摘要：随着科学技术水平的不断创新，变频器节能技术在实际生活中得到了广泛的应用，提升变频器的使用技术，使变频器节能技术得到了进一步的发展。我国变频技术主要运用在交流电动机的转速调节中，使交流电动机处于最佳调速状态，有利于交流电动机在运行过程中表现出最佳节能功效，从而提高交流电动机的工作效率，促进企业实现经济利益最大化的目标。文章主要针对变频器的节能技术原理及其实际应用情况进行分析。
关键词：变频器原理；维护应用
1 变频调速器的分类
可分为交-交变频器，即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器；交-直-交变频器，则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，目前广泛采用交-直-交变频器。
2 变频调速的原理和实现算法变压变频的基本原理
根据电机学原理，异步电动机的转速为：n=60 f（1-s）/ p，在改变供电电源频率时，电机的同步转速也相应的改变。当电机在负载条件下运行时，电机转速低于电机的同步转速，两者的差值就是转差，转差的大小与电机的负载有关。
电机定子每相感应电动势的有效值为：Es=4.44fsNksΦm。
由异步电机T型等效电路图1-1可知异步电机端电压与感应电动势的关系式为：U1=E1+I1R1其中，R1，I1分别为定子绕组阻抗及其流过的电流。在电机控制过程中，使每级磁通中Φm保持为额定值不变是关键的一环。磁通太弱，没有充分利用电机的铁芯，是一种浪费；若增大磁通，又会使铁芯饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。在交流异步电机中，磁通Φm是定子和转子磁动势合成产生的，因此由式Es=4.44fsNksΦm可知，只要同时协调控制Es和fs，就可以达到控制Φm并使之恒定的目的。
2.1 额定频率以下的调速，要保持Φm不变，当频率fs从额定值介向下调节时，必须同时降低Es，使：Φm=常数即采用恒电动势频率比的控制方式。然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当定子频率fs较高时感应电动势的值也增大，因此可以忽略定子阻抗压降，认为定子相电压Us=Es则得：Φm=K Us/fs=常数，这就是恒压频比（（V/F）的控制方式。低频时，Es和Us都较小，定子阻抗压降所占的比率就比较显著，不能再忽略，这时可以人为的对定子阻抗压降进行补偿，适当的提高逆变器的输出电压。
2.2 额定频率以上的调速：在额定频率以上调速时，频率可以从额定值fsn往上提高，但是端电压Us不能继续上升，只能维持在额定值Usn，这将迫使磁通与频率成反比的下降，相当于直流电机的弱磁升速的情况。在整个电机调速范围内，异步电机的控制特性如图1-2所示。如果电机在不同转速下都具有额定电流，则电机都能在温升允许的条件下长期运行。这时电机转矩基本上随磁通变化。
3 变频器的具体应用
3.1 恒压供水系统上的应用
除了在锅炉链条给煤机上得到了重要的应用之外，变频器在恒压供水系统上也得到了应用。恒压供水系统主要是按照用户的使用需求进行持续供水，为了维持压力的恒定，需要变频器作为主要的控制系统。基于这一需求，变频器在恒压供水系统中得到了应用。不但维持了供水系统的整体压力，同时还达到了控制供水量的目的，使供水系统能够达到规定的工作指标，提高供水质量。
3.2 风机上的应用
风机在工作中，需要设定工作时间和工作强度，如果持续使用，不但会伤害风机的电力系统，同时还会缩短风机的。基于对风机工作原理的了解，变频器在风机的控制中得到了重要的应用。应用了变频器之后，不但可以解决风机的转动频率问题，同时还能够根据风机的使用要求设定转动时间和停止时间。提高了风机的控制效果，保证风机在控制过程中能够达到预期目标，满足风机使用需要。
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4 变频器的维护
4.1 注意事项
操作人员必须熟悉变频器的基本原理，功能特点，日常对变频器应加强其工作环境的检查、定期进行清扫、更换内部老化的电解电容器、检查编码器及PLC的情况，检查滤波电容器、插件等是否异常，检查变频器接地是否良好；同时做好对备件的储备，保管与保养，在每次对变频器检查保养时，必须把设备电源全部切断，并且变频器指示灯完全熄灭的情况下进行。
4.2 变频器的参数设定
变频启动设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常因为各别参数设置不当，不能满足生产的需要，导致工作异常，严重时会烧坏功率模块或部分器件。因此在带负载运行前必须仔细核对各参数设置，避免因参数设置不当或遗漏、疏忽导致故障。
4.3 变频器的常见故障处理
4.3.1 参数设置类故障
一旦发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行。一般可以根据说明书进行修改参数；如果以上修改不能消除故障，最好是能够把所有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置。要避免为了提高电机转矩而把变频器的转矩提升参数调到很高的情况发生，这样变频器的启动电流会很大，经常跳“过流”也容易损坏模块。更不要调低基本频率，国内电机设计基本频率是50Hz，当变频器基本频率调小后，电流急升，对变频器会造成伤害。
4.3.2 过载故障
过载也是变频器比较频繁的故障之一。过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短、直流制动量过大、电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间，延长制动时间，调整转矩提升预制，检查电网电压、变频器输出电流、电动机运行电流等判断和处理。若是负载过重，可能是所选的电机和变频器不能拖动负载，或者是由于机械润滑不好引起的。
4.3.3 过电流故障
过电流故障可以分为加速、减速、恒速过电流。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、加大传动比、加大变频器容量、对线路进行检查、更换损坏元器件等来处理。
5 变频技术的应用
5.1 在节能方面的应用
在使用变频技术之后，风机、泵类负载的节能效果最为明显，节电率能够达到20%～60%，这是因为风机、水泵类负载的耗用功率与转速的三次方成正比，那么当所需要的流量较小时，其转速较低，所造成的耗用功率的降低是相当明显的。而传统的挡板或阀门进行流量调节时，对于耗用功率的影响并不大。
5.2 在控制电机运行方面的应用
首先是在控制电机的正、反转方面：只需要更改变频器内部逆变管的开关顺序，就能够实现输出换向，而不会造成因换向不当而烧毁电机的现象。在加速、减速方面：因为变频器调速系统的起动一般都是从低速区开始，频率比较低。加、减速时间能够任意设定，那么就可以做到使加减速过程平稳，减小起动电流。在变频器调速系统制动时，变频器可以利用自己的制动回路，将机械负载的能量消耗在制动电阻上。另外，变频器还具有直流制动功能，在需要制动的时候，变频器给电动机施加一个相反的直流电压，进行制动，而不需要另外增加制动控制电路。
5.3 在提高产品质量和工艺水平方面的应用
变频器除了应用在泵类、风机等类型的负载上之外，还可以应用于传送、卷绕、起重、挤压、机床等各种机械设备的控制上，它能够提高产品质量，延长设备的正常工作周期和使用寿命，使操作和控制系统得以简化，从而提高整个设备的控制水平。
6 结语
变频器能否正常工作对日常生产顺行有一定的影响。我们应在说明书以及网络上不断的去了解这方面的知识，以便更好的在维修过程中去解决问题。
参考文献：
[1]孔凡君.变频器的维护和使用中的问题[J].科技信息，2009（21）.
[2]秦念文.低压变频器的应用与维护探讨[J].中国新技术新产品，2013（15）.
论文作者:许剑平
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/3/29
标签：变频器论文; 电机论文; 风机论文; 频率论文; 定子论文; 负载论文; 供水系统论文; 《电力设备》2018年第30期论文;