试论电机变频控制节能技术和运用

巨志忠　杨小强

摘 要：电机作为制造业的主要动力设备，其节能问题值得高度重视。针对电机变频控制和实际运用进行了探讨，重点对电机变频控制的原理和特点进行了分析，探讨电机变频控制的节能性，指出电机变频控制的应用现状。

关键词：交流电机；风机；变频控制；节能性

中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0015-02

为贯彻落实国务院提出的“节能减排”的重要指示，财政部、国家发展改革委将组织开展高效电机推广，将电机系统的节能问题放在很重要的位置，变频电机控制节能也有了广阔的发展空间。目前我国电力能源利用效率较低、消耗高、浪费大，电力供应形势严峻，发展变频节能电机势在必行。

1 电机变频控制的原理和特点

变频电机是变频器驱动电机的统称，它采用由变频感应电动机和变频器组成的控制系统，提高机械自动化程度和生产效率。以交流电机为例，其同步转速可用下式表示：

在传统的电机拖动中，当电机拖动的负载发生变化时，一般通过调节通电时间占空比来进行调速。这样的调节虽然很简单，但是电机会不断地启动、制动，而在启动和制动过程中电机的耗能很大。如果采用变频技术来对电机进行调速，电机转速不但能平滑过渡，而且节能效果也能在很大程度上得到提高。

3 电机变频控制的发展和运用

在传统的电机控制中，电机运行的驱动频率是一个定值，变频调速使通过调节电机频率节约能源成为可能。近年来，随着电子技术和控制技术的飞速发展，人们对节能的要求也在不断提高，这使得电机的变频技术在很大程度上得到了提升，并且其应用范围也越来越广。

3.1 变频电机的发展状况

电机的变频调速目前大多使用恒V/F控制系统。该控制系统结构简单、成本低，适用于风机等较大型、且对调速系统动态性能要求不高的地方。变频电机开环调速系统能满足一般的平滑调速需求，但它的静、动态性能都很有限。如果需要提高静、动态特性，则需要反馈转速进行闭环调节。因此，人们又提出了控制闭环转差频率的电机调速方式。转差频率控制使用异步电机稳态等效电路和转矩公式来保持磁通恒定，这种方式只有在稳态情况下成立，多用来控制慢速电机。在对转速必须做出快速反应的动态系统中，电机会额外产生比较大的瞬态电流，使电机的转矩受到很大影响。因此，在动态过程中控制电动机的转矩是做好动态控制的关键。

3.2 电机变频控制的应用

电机70%的耗能是在风机和泵类负载中，变频技术在这类电机控制中的优势更体现出了其重要性。例如，没有调速功能的空调，当温度低至阈值时风路就被关掉，但此时电机依然在运行，造成不必要的能量损耗。如果空调系统采用变频调速电机，当温度降低时就不必关掉风路，而是降低电机转速，这样就不会损耗电能。空调系统中加入变频器，可以使系统节能20%～30%.

另外，在实际应用中需要根据不同的需要选择大小合适、性能高的电机，减小电机的浮装容量，防止能量的浪费。同时，在实际应用中还要不断优化电机系统结构，尽可能降低额外能量的损失，并选择导磁性高的材料，比如冷轧硅钢片等。

4 结束语

变频电机在空调风机和泵类电机拖动中表现出了其节能、安全易控、无级平滑调速、高精度控制等显著特点。随着我国对节能环保投入的不断增加，电机的变频控制将会得到更好的发展。

参考文献

[1]汤凤佩.注水电机变频控制时的继电保护设计[J].科技创新导报，2012（02）：15-17.

〔编辑：刘晓芳〕

摘 要：电机作为制造业的主要动力设备，其节能问题值得高度重视。针对电机变频控制和实际运用进行了探讨，重点对电机变频控制的原理和特点进行了分析，探讨电机变频控制的节能性，指出电机变频控制的应用现状。

关键词：交流电机；风机；变频控制；节能性

中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0015-02

为贯彻落实国务院提出的“节能减排”的重要指示，财政部、国家发展改革委将组织开展高效电机推广，将电机系统的节能问题放在很重要的位置，变频电机控制节能也有了广阔的发展空间。目前我国电力能源利用效率较低、消耗高、浪费大，电力供应形势严峻，发展变频节能电机势在必行。

1 电机变频控制的原理和特点

变频电机是变频器驱动电机的统称，它采用由变频感应电动机和变频器组成的控制系统，提高机械自动化程度和生产效率。以交流电机为例，其同步转速可用下式表示：

在传统的电机拖动中，当电机拖动的负载发生变化时，一般通过调节通电时间占空比来进行调速。这样的调节虽然很简单，但是电机会不断地启动、制动，而在启动和制动过程中电机的耗能很大。如果采用变频技术来对电机进行调速，电机转速不但能平滑过渡，而且节能效果也能在很大程度上得到提高。

3 电机变频控制的发展和运用

在传统的电机控制中，电机运行的驱动频率是一个定值，变频调速使通过调节电机频率节约能源成为可能。近年来，随着电子技术和控制技术的飞速发展，人们对节能的要求也在不断提高，这使得电机的变频技术在很大程度上得到了提升，并且其应用范围也越来越广。

3.1 变频电机的发展状况

电机的变频调速目前大多使用恒V/F控制系统。该控制系统结构简单、成本低，适用于风机等较大型、且对调速系统动态性能要求不高的地方。变频电机开环调速系统能满足一般的平滑调速需求，但它的静、动态性能都很有限。如果需要提高静、动态特性，则需要反馈转速进行闭环调节。因此，人们又提出了控制闭环转差频率的电机调速方式。转差频率控制使用异步电机稳态等效电路和转矩公式来保持磁通恒定，这种方式只有在稳态情况下成立，多用来控制慢速电机。在对转速必须做出快速反应的动态系统中，电机会额外产生比较大的瞬态电流，使电机的转矩受到很大影响。因此，在动态过程中控制电动机的转矩是做好动态控制的关键。

3.2 电机变频控制的应用

电机70%的耗能是在风机和泵类负载中，变频技术在这类电机控制中的优势更体现出了其重要性。例如，没有调速功能的空调，当温度低至阈值时风路就被关掉，但此时电机依然在运行，造成不必要的能量损耗。如果空调系统采用变频调速电机，当温度降低时就不必关掉风路，而是降低电机转速，这样就不会损耗电能。空调系统中加入变频器，可以使系统节能20%～30%.

另外，在实际应用中需要根据不同的需要选择大小合适、性能高的电机，减小电机的浮装容量，防止能量的浪费。同时，在实际应用中还要不断优化电机系统结构，尽可能降低额外能量的损失，并选择导磁性高的材料，比如冷轧硅钢片等。

4 结束语

变频电机在空调风机和泵类电机拖动中表现出了其节能、安全易控、无级平滑调速、高精度控制等显著特点。随着我国对节能环保投入的不断增加，电机的变频控制将会得到更好的发展。

参考文献

[1]汤凤佩.注水电机变频控制时的继电保护设计[J].科技创新导报，2012（02）：15-17.

〔编辑：刘晓芳〕

摘 要：电机作为制造业的主要动力设备，其节能问题值得高度重视。针对电机变频控制和实际运用进行了探讨，重点对电机变频控制的原理和特点进行了分析，探讨电机变频控制的节能性，指出电机变频控制的应用现状。

关键词：交流电机；风机；变频控制；节能性

中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0015-02

为贯彻落实国务院提出的“节能减排”的重要指示，财政部、国家发展改革委将组织开展高效电机推广，将电机系统的节能问题放在很重要的位置，变频电机控制节能也有了广阔的发展空间。目前我国电力能源利用效率较低、消耗高、浪费大，电力供应形势严峻，发展变频节能电机势在必行。

1 电机变频控制的原理和特点

变频电机是变频器驱动电机的统称，它采用由变频感应电动机和变频器组成的控制系统，提高机械自动化程度和生产效率。以交流电机为例，其同步转速可用下式表示：

在传统的电机拖动中，当电机拖动的负载发生变化时，一般通过调节通电时间占空比来进行调速。这样的调节虽然很简单，但是电机会不断地启动、制动，而在启动和制动过程中电机的耗能很大。如果采用变频技术来对电机进行调速，电机转速不但能平滑过渡，而且节能效果也能在很大程度上得到提高。

3 电机变频控制的发展和运用

在传统的电机控制中，电机运行的驱动频率是一个定值，变频调速使通过调节电机频率节约能源成为可能。近年来，随着电子技术和控制技术的飞速发展，人们对节能的要求也在不断提高，这使得电机的变频技术在很大程度上得到了提升，并且其应用范围也越来越广。

3.1 变频电机的发展状况

电机的变频调速目前大多使用恒V/F控制系统。该控制系统结构简单、成本低，适用于风机等较大型、且对调速系统动态性能要求不高的地方。变频电机开环调速系统能满足一般的平滑调速需求，但它的静、动态性能都很有限。如果需要提高静、动态特性，则需要反馈转速进行闭环调节。因此，人们又提出了控制闭环转差频率的电机调速方式。转差频率控制使用异步电机稳态等效电路和转矩公式来保持磁通恒定，这种方式只有在稳态情况下成立，多用来控制慢速电机。在对转速必须做出快速反应的动态系统中，电机会额外产生比较大的瞬态电流，使电机的转矩受到很大影响。因此，在动态过程中控制电动机的转矩是做好动态控制的关键。

3.2 电机变频控制的应用

电机70%的耗能是在风机和泵类负载中，变频技术在这类电机控制中的优势更体现出了其重要性。例如，没有调速功能的空调，当温度低至阈值时风路就被关掉，但此时电机依然在运行，造成不必要的能量损耗。如果空调系统采用变频调速电机，当温度降低时就不必关掉风路，而是降低电机转速，这样就不会损耗电能。空调系统中加入变频器，可以使系统节能20%～30%.

另外，在实际应用中需要根据不同的需要选择大小合适、性能高的电机，减小电机的浮装容量，防止能量的浪费。同时，在实际应用中还要不断优化电机系统结构，尽可能降低额外能量的损失，并选择导磁性高的材料，比如冷轧硅钢片等。

4 结束语

变频电机在空调风机和泵类电机拖动中表现出了其节能、安全易控、无级平滑调速、高精度控制等显著特点。随着我国对节能环保投入的不断增加，电机的变频控制将会得到更好的发展。

参考文献

[1]汤凤佩.注水电机变频控制时的继电保护设计[J].科技创新导报，2012（02）：15-17.

〔编辑：刘晓芳〕