電機節能原理

電機系統逆變器節能是一種有抱負的大功率、高性能調速方法，即通過改變電機功率頻率來完成調速。電機系統節能逆變器是利用電力電子半導體設備的通斷動作來完成電力的大功率變換和運行的電子電路裝置，可以直觀地進行操作和顯示。

由于電機系統變頻器節能的優越性，其應用范圍越來越廣泛，選用的技巧也在不斷擴大，這也尋求電機系統變頻器節能的小型化。新一代IGBT采用了新的漏極控制電極技術，大大降低了集電極-發射極的成本。因此，使用這種新設備損耗低，可以減少加熱，消除損耗。

變頻調速節能的原因是為了節省全速運行時浪費的電能。特別是恒壓供水系統等閉環調速系統，完成了按需拖動，徹底消除了拖動系統在運行過程中的弊端。這是一個節約能源的好方法?，F實中，很多場合還是存在大馬拉大車的樣子，這方面潛力很大。系統變頻器能節能是不可磨滅的現實。

實際上，電機系統變頻器乃至電力電子行業節能的具體功能如下：

1)進一步提高電能轉換功率，降低待機損耗。

2)防止電力污染，盡可能減少電流諧波，提高功率因數。

3)提高電力設備和系統的電磁兼容性。

4)降低電氣噪聲。

5)完全的高性能可控性。宣鋼煉鋼廠的除塵風機、水系統、給料系統，正是習慣了電機系統變頻器的節能特性。通過反復的理論研究，選擇了電機系統逆變器進行節能，為我國的節能工作做出了貢獻。我們知道，交流電機的同步轉速表達式為：n=60f(1-s)/p(1)，其中n為異步電機的轉速；f是異步電動機的頻率；s是電機的轉差率；p是電機的極數。從公式中我們知道，轉速n與頻率f成正比，只有改變頻率f才能改變電機的轉速，當頻率f在0 ~ 50 Hz的范圍內變化時，電機系統變頻器的節能尺度就很寬。

1.可以提高功率因數，降低線損。

2.變頻調節比閥門擋板調節更有效。

3.“大馬拉小車”現象可以消除。

4.軟啟動和軟停止減少沖擊電流。

5.改進工藝可能有一定的節能效果。

另外，如果功率因數高，就不需要調整，電機的匹配合適，電壓也合適，加個變頻器也不節能。

風機和泵類負荷經變頻調節后，節能率可達20%~60%，因為風機和泵類負荷的功耗基本上與轉速的三次方成正比。當用戶所需的平均流量較小時，風機和水泵采用變頻調速降低其轉速，節能效果可觀。而傳統的風機和泵使用擋板和閥門進行流量調節，電機轉速基本不變，功耗變化不大。在這類負載上使用變頻調速裝置具有重要意義。近十年來，以節能為目標的變頻器應用得到了迅速推廣和發展。據廠家了解，我國已進行變頻調速改造的風機、泵類負荷占總容量的5%以上，每年節能約800億kWh。由于風機、泵、壓縮機采用變頻調速后可節省大量電能，所需投資可在短時間內收回，因此變頻調速在該領域得到廣泛應用。目前成功應用的有恒壓供水、各種風機、中央空調、液壓泵變頻調速等。值得指出的是，恒壓供水由于其良好的使用效果，現已形成典型的變頻控制方式，廣泛應用于城鄉生活用水、消防、噴灌等。恒壓供水不僅節省了大量的電能，而且延長了設備的使用壽命，使用操作更加方便。一些家用電器，如冰箱、空調等。采用變頻調速，也取得了良好的節能效果。