1、高壓變頻節(jié)能的特點分析
利用高壓變頻技術對風機轉(zhuǎn)速進行控制的原理為實現(xiàn)電機輸入頻率的改變，而在改變的過程中并不會額外地消耗電機功率，能夠促進電機綜合效率的提高。電機變頻節(jié)能的主要特點包括以下幾個方面：
第一，電機綜合效率比較高，且發(fā)熱量與能耗都比較低;
第二，具有無極調(diào)速的特點，具有較為廣泛與精準的調(diào)速功能;
第三，啟動時所需的電流比較小，節(jié)能效果突出，同時也不會對所在的電網(wǎng)造成沖擊;
第四，不存在轉(zhuǎn)差率損耗;
第五，能夠促進電機功能因數(shù)的提高，不需要在另外加裝無功補償裝置;
第六，具有較高的自動化水平，具有自動限流、限壓、減速等功能，同時能夠?qū)收?、運行及報警情況進行記錄，對系統(tǒng)的安全運行奠定了基礎;
第七，依據(jù)電量成本對電機轉(zhuǎn)速進行智能化的調(diào)節(jié)。隨著電力建設的不斷發(fā)展，電力供需矛盾不斷激化，只有對風機的流量進行調(diào)節(jié)才能夠更好地滿足生產(chǎn)的需要，通過這種方式提高企業(yè)效益，降低企業(yè)能耗。
2、高壓變頻技術在風機中的變頻方式
高壓變頻技術在風機中進行應用時，其主要的變頻方式包括“高-低-高”、“高-低”、“高-高”等，其中效率最高的變頻方式就是“高-高”方式，能夠更好地滿足風機節(jié)能降耗的要求?！案?高”方式的變頻器中包括集中不同的類型，其中輸入為6kV-10kV的變頻器，并不需要進行升壓變頻器的設置;輸出電壓為10kV的變頻器，每項中包含了8個功率單元，而且這些功率單元之間是通過串聯(lián)的方式連接。如果每個單元的輸入電壓都為三相710kV，那么其輸出的電壓則為單相0kV-710kV，而每個功率單元之間都是通過串聯(lián)方式連接的，疊加之后的輸出相電壓則為5680kV。
變頻器的中點與電動機中性點之間并不相互連接，因此變頻器輸出實際上是線電壓，通過A相與B相輸出電壓形成UAB輸出線電壓，該線電壓最大可以達到10kv，其階梯波為37。由于變頻器中采用了多重疊加的方法，輸出電壓中諧波含量比較小，已經(jīng)達到了常規(guī)供電電壓允許的諧波含量，并不會導致電動機由于附加的諧波而出現(xiàn)發(fā)熱的情況。輸出電壓也比較小，給電極增加的應力并不明顯，能夠直接向普通標準型的交流電將會因動機進行供電行為，并不需要對其進行降容之后再使用，能夠在舊設備的改造中進行利用。
此外，輸出電壓諧波較小，并不需要另外在附加輸出濾波器，輸出電纜的長度也并不受限制?！案?低-高”方式的變頻器具有以下幾個方面的特點：
第一，在該種類型的變頻器中采用了降壓變壓器與升壓變壓器，導致變頻調(diào)速系統(tǒng)的效率出現(xiàn)了下降的情況。
第二，升壓變壓器在工作的過程中會導致輸出波形嚴重畸變的情況，導致電動機由于附加諧波而出現(xiàn)發(fā)聲的情況，最終導致機械共振及傳動、軸承磨損嚴重的情況。
第三，該種類型的變頻器在使用的過程中將會產(chǎn)生比較大的噪聲。通過兩種不同變頻方式的變頻器的比較之后發(fā)現(xiàn)，“高-高”方式變頻器有著非常顯著的優(yōu)勢，逐漸取代了“高-低-高”方式變頻器。
3、高壓變頻技術在風機節(jié)能中的應用
3.1風機情況概述
本文選取某企業(yè)的1臺風機作為節(jié)能改造的對象，選取的風機在流量調(diào)節(jié)的過程中主要采用風門調(diào)節(jié)的方式，風門的開度在百分之三十到百分之八十之間。實現(xiàn)高壓變頻技術對風機進行調(diào)速節(jié)能改造之后，與傳統(tǒng)的風門調(diào)節(jié)方式相比，生產(chǎn)負荷決定了風機的節(jié)電量，生產(chǎn)負荷的變化越大，風機節(jié)能的效果就越好。實現(xiàn)高壓變頻技術在風機節(jié)能中的應用，一方面可以達到調(diào)速節(jié)能的目的，另一方面能夠提高整個調(diào)試系統(tǒng)的工作效率。
3.2改造前的電機系統(tǒng)運行模式
本文選取的高壓電機都采用的是風機傳動的方式，通過風門調(diào)節(jié)的方式實現(xiàn)風機流量的調(diào)節(jié)工作。當前，風門調(diào)節(jié)的方式為改變風機管網(wǎng)特性曲線實現(xiàn)風機風量調(diào)節(jié)，其主要的原理如圖1所示。由圖1可知，風機在管網(wǎng)特征曲線R1處工作時，工況點為M1，風量為Q1，風壓為H1。如果要實現(xiàn)風量的降低，則需要關小風機的防風版，管網(wǎng)特性曲線變?yōu)镽2，工況點也隨之變?yōu)镸2，風量為Q2，風壓為H2。管網(wǎng)特性曲線的改變實際上就是通過人為的方式實現(xiàn)風機管網(wǎng)阻力的增加或者降低，在確保風機性能曲線不變的情況下，工況點從M1轉(zhuǎn)移到M2，如果想要實現(xiàn)擋風板繼續(xù)減小，則管網(wǎng)特性曲線變?yōu)镽3，工況點為M3，風量為Q3，風壓為H3。通過這種方式實現(xiàn)風機流量的調(diào)節(jié)。通過風機調(diào)價風量的方式具有結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷的特點，大部分的風機都采用這種調(diào)節(jié)方式。然而，通過人為的方式實現(xiàn)風機管網(wǎng)阻力的改變，勢必會造成部分能量的消耗，尤其是風量的變化越大，能量的損耗就越多。如果通過電機直接調(diào)試的方式來實現(xiàn)風機流量的控制，就可以實現(xiàn)人為改變風機官網(wǎng)阻力所消耗的能量的節(jié)約。因此，提出了電機調(diào)速控制模式。
3.3主回路系統(tǒng)方案
3.3.1手動一拖一動回路手動一拖一動回路如圖2所示，其基本的原理為：回路中包含了三個高壓隔離開關，分別為QS1、QS2與QS3。在使用的過程中，不能夠同時出現(xiàn)閉合的狀態(tài)。在變頻運行的過程中，QS1、QS2閉合，則QS3斷開;在工頻運行的過程中，QS3閉合，QS1與QS2斷開。手動一拖一動回路的優(yōu)點為：在變頻器進行檢修的過程中，這種明顯的斷電點能夠確保維修人員的安全，同時也可以通過手動的方式將負載投入到工頻電網(wǎng)運行。3.3.2手動一拖二動回路手動一拖二動回路如圖3所示，其基本的原理為：手動一拖二動回路中包含了QS1—QS6六個高壓隔離開關，其中QS2與QS3、QS5與QS6有電氣互鎖，QS1與QS5、QS4與QS6安裝機械互鎖裝置。M1與M2分別處于變頻狀態(tài)與工頻狀態(tài)中，而且可以進行互換;在變頻器檢修的過程中，都可以處于工頻運行中。手動一拖二動回路優(yōu)點指的是只有一個負載工作在變頻狀態(tài)中，能夠?qū)崿F(xiàn)電機使用壽命的延長。
4、總結(jié)
通過高壓變頻技術實現(xiàn)風機節(jié)能改造之后，其節(jié)電率得到了明顯的提高，節(jié)能效果非常的顯著，為緩解我國資源供應與資源需求之間的矛盾做出了重要的貢獻。同時，實現(xiàn)了風機的節(jié)能改造之后，實現(xiàn)了風機系統(tǒng)振動、磨損與噪聲的降低，實現(xiàn)了風機使用壽命的延長，為企業(yè)帶來了經(jīng)濟效益與社會效益。
