變頻器能節(jié)電嗎？變頻器節(jié)電原理，變頻器的一些常見的問題

任何能量轉(zhuǎn)換都有轉(zhuǎn)換損失，不可能100%全部轉(zhuǎn)換，電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，比如說電動(dòng)機(jī)，最高的效率也只有90%，有10%的損失，工頻轉(zhuǎn)換成變頻最高效率也只有90%，有10%的轉(zhuǎn)換損失。如果你的設(shè)備浪費(fèi)超過10%，比如說，存在過量的水壓，過量的流量，采用變頻器，此時(shí)有可能節(jié)能。否則，只能多消耗電能。

風(fēng)機(jī)泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性的，用變頻器控制，可以優(yōu)化效率，是能節(jié)電的。但什么時(shí)候收回成本？是要算賬的。

變頻器，能節(jié)電嗎？以下聽聽工程師怎么說：

“盲目的使用變頻器是達(dá)不到節(jié)電效果的，只會(huì)增加使用成本?！保?/p>

“存在浪費(fèi)才有可能節(jié)能，你的設(shè)備有浪費(fèi)嗎？”；

“變頻器省電是必然的，最起碼大幅度降低了無功功率(有的計(jì)費(fèi)方式是有功+無功，單純計(jì)費(fèi)有功功率的話要求功率因數(shù)達(dá)到0.95，低于要罰款的)，至于到底節(jié)省多少金錢，這個(gè)就需要對(duì)照以前電費(fèi)了。另外：加裝變頻器要求原電機(jī)的絕緣等級(jí)要高(低于B級(jí)絕緣就純粹是自己找死，推薦F級(jí)絕緣及以上等級(jí))”；

“變頻器是調(diào)速設(shè)備，并不具備節(jié)電的功能。相反，無論是變頻器自身功耗，還是輸入端整流造成的電流畸變，又或是輸出端對(duì)電機(jī)損耗的增加，都說明變頻器是耗電設(shè)備。變頻器帶負(fù)載要節(jié)電的前提是負(fù)載能降低轉(zhuǎn)速，單獨(dú)依靠定頻降壓提高功率因數(shù)不但不經(jīng)濟(jì)更需要大馬拉小車的工況才有一點(diǎn)用處。從一些電工師傅那里聽說變頻器能省電，但一直沒弄懂變頻器為什么能省電，同時(shí)又能省多少，是高頻省的多還是低頻省的多？”

有的人可能還有如下的問題：

1、如果兩個(gè)一模一樣的電機(jī)都工作在50HZ的工頻狀態(tài)下，一個(gè)使用變頻器，一個(gè)沒有，同時(shí)轉(zhuǎn)速和扭矩都在電機(jī)的額定狀態(tài)下，那么變頻器還能省電嗎？能省多少呢？

2、如果這兩個(gè)電機(jī)的扭矩沒有達(dá)到電機(jī)的額定扭矩狀態(tài)下工作（頻率，轉(zhuǎn)速還是一樣50HZ），有變頻器的那個(gè)能省多少電？

變頻器可以省電這是不可磨滅的事實(shí)，在某些情況下可以節(jié)電40％以上，但是某些情況還會(huì)比不接變頻器浪費(fèi)！

變頻器是通過輕負(fù)載降壓實(shí)現(xiàn)節(jié)能的，拖動(dòng)轉(zhuǎn)距負(fù)載由于轉(zhuǎn)速?zèng)]有多大變化，即便是降低電壓，也不會(huì)很多，所以節(jié)能很微弱，但是用在風(fēng)機(jī)環(huán)境就不同了，當(dāng)需要較小的風(fēng)量時(shí)刻，電機(jī)會(huì)降低速度，我們知道風(fēng)機(jī)的耗能跟轉(zhuǎn)速的1．7次方成正比，所以電機(jī)的轉(zhuǎn)距會(huì)急劇下降，節(jié)能效果明顯。如果我們用在油井上，就會(huì)因?yàn)樵诜党淌褂弥苿?dòng)電阻白白浪費(fèi)很多電能反而更廢電。

當(dāng)然，如果環(huán)境要求必須調(diào)速，變頻器節(jié)能效果還是比較明顯的。不調(diào)速的場(chǎng)合變頻器不會(huì)省電，只能改善功率因數(shù)。

回到剛開始的兩個(gè)問題我們看看：

第一個(gè)問題：對(duì)于這種情況，變頻器只能改善功率因數(shù)，并不能節(jié)省電力。

第二個(gè)問題：如果使用了自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行，這個(gè)時(shí)刻變頻器能降壓運(yùn)行，可以節(jié)省部分電能，但是節(jié)電不明顯。

3、同樣的條件，空載狀態(tài)下能省多少，這三種狀態(tài)下哪個(gè)省的更多？

答：拖動(dòng)型負(fù)載空載狀態(tài)也節(jié)省不了多大的電能。

比如關(guān)于“閉環(huán)控制”如是說。我認(rèn)為有討論的空間。文中的閉環(huán)概念太狹義了。閉環(huán)控制不僅僅是轉(zhuǎn)速傳感器反饋才算數(shù)。矢量控制時(shí)的頻率控制就是閉環(huán)控制，而且是裝置內(nèi)部的閉環(huán)控制，V／F控制才屬于開環(huán)控制，另外還有溫度、壓力、流量等等物理量的PID調(diào)節(jié)器反饋控制，都是閉環(huán)控制的范疇。而且都是可以通過變頻器調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。不應(yīng)該將閉環(huán)控制概念解釋得那么窄。

變頻器的一些常見的問題

1、變頻不是到處可以省電，有不少場(chǎng)合用變頻并不一定能省電。

2、作為電子電路，變頻器本身也要耗電（約額定功率的3－5％）。

3、變頻器在工頻下運(yùn)行，具有節(jié)電功能，是事實(shí)。但是他的前提條件是：

第一，大功率并且為風(fēng)機(jī)／泵類負(fù)載；第二，裝置本身具有節(jié)電功能（軟件支持）；第三，長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個(gè)條件。

除此之外，無所謂節(jié)不節(jié)電，沒有什么意義。如果不加前提條件的說變頻器工頻運(yùn)行節(jié)能，就是夸大或是商業(yè)炒作。知道了原委，你會(huì)巧妙的利用他為你服務(wù)。一定要注意使用場(chǎng)合和使用條件才好正確應(yīng)用，否則就是盲從、輕信而“受騙上當(dāng)”。

4、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩怎樣？

采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動(dòng)電流被限制在150％額定電流以下（根據(jù)機(jī)種不同，為125％～200％）。用工頻電源直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為6～7倍，因此，將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)（起動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)）。起動(dòng)電流為額定電流的1．2～1．5倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為70％～120％額定轉(zhuǎn)矩；對(duì)于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100％以上，可以帶全負(fù)載起動(dòng)。

5、在同一工廠內(nèi)大型電機(jī)一起動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)中變頻器就停止，這是為什么？

電機(jī)起動(dòng)時(shí)將流過和容量相對(duì)應(yīng)的起動(dòng)電流，電機(jī)定子側(cè)的變壓器產(chǎn)生電壓降，電機(jī)容量大時(shí)此壓降影響也大，連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷，因而有時(shí)保護(hù)功能（IPE）動(dòng)作，造成停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

6、裝設(shè)變頻器時(shí)安裝方向是否有限制？

變頻器內(nèi)部和背面的結(jié)構(gòu)考慮了冷卻效果的，上下的關(guān)系對(duì)通風(fēng)也是重要的，因此，對(duì)于單元型在盤內(nèi)、掛在墻上的都取縱向位，盡可能垂直安裝。

7、不采用軟起動(dòng)，將電機(jī)直接投入到某固定頻率的變頻器時(shí)是否可以？

在很低的頻率下是可以的，但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動(dòng)的條件相近。將流過大的起動(dòng)電流（6～7倍額定電流），由于變頻器切斷過電流，電機(jī)不能起動(dòng)。

8、電機(jī)超過60Hz運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)注意什么問題？

（1）機(jī)械和裝置在該速下運(yùn)轉(zhuǎn)要充分可能（機(jī)械強(qiáng)度、噪聲、振動(dòng)等）。

（2）電機(jī)進(jìn)入恒功率輸出范圍，其輸出轉(zhuǎn)矩要能夠維持工作（風(fēng)機(jī)、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加，所以轉(zhuǎn)速少許升高時(shí)也要注意）。

（3）產(chǎn)生軸承的壽命問題，要充分加以考慮。

（4）對(duì)于中容量以上的電機(jī)特別是2極電機(jī)，在60Hz以上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要與廠家仔細(xì)商討。

9、變頻器可以傳動(dòng)齒輪電機(jī)嗎？

根據(jù)減速機(jī)的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑方式不同，需要注意若干問題。在齒輪的結(jié)構(gòu)上通?？煽紤]70～80Hz為最大極限，采用油潤(rùn)滑時(shí)，在低速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到齒輪的損壞等。

10、變頻器能用來驅(qū)動(dòng)單相電機(jī)嗎？可以使用單相電源嗎？

機(jī)基本上不能用。對(duì)于調(diào)速器開關(guān)起動(dòng)式的單相電機(jī)，在工作點(diǎn)以下的調(diào)速范圍時(shí)將燒毀輔助繞組；對(duì)于電容起動(dòng)或電容運(yùn)轉(zhuǎn)方式的，將誘發(fā)電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相，但對(duì)于小容量的，也有用單相電源運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)種。

11、變頻器本身消耗的功率有多少？

它與變頻器的機(jī)種、運(yùn)行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān)，但要回答很困難。不過在60Hz以下的變頻器效率大約為94％～96％，據(jù)此可推算損耗，但內(nèi)藏再生制動(dòng)式（FR－K）變頻器，如果把制動(dòng)時(shí)的損耗也考慮進(jìn)去，功率消耗將變大，對(duì)于操作盤設(shè)計(jì)等必須注意。

12、為什么不能在6～60Hz全區(qū)域連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使用？

一般電機(jī)利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進(jìn)行冷卻，若速度降低則冷卻效果下降，因而不能承受與高速運(yùn)轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱，必須降低在低速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，或采用容量大的變頻器與電機(jī)組合，或采用專用電機(jī)。

13、使用帶制動(dòng)器的電機(jī)時(shí)應(yīng)注意什么？

制動(dòng)器勵(lì)磁回路電源應(yīng)取自變頻器的輸入側(cè)。如果變頻器正在輸出功率時(shí)制動(dòng)器動(dòng)作，將造成過電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動(dòng)器動(dòng)作。

14、想用變頻器傳動(dòng)帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機(jī)，電機(jī)卻不動(dòng)，請(qǐng)說明原因

變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器，由于其充電電流造成變頻器過電流（OCT），所以不能起動(dòng)，作為對(duì)策，請(qǐng)將電容器拆除后運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至改善功率因數(shù)，在變頻器的輸入側(cè)接入AC電抗器是有效的。

15、變頻器的壽命有多久？

變頻器雖為靜止裝置，但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件，如果對(duì)它們進(jìn)行定期的維護(hù)，可望有10年以上的壽命。

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審核編輯 黃宇