成为节能减排工作的重点。

在最早的城市集中热水供热系统中，通常使用的热水循环系统是定流量循环系统，而无论末端负荷需求有怎样的变化，循环流量始终维持恒定。

冬季，极端寒冷天气的天数是有限的，而采暖系统的设计则必须保证在极端寒冷的气候条件下热用户的舒适温度。因此，在初、末寒等绝大多数的时间里，循环水泵的水系统处于大流量、小温差运行工况，水泵运行效率低、热量输送效率低。

如果能够根据建筑物内的实际热负荷需求来动态调整循环泵的流量，既能保证建筑物内的舒适温度，避免由于外界温度变化造成室内的温度波动，又能有效地节省大量的电能。此外，对于纯办公楼类型的建筑物，深夜往往没有人员办公，如果在无人办公的时间内适度降低供暖量，将能在保证基本温度需求的前提下，节省大量的电能和热能。

一、热水供热系统的供热调节方法

在城市集中热水供热系统中，供暖热负荷是系统的最主要的热负荷，甚至是唯一的热负荷。因此，在供热系统中，通常按照供暖热负荷随室外温度的变化规律，作为供热调节的依据。供热（暖）调节的目的，在于使供暖用户的散热设备的放热量与用户热负荷的变化规律相适应，以防止供暖热用户出现室温过高或过低。

根据供热调节地点不同，供热调节分为集中调节、局部调节和个体调节三种调节方式。集中调节在热源处进行调节，局部调节在热力站或用户入口处调节，而个体调节直接在散热设备处进行调节。集中供热调节容易实施，运行管理方便，是最主要的供热调节方法。但即使对只有单一供暖负荷的供暖系统，也往往需要对个别热力站或用户进行局部调节，调整用户的用热量。

集中供热调节的方法，主要有下列几种：质调节，即改变网路的供水温度；分阶段改变流量的质调节；间歇调节，即改变每天供暖小时数；质量-流量调节，即同时改变网路供水温度和流量，进行集中供热调节。

二、变频技术的节电原理

在供暖期，用户热负荷随室外温度的变化而变化。为保证供暖质量，满足使用要求，并使热能制备和输送经济合理，必须对供暖系统的运行工况进行调节。集中调节是供热调节简便易行和重要的手段。当室外温度高于供暖室外计算温度时，利用循环水泵的变频调节改变热网循环流量，可有效地降低供暖系统的输送能耗。循环水泵变频运行的节能性已被业界认可。采用正确的变频控制策略是实现变频节能的重要前提和基础。

1.变频器的节电作用

为解决换热站资用压头不足的问题，传统定速泵加流量调节阀方式通过选择合适的定速水泵并在相应用户处加装流量控制阀来实现流量的调节。但此种调节方式本质上增加了用户支路的阻力，使水泵的能耗增加，总体运行费用也相应提高，因此这种调节方式的实现是以更多的能耗为代价的。液体管网系统的性能曲线H=SQ2（H为扬程、S为阻抗、Q为流量）如图1所示。

1，2，3―管网初始状态的性能曲线和调节后阻力增减的性能曲线；4―泵的性能曲线。

当关小管网中的阀门时，阻力增大，管道性能曲线变陡为曲线2，工况点移到B，相应的流量由QA减至QB。当开大管网中的阀门时，阻力较小，管路性能曲线变缓为曲线3，工况点移到C点，相应流量增为QC。由于阀门关小额外增加的压力损失为ΔH=HB-HD。因为原来管路中流量为QB时需要的压头是HD。相应多消耗的功率为：ΔP=QBΔH/ηB。因此由于关小阀门增加了阀门阻力，从而额外增加了压力损失，是不经济的。

生产中，对水泵、风机常用阀门进行节流调节，增加了局部阻力，电机仍旧以额定速度运行，这时能量消耗较大。风机泵类通用设备的用电占电动机用电的50%左右，那就意味着占全国用电量的30%。采用电动机变频调速来调节流量，比用挡板阀门之类来调节，可节电20%～50%，如果平均按30%计算，节省的电量为全国总用电量的9%，这将产生巨大的社会效益和经济效益。

如果用变频器对泵类设备进行调速控制，用变频调速水泵取代定速水泵加调节阀的方式。变频调速水泵可以根据流量传感器传来的信号调节水泵转速实现相应流量控制，控制方式相对简单。不需要再用阀门进行节流调节，将阀门开到最大，使局部阻力最小，可以很大程度上降低水泵的能耗。

从以上公式可以看出，水泵的流量与水泵的转速的一次方成正比；扬程与转速的二次方成正比；输入功率与转速的三次方成正比。由此可见，降低转速减小流量时，所消耗的功率将大大降低。当水泵转速分别降到原速的90%和80%时，流量也随之降低到原来的90%和80%，而输入功率却下降到原功率的72.9%和51.2%。

2.变频节电系统的自控方案

为实现控制目标，既需要改变水泵运行的频率以适应每个阶段的运行工况，又需要调整供热系统的供水温度。控制方案如图2所示，通过改变循环水泵的运行频率实现循环水泵的变流量。同时，根据室外温度的变化情况及时调整热源处供热介质的出口温度。

三、变频节电改造示例

间接式集中供热中对二次循环系统改造采用分阶段改变流量的质调节控制方式，以智能控制器作为整个系统的控制核心，收集并分析来自电动机、变频器、温度传感器及系统边界条件的各项数据，实时地对变频器、电动机的运行做出调整，即根据二次供水计算温差及回水下限温度控制换热站循环泵的流量。通过变频器控制循环泵电机的转速可以调节循环泵的输出流量， 在满足供暖负荷要求的前提下，大幅度地缩减循环水泵的用电量，使电动机在整个热负荷变化过程当中的能量消耗降到最低程度。并且间接减小热能能源的消耗，从而达到节能的目的。

应用变频器还能通过采用PLC控制泵的运行逻辑以及应用变频器控制泵的转速来实现提高系统的功率因数，减小电机的无功损耗， 并提高供电效率和供电质量这一目的。为了使循环泵组的运行效率最优化，对两台以上同扬程的循环泵并联运行的泵组采用相同数量的变频器进行同频驱动。变频器采用ABB ACS510。结构图如图3所示。

某换热站二次高、低区循环水泵变频改造前后节能量测试对比表如下。

以上数字显示，换热站改造后实际节能率达到10%。系统的功率因数从0.7左右提高至0.99左右，减小了电动机的无功损耗， 从而提高了供电效率和供电质量。

综上所述，在闭环控制系统中，根据热用户对热能的需求，通过变频循环水泵自控改变水循环系统的流量，所消耗的功率将大大降低。既保证了热用户总的用热量和舒适度，又实现了供热单位的节能降耗目标，具有显著的经济与社会效益。

变频节能范文第6篇

摘要:本文以压力传感技术、变频调速技术、可编程控制技术为基础,结合近年来泵站建设和低压管道灌溉的经验,将“液位自动控制节水灌溉系统”改进为“自控变频节能节水灌溉系统”,有效提高了 现代 灌溉系统中水量流量的自动控制技术,为田间管理提供了强有力的技术支撑。

关键词:自动变频;节能节水;灌溉系统;研究

目前全球淡水资源日趋紧张,在我国有很多地方农田和生活用水紧张的情况相当严重,有的已出现断水现象,因此节水问题已成为全社会共同关注的严重问题。

早在1997年,在桐乡市政府支持下,经市水利勘测设计所设计并在河山含村示范区等地建成低压地下管道灌溉试点工程,由于田间用水量变化大,为了解决水量流量的实时调控,泵站的出水池新建了高大的蓄水池,蓄水池内安装了液位控制器,串接于电机控制柜的控制回路中,初步解决了用水量、出水量的实时调控。“液位自动控制节水灌溉系统”于1998年获浙江省水利厅科技进步三等奖,2004年获浙江省水利厅优秀工程设计奖。2005年秋,桐乡市水利局在石门镇民丰村明渠灌溉的庙桥浜泵站试用手动变频调速控制水泵运行,取得较好地效果,受到当地群众的高度赞誉。

一、“自控变频节能节水灌溉系统”的总体设计

一是引入变频调速技术、压力传感技术、可编程控制技术于农田灌溉。由变频器、压力变送器、压力显示器、可编程控制器、可编程时控器、相序保护器和空气开关、断路器、交流接触器、时间继电器、热继电器、按钮、指示灯、仪表等电器集成(均为国产)的智能型自动控制柜“自控变频节能控制柜”,作为“自控变频节能节水灌溉系统”的指挥中心,能根据田间用水量的变化,自动变频调速调节水泵出水量,自动进行工频变频切换和单泵双泵切换,自动按设定时间开机停机。在泵站建设中,针对平原水网地区泵站规模较小的特点,采用了涵洞式引水道、竖井式水泵室,使引水道和水泵井四周的土压力相互平衡,比传统的开敞式引水道有限地节省了工程量,减少了土方开挖和回填土,方便了施工。

二是将“液位自动控制节水灌溉”中的高蓄水池,改为较小的地下压力水池,建在泵房地面之下。既节省了工程量,又减少了耕地占用。水池壁上预埋安装压力变送器和水位观察管的镀锌钢管,水池边上设置调压溢流管。选用专门为本地区低压管道灌溉研制且不需要加引水、适于自动开机的hdb系列导叶式混流泵。用upvc双壁波纹管作为地下管道,用钢筋混凝土预制接头,施工方便,漏水少,管壁糙率小。干管和部份支管的进口处安装蝶阀控制,部份渠尾设置调压管。用专利产品、工程塑料制造的fn-150(100)农田灌溉节水阀作为田间放水阀,使用寿命长,不需维修,可做到滴水不漏。一只放水阀控制面积约5亩左右。

二、关键设备“自控变频节能控制柜”的原理和工作过程

田间用水量的信息,通过管网压力的变化,传递到压力水池中,压力水池中安装的压力变送器,把压力信号变成电模拟量,输入变频器控制回路,变频器根据输入的模拟量,自动将连接水泵电机的主回路的交流电频率变化,使管网压力不断向设定的“控制压力”接近,达到恒压供水。从而使水泵根据田间用水量自动调节供水量,达到节水节能目的。一个泵站安装两台水泵,为了节省投资,采用一台变频器控制两台电机,由于田间用水量的变化涉及到单泵供水或双泵供水,需单泵双泵切换和工频变频切换,用可编程控制器设定条件进行控制,还要设置“最高压力”、“最低压力”等参数。

控制柜的电路,有变频器-电机主回路和控制回路两大部份,控制回路有压力变送显示电路、可编程控制器外接电路、可编程时控器外接电路、变频器外接电路、交流接触器互锁电路、手动控制电路、电机工况显示电路、直流电源外接电路等,另外还设置了相序保护器、热继电器等。

控制柜的工作过程,以一台变频器控制两台电机的控制柜为例。首先合上电源空气开关,接通电源,按照“自控变频节能控制柜使用维护简要说明”在变频器控制面板上设置好“控制压力”,在压力显示器上设置好“最低压力”、“最高压力”,在可编程时控器上设置好开机停机时间(或在时间继电器上设置好停机时间),把“功能转换旋钮”旋到“自动”,然后即可正常工作。其工作过程为:

当到达时控器设定的开机时间,如果压力变送器检测到的压力低于“最低压力”,1号机组(两台机组中功率较大的一台)首先变频软起动,可见压力显示器中数值逐渐上升,水位观察管中水柱同步上升,如此时田间用水量不多,一台水泵水量已够,则压力上升到“控制压力”以上,变频器即自动降频,压力降低到“控制压力”以下,变频器即自动升频,使水泵保持恒压供水,田间用水量的变化反映在水泵转速的变化上。

如果田间用水量逐渐增加,1号机组的出水量不够了,此时尽管电机以最大频率即50hz运行,但压力显示器中数值还是逐渐下降,待下降到设定的加泵压力即“最低压力时”,控制柜等待五分钟,如果不是特殊的波动造成,五分钟的压力都低于最低压力,此时才将1号机组自动转为工频运行,将2号机组自动变频软起动,可见压力显示器中数值逐渐上升,如此时两台水泵供水量已够田间用水,则压力上升到“控制压力”后,即保持恒压供水,田间用水量的变化反映在2号机组转速的变化上。如果田间用水量继续上升,两台水泵的供水量也不够了,尽管两台水泵都以最高频率50hz运行,供水压力还是逐步下降,此时,应关闭或调小部份节水阀,用水量减少到二两台水泵供水量以下,供水压力就会恢复到设定的“控制压力”。

如果田间用水量逐步减少,管道和压力水池中的压力会稍微上升,正在变频运行的2号机组转速随即降低,水泵出水减少,以保持恒压供水。如果田间用水量进一步减少,小于1号机组的出水量,但仍大于2号机组出水量,当供水压力超过设定的“最高压力”,这时首先将正在工频运行的1号机组自动停机,然后自动将正在变频运行的2号机组转成工频运行,再自动变频软起动1号机组。如果田间用水量进一步减少,小于2号机组的出水量,这时即使1号机组频率和转速降到最低,水池压力还是超过“最高压力”,则正在工频运行的2号机组自动停机。如果田间用水量再进一步减少到接近于零,则1号机组以最低频率(设置为15hz)运行,使管道压力保持一定数值,以备田间可以随时用水。

可编程时控器到达设定停机时间,正在变频运行的1号机组变频软停机。也可以将“功能转换旋钮”从“自动”转向“停止”。如果按下“紧急停车按钮”,任何情况之下,两台机组都会立即停机。

三、该系统的改进意见

任何技术都是在不断改进的,“自控变频节能节水灌溉系统”也是在综合许多先进技术的基础上改进的,今后也将随着技术的发和进步不断改进。经过一个灌溉季节的实践,笔者认为应对系统做如下改进:

一是对于只有一台水泵的泵站,可以利用变频器内置简易plc编程控制,可降低控制柜造价。

二是对于只有一台水泵的泵站,可以取消压力水池,以进一步降低泵站造价,逆止阀、调压管仍旧保留。对于两台或两台以上水泵的泵站,压力水池还是需要的。

三是针对现有泵站管理人员文化程度偏低的现象,建议今后选配泵站管理人员时,最好文化程度能在初中以上,便于熟练掌握控制柜各种功能的应用,最大限度地发挥先进设备的功能。

四是假使有两台水泵的控制柜,还应增加“先开机选择旋钮”,在“自动”状态下,可以先起动任意一台机组,有利于两台机组的均匀使用。

变频节能范文第7篇

摘要:在我国能源的日益紧张和能源浪费严重的形势下，高效低耗的节能技术受到人们的关注。本文从变频调速技术的概念出发，以空压机的变频调速节能改造为例，分析了改造中的相关注意的方面，结果表明了利用变频调速技术对空压机进行改造，充分发挥变频技术的节能效果，可供参考。

关键词：节能技术；变频调速；空压机；节能改造；操控方式

Abstract: in our country's energy of growing tension and energy waste serious situation, high efficiency and low energy consumption energy saving technology got the attention of people. This article from the concept of frequency conversion technology, based on the air compressor's frequency control energy-saving reform as an example, this paper analyzes the transformation of the related notice, the results show that the use of frequency conversion technology reform of air compressor, give full play to the energy saving effect of frequency conversion technology, available for reference.

Keywords: energy saving technology; Variable frequency speed regulation; Air compressor; Energy saving transformation; Control way

当前，我国能源的日益紧张，降低设备能耗，节约能源成为了创建资源节约型社会的要求。空压机是一种利用电动机将气体在压缩腔内进行压缩并使压缩的气体具有一定压力的设备，广泛应用于工业生产和产品加工制造业中。但空压机普遍存在能耗高，进气阀易损坏、供气压力不稳定等诸多问题。

随着节能技术的快速发展，变频调速技术作为一种新型的节能技术,已经渗透到经济领域的所有技术部门中，因此，在空压机能否应用变频调速技术，进行节能改造，在节省电能同时改善空压机性能，提高供气品质就成为了一个倍受关注的话题。

1 变频调速技术概述

电动机是目前各行业生产中不可或缺的重要设备，生产机械的工作需要电动机拖动来实现设定的工作。上个世纪因为技术发展的限制，电动机运动基本是固定转速的定速拖动。在控制要求的精度不高的环境下，定速运行可以满足大部分的生产需求。而随着工业化和智能化需求，定速控制和拖动的方式已经不能适应生产需求，对传动方式提出了可调的要求。此时电动机的发展也从直流向交流发展，交流电机的造价低性能好，重量轻等优势都是使其获得了较大的应用空间。因此智能调速的技术逐步向交流电机方向发展。实践中使用调速技术后可以大幅度提高机械加工的精度，并可以降低劳动强度和提高生产效率，并为自动化智能控制提供了必要的条件 [1]。

具体看变频调速技术，就是在拖动系统中利用变频器驱动电机，实现速度的可调性，也就是让电机按照既定的程序或者方式进行工作。但是不论系统是否采用调速技术，其稳定性是最大的前提，即要求系统在受到外部干扰的时候也可自动恢复功能。交流调速传动主要就是利用电子式电力变换装置对交流电动机的变频调速传动。除了变频调速外还有另一种调速方式，如变极调速、定子变压调速、离合其调速等等，虽然这些技术可以在某种场合下得到应用，但是其性能都不能与变频调速向比。

变频调速的基本原理就是通过改变电源的供电频率，引起同步转速的改变，从而改变电机的转动速度。变频调速的突出是范围大、变速平滑、效率高、动静态特征优良，是一种应用最广且性能较好的交流调速模式。电动机械的特性是根据电动机自身的电气参数而发生改变的，但是因为系统的转动惯量的存在，转速不能发生突变，但是通过外部条件改变电气参数必然会引起电磁转矩的改变，从而破坏原有的转矩平衡关系，此时就会出产生新的系统合转矩。此种情况系统将才产生一个加速度，使得系统加速或减速。当外部调节稳定后，系统转速就会达到平衡，这个过程就是变频调速过程 [2]。

2变频节能技术在空压机节能改造中的应用

2.1 空压机变频控制改造的需求

（1）空压机的工频与变频工况比较：空压机的功率往往较大，启动方式多为空载条件下的启动星形三角启动，紧挨着和卸载都是瞬间完成。这就使得空压机在启动电流在瞬时间达到额定电流的4-7倍，价值和卸载时其机械性冲击较大；启动中因为电流变化较大因此对电源冲击大，同时会使得空气源产生波动影响生产；同时此种运行方式因此机械冲击大从而加速了设备的磨损降低了设备的使用寿命；因为普通的空气压缩机的拖动电机本身不具备调速功能，因此不能直接使用压力、流量等变化实现降速调节的目的，以此配合输出功率，电机不能在使用中频繁启动，导致在气量需要较小的时候也必须控制运行，能源浪费严重。

变频调速技术具有较明显的节电效果，其优良的调速能力适应性广泛，且安全可靠。平滑的变速性能和软启动方式可以降低在启动和变速中对机械的冲击，延长了设备的使用寿命；另外因为电机运行的时候频率可以改变，实现了对空压机输出功率的调节，即在气量较小的时候可以降低电机的速度，不需要对空压进行加载和卸载，从而大幅度的提高了电机的运行功率，使得气压供气系统可以保持一个相对稳定的工况，实现了节能目标。

（2）空气机的变频调速的现实意义：空气机经过变频调速改造可以突出以下优势：节约能源，提高系统的供气效果，降低运行的成本支出，提高压力控制的精确度，延长压缩机的使用寿命、降低其运行噪音、提高功率因数，最大范围内的降低空气压缩机的高额运转的能源消耗，从根本上改善了空压机的运行成本和工况。

2.2 空压机的变频调速改造要求

在空压机改造中，应保证电机变频运行时储气罐的出口压力稳定，其波动的范围应在生产需求范围之内；系统在控制时应具备变频和工频两种控制回路，工频控制的作用是在变频系统出现故障的时候辅助完成控制，以此保证生产的不受影响；在改造中应根据空压机的具体工况保证电动机具有和转矩的性能特征，以突出变频优势；为了防止各种外界干扰对空压机的影响，变频器的输入端应具备一定的抗电磁干扰的能力；在气量需求降低的情况下，变频器在低频运行，此时应保证电机的绕组温度和电机的运行噪声不超过正常值；如果生产工艺出现改变，改造后的变频控制系统应可以实现对供气气压的调整，利用恒定气压和变流方式进行供气。

3 空压机变频调速节能改造实例分析

3.1 改造的具体情况

变频节能范文第8篇

1.1变频节能技术

简单来说，变频节能技术是指一种利用科技手段及设备实现电流频率改变的技术。其中，负责控制电频频率的设备叫做变频器，变频器的构成比较复杂，主要由电源板、电极电容、控制面板及键盘等部件组成，通过这些部件的有效结合，能够使电动机在最节能的状态下运行。传统机电设备中的电流频率是不可改变的，在设备运行过程中，其转数也不能改变和控制，这就导致其设备长期处于恒定运行状态，这样不能因地制宜地改变转速，不但使设备的使用寿命大大缩短，而且还会造成大量的能源消耗。随着变频节能技术的出现，机电设备的这一缺陷得到了很大改善。将变频节能技术运用到机电设备中，不但能够改变机电设备的灵活性，还可根据实际生产的需要调节设备的运行状态节约能源，这样就能够大大增加设备的使用年限和减少能源消耗。

1.2变频节能技术的基本原理

变频器的工作原理可以简单概括为“交—直—交”工作方式，变频器是通过整流器将工频交流电源转化成直流电源，然后再把直流电源转化成频率和电压可以控制的交流电，最后再供给电动机。变频器的工作电路主要由以下四部分组成：整流部分、直流环节部分、逆变部分、控制部分。其中整流部分主要应用的是三相桥式不可控整流器；直流环节部分主要是用来滤波，直流储能和缓冲无功功率的；逆变部分主要采用的是IGBT三相桥式逆变器，它输出的为脉冲宽度可以调制的波形（PWM），它在整个变频器中起到了至关重要的作用，也是变频器的核心技术。变频节能技术实际上是通过变频调速系统实现对电动机转速的调节，从而达到节能效果的。

2变频节能技术的优势

变频节能技术是随着当今时代信息技术的迅速发展及节能理念的不断推广，才逐渐被应用于各类煤矿机电设备当中的，例如采煤机、矿井提升机、皮带输送机及流体负荷设备等，都在运用变频节能技术。经实践发现，与传统的煤矿机电设备相比，应用了变频节能技术的机电设备的运行效率得到了大大提高、能源消耗量大大减少，且维修养护费用也大大降低，总体来看，其使得煤矿产业的经济效益得到了显著提升。由此可以证明，变频节能技术确实能够有效改善传统机电设备的一些性能。变频节能技术将传统煤矿机电设备中的交流电的固定频率转化成为了一种变动资源，其具有以下四点优势：首先，变频节能技术的功率器件是使用的智能功率模块IPM，这种功率模块是在GTRIGBT的基础上发展起来的，它能够实现对功率的变频；其次，变频节能技术改进了压频比的控制方式，使其控制理论得到了进一步革新，也即是采用直接转矩控制和矢量控制的方式来扩展了自身技术的应用范围；再次，变频节能技术采用了创新的人工神经网络及模糊自优化控制技术，从而更加集中了自身的集成系统，并将原来单一的数字信息处理技术发展成为了先进的专用集成电路；最后，变频节能技术的综合应用范围也正在越扩越大，如今的变频节能技术不仅拥有基本的调速功能，更具备通信、编程序参数辨识等功能。

3煤矿机电设备中变频节能技术的应用

从变频节能技术的出现到如今的迅速发展，其在节能和安全等方面的优势越来越显著。目前，变频节能技术已经在我国煤矿机电设备中得到了广泛应用，以下笔者就来详细介绍变频节能技术在采煤机、矿井提升机、皮带输送机及流体负荷设备等主要煤矿机电设备中的应用。

3.1变频节能技术在矿井提升机中的应用

矿井提升机在煤矿生产中的条件比较复杂，大多数矿井提升机都是在非常恶劣和繁重的环境下运作的，因此这就对其性能和质量提出了较高的要求。在煤矿生产过程中，矿井提升机往往需要反复启动与操作，其中调速任务有很多，并且比较容易引发设备故障，从而对煤矿的正常生产产生较大的不利影响。而随着变频节能技术被越来越广泛地应用于矿井提升机中，其在进一步提升矿井提升机工作效益的同时，还对其起到了一定的保护作用。利用了变频节能技术的矿井提升机，能够在内部软件的辅助下更高质量和更快速度地完成工作任务，并且其运行能耗也比原来大大减少，尤其节约了大量的电能。目前，科研人员又研究出了一种专门用于矿井提升机的风光提升机变频器，其具有很高的兼容性，能够强化矿井提升机的性能。如图1所示，就是利用变频节能技术的矿井提升机的系统，变频装置替换掉复杂的串联电阻切换装置，并完成提升机运行速度曲线、转矩大小的要求，极大地使控制操作流程得到简化，提高控制精度。

3.2变频节能技术在皮带输送机中的应用

由于皮带输送机具有功率大、电压高等特点，因此其在煤矿生产中具有很重要的作用，甚至可以说是整个煤矿生产系统的咽喉。所以，皮带输送机的性能和质量必须要达到要求，要能够保障煤矿生产的正常进行。通常情况下，皮带输送机在轻载或空载的情况下仍然是处于正常运转状态的，这无疑大大损耗了不必要的电能，造成了极大的能源浪费；另外，一些皮带输送机所使用的软启动装置是液力耦合器，其非常容易发生电机失控，从而造成设备损坏。变频节能技术的出现很好地解决了这一问题，其能够有效保护皮带输送机不被损坏，大大减少了电机失控情况的发生，并且还能够提高输送机的工作效率，使其更加节能高效。以爬坡皮带输送机为例，采用GI800变频器控制，由一台交流异步电机驱动，其变频器通过外部电位器设定值与皮带电子称实时测量信号相加，作为初级给定信号，并通过滤波、PID、限幅等处理后作为实际频率控制给定值信号，实现输送机皮带走速控制和调节，达到根据输送机皮带上实际料量大小自动调节控制的目的。

4结语

综上所述，将变频节能技术运用到煤矿机电设备中，能够大大节约煤矿生产的能耗，进而增加煤矿生产的经济效益，因此在我国的煤矿生产中，应当更加广泛地应用变频节能技术。

变频节能范文第9篇

关键词：煤矿；电机拖动系统；变频调速；节能改造

中图分类号：TM921

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）20-0130-03

随着电力电子技术、计算机技术、电力通信技术等的进一步发展，变频调速节能技术得到迅速发展且在工程实际应用中发挥了良好的应用效果。高性能的变频调速节能装置设备已被大量地引入到煤矿、钢厂、电厂等工业领域。通过大量研究和实践工作可知，交流电机采用变频调速技术升级改造后其通常可以获得30%～65%的节电效益。在煤矿开采过程中，随着井下开采和掘进的不断延伸，矿井巷道也变得越来越长，为了满足井下通风需求，需要增加通风风机的功率容量，这样大功率的电机直接起动对煤矿配电网冲击非常大，加上井下作业面需求风量波动较大，采用常规继电器直接控制方式会导致大量电能资源浪费。目前，大功率交流电机采用变频调速技术进行升级改造，已成为当代电机节能调速控制的潮流，其节能节电效果十分明显，加上科学技术的进一步发展，大功率、高电压变频器的制造成本也在明显降低，变频器起动性能和调速平稳性能得到大大提高，减少了电机起动对煤矿配电网的冲击。因此，结合煤矿井下通风系统的实际情况，采取变频调速技术对原电机控制系统进行技术升级改造，就显得非常有

意义。

1　电机变频调速控制原理

煤矿井下通信系统中风机电机拖动系统，由于受当时建设技术水平和综合投资资金的制约，存在电源浪费严重等问题。采取基于PLC与变频器的变频调速技术升级改造，可以达到节能降耗的目的。电机拖动系统的节能通常有两种方法，一种是直接采用节能电机，如永磁同步电机；另一种是采用变频调速等控制系统来动态调节电机输入电源频率，达到风机拖动系统输入与输出间的实时动态平衡，进而达到电机调节运行节能降耗的目的。基于PLC与变频器的电机变频调速控制系统具有体积小、重量轻、起动转矩大、控制精度高、功能强、可靠性高、操作维护简单便捷、兼容性强等优点，要明显优于以往常规电机调控模式，使用它除了具备调速稳定可靠的优点外，还可以节约大量电能资源。

风机电机的输出转速（转矩）同电机输入电源频率、转差率以及电机磁极对数三个因素有直接关系。电机输出转速可以表示为：

（1）

式（1）中：为电机的磁极对数；为电机运行实时电源频率；为滑差。

从式（1）可知，对于交流电机拖动系统而言，要实现电机拖动系统在实际调节运行过程中，具有较高调控稳定精确性和节能经济性，可以采取三种方法，即改变电机的磁极对数p、通过内部转子串联电阻等改变电机的滑差率s、改变电机实时电源频率f。改变电机磁极对数p和滑差率s，均需要改变电机内部结构，这在很大程度上受到电机制造工艺、生产技术等因素的制约。而调节电机输入电源的频率f，不仅不需要改变电机的内部结构，而且只需要外加变频器作为电机输入电源的调控单元，就能完成对电机控制系统的动态调节。同时采用变频调速后，能够经过变频器和PLC的动态调控，使整个电机拖动系统长期处于最优工况，达到节能降耗的目的。从技术性、调节运行节能经济性等方面来看，变频调速控制较其他节能方案在可行性、可靠性、精确性等方面更加优越，是电机节能降耗工程中常采用的技术措施。

2　电机拖动系统变频调速节能改造的技术要点和功能效果

煤矿通风系统中的风机电机拖动系统采用基于PLC与变频器的变频调速技术升级改造方案中，其节能改造实现的基本控制要求包括以下两个方面：

（1）节能控制系统应具备抑制电磁干扰的相应有效技术措施，能够防止非正弦波干扰风机电机拖动控制系统中的电脑主机、计时器、传感器等精密仪器设备的高效稳定工作，也就是采用变频调速控制系统进行技术升级改造过程中，不能改变风机电机控制系统的其他功能单元和元器件设备的正常稳定运行性能参数。

（2）在变频调速节能运行过程中，当风量检测系统出现故障时，变频调速控制系统将以电机拖动系统上限频率进行恒功率运行，以确保系统最大的风量。当变频调速控制系统出现故障时，能够发出声响及指示灯指示，提醒运行管理人员进行相关设备性能检查，同时起动原控制系统（如软起动、继电器直接起动等）。

风机电机拖动系统采用变频调速控制技术升级改造后，能够取得较好的节能经济效益、延长使用寿命等功能效果，具体表现为：

（1）速度调节范围较宽。基于PLC与变频器的变频调速控制系统，其控制可靠性和精确度较高，且其速度控制范围较宽，理论上能够实现在1%～100%范围内的连续动态平滑节能调节控制。

（2）实时调节误差较小，精度较高。可以达到±0.5%的误差范围。

（3）电能利用效率较高。电机转换效率可以达到96%以上，同时电机拖动系统功率因素可以达到95%，节省了大量无功功率，降低了配电网变压器的无功调节负担，提高了供电系统的供电可靠性。

（4）具备软起动功能。能够有效抑制电机起动冲击电流，确保电机起动具有较高安全可靠性，可以延长电机拖动系统的综合使用寿命。

（5）节能节电效果十分明显。采取变频调速控制系统进行技术升级改造后，比常规继电器直接起动控制系统，其节能节电效率通常可以达到30%以上。

3　电机拖动系统变频调速节能改造效益分析

3.1　电机变频调速节能改造方案

一大型煤矿井下通风系统中共采用3台通风机（按照两用一备控制模式设计），其进口温度为22℃，进口压力为99.12kPa，升压为68kPa，轴功率为207kW，配置异步电动机型号为Y355M1-2-220kW/380V F级 IP55，功率为220kW。为了提高煤矿井下通风系统运行的可靠性、经济性、节能性，结合煤矿井下通风系统的实际运行工况，按照“最小改动、最大可靠性、最优经济性”等改造原则，对煤矿井下通风电机拖动系统进行技术升级改造。决定采用基于PLC与变频器的变频调速控制对煤矿井下通风电机拖动系统进行技术升级改造，为了分析改造经济效益，决定1#风机采用变频调速运行方式，2#风机采取工频运行方式。

3.2　电机拖动系统变频调速升级改造节能效益分析

在各项运行技术指标和环境均相同的情况下，1#风机与2#风机相比，1#风机其调节运行工况性能要更加平滑稳定，平均运行电流降低到326A，比工频运行额定电流的408A要直接降低82A，理论节电效率为：，实际节电效率为43%，节能节电效果十分明显。

4　结语

根据通风空调系统电机变频调速节能控制技术原理，对煤矿井下通风电机拖动控制系统进行技术升级改造，使井下通风系统运行更加安全可靠和节能经济，同时煤矿井下通风系统电机拖动设备的综合使用寿命也得到延长。结合一大型煤矿井下通风系统具体节能改造工程的节电经济效益分析计算，可以得出煤矿井下通风系统变频调速升级改造的节能优越性。对煤矿井下通风系统风机电机拖动系统的变频调速节能升级改造，这个通风系统运行的稳定性和可靠性得到了进一步提高，井下通风温湿度指标也能满足实际煤炭开采需求。在现代变频调速控制技术的进一步完善和成熟下，变频调速节能改造电机拖动系统将成为煤矿井下通风系统节能升级改造的重要方法之一。

参考文献

[1]　张利君．变频调速技术与变频调速的节能原理[J]．内蒙古科技与经济，2006，（1）．

变频节能范文第10篇

关键词：输油泵;变频节能技术;分析;运用

变频节能技术可以起到稳定和节约运输费用的效果，变频调速器的应用可以有效保护电机及机械设备不受短路、过压、欠压等状况的影响，从而最大程度化的降低电能消耗，提高输油泵的给工作效率。从长远角度来说，变频器的使用不仅可以为企业减少成本，还可以为企业节约相当一部分的电能，对电动机的长期使用也起到了维护作用，企业应该对变频节能技术做到足够的重视，延长电机的使用寿命。

1影响变频调速的原因

虽然变频技术的调速范围很大，但是其仍然居偶遇一定的局限性。当运行工况和管路运行曲线同时发生变化使得与调速泵同时并列运行的定速泵会对变频器的调速范围起到一定的影响，当调速范围一旦发生变化，变频效果将会大打折扣，变频节能技术将会达不到之前的节能效果，降低输油泵电机的工作效率，在工况相似的情况下，电机转速降低的话，轴功率也会急速下降。若电机的输出功率变化过大或者严重偏移额定功率，则电机的工作效率会急速下降，变频节能效果也会达不到预期的效果，电机的使用寿命和周期得不到应有的维护。

2输油泵变频节能技术的基本原理

变频节能技术是将现代电子技术与计算机技术基于一身的高效节能技术，随着科学技术的快速发展，变频节能技术已经日趋完善，变频节能技术也得到了更加广泛的应用。当原油在低压环境下时，输油泵作为原油运输的桥梁，输油泵可以向喷油泵输送足够压力和质量的原油，离心泵依靠旋转叶轮的力量把原动机的机械能传递给液体。通常运用两种方法对进入和排出输油泵的原油流量进行调节，一种是通过对离心泵内部的叶轮的转速进行调节可以控制原油流量的大小，转速增加则原油流量增多，转速减小则原油流量减少，一种是通过对离心泵的阀门开口大小进行调节来控制原油的流量，阀门开口大则原油流量增大，阀门开口小则原油流量减小。第二种方式具有操作简单的优点，，其缺点是由于要不断的对阀门开口大小进行调节，在此过程中容易造成资源浪费，这与我国倡导节约环保的绿色宗旨不符，因此在实际应用中并没有得到广泛的应用。第一种方式中原油输送是通过对离心泵的内部叶轮来调节完成的，也就是说输油泵的输油量的调节是通过叶轮的转速来进行变频调节的，并没有造成能源浪费的现象，因此这种方式对于节能减排、技术改造具有很大的推动作用。

3输油泵变频节能技术的运用

3.1变频器的应用情况

很多公司在安装变频器之后都可以利用设备对输油泵进行调节，从而达到对输油泵进行变频调速的效果，变频器设备具备功能多样化的特点，结构简单，有很强的节能效果，对于输油泵的电机也有很强的保护作用，有利于延长输油泵电机的使用寿命和使用周期。变频器通过调节输油泵电机的电源可以对电机进行调速，是原来的电机转速、流量、额定功率等都根据工作实际情况发生自动化的变化。变频器的应用使得输油泵的电机转速得到了自动化的调节，电机使用寿命得到了延长，达到了节约能源的效果，输油泵电机的工作效率也得到了提升。

3.2输油泵变频器的节能效果

在安装变频器之后，通过安装前后的数据对比分析，输油泵的输油耗比之间有所降低，根据数据对比分析，计算好节约的油量和油量单价，一年之后节约的油成本就可以支付一个变频器的价格，使用变频器之后，长此以往，输油泵节约的成本就会越来越多。另外，变频器可以起到自动调节变速的效果，在这方面来说，这不仅降低了工作人员的工作强度，提升了油量调节的稳定性，对员工的工作环境也起到了改善作用，有利于提升工作人员的积极性，对于企业经济效益的提升也有很大的好处。因此，安装变频器，引进变频节能技术不仅在节能减排，节约能源方面起到了很大的助力作用，对于输油泵输油量的稳定进行和企业经济效益的提升都具有推动作用。

4结语

总之，输油泵使用变频节能技术不仅能够自动调节电机转速，提升油量调节的稳定性，还能起到节能减排、降低成本的作用，通过变频器来调节输油泵的转数，达到控制原油流量的目的，降低工作人员的工作强度，减少电能消耗，使操作流程充满人性化设计，为企业带来一定的经济收益。将集现代电子技术与科学技术与一体的变频节能技术应用于输油泵不仅能够节能减耗，还可以做到高精度的调速，满足企业生产过程中的需要，能够节约大量能源。

参考文献：

[1]朱恩伟,祁小俊,陶毅.浅析输油泵变频节能技术的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2017,(01):107-108.

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[3]孙建波.变频调速技术在输油泵机组中的节能效果分析[J].石化技术,2015,(07):63.

[4]卢秀珍,曹中华,侯建军.浅谈火电厂中变频调速技术的节能分析[J].电子世界,2014,(02):37.