隨著變頻技術的不斷發（fā）展和完善，其（qí）優良的節電性能（néng）、良好（hǎo）的啟動特性和多樣的保護功能，在企業中得到了較好的體現， 使企業生產節約了能源，降低了成本（běn），增加了安全保證。

　　1、變頻器的特點

　　變頻調速是性能最（zuì）好且最具發展前途的調速技術。 變頻器是工業發達國家中用於三相異步電動機調（diào）速的主要產品。 其主要優點是：節能效果好，可達 55%以上;調速範圍（wéi）寬，調速比可達 20：1;啟動及製（zhì）動性能好，可實現軟啟動、自動平滑加減速及快速製動;保護功能完善，可實現過壓、欠壓（yā）、過載（zǎi）、過流、瞬（shùn）間停電、短路、失速等多種保（bǎo）護方式，且能實現故障判斷顯示;易於在（zài）電子計算機係統中使用，可實現遠距離控製。

　　2、變（biàn）頻調速技術在熱電聯產係統控製中的應用（yòng）

　　2.1中心換熱站（zhàn）及外網控製

　　鍋爐係統中主（zhǔ）要包（bāo）括係統恒壓補水、係統熱水(載體)循環、係統燃（rán）燒控製（zhì）與爐膛壓力控製（zhì），在熱電聯產中，它所產生過熱蒸汽可以直接輸出，也可經（jīng）過汽水交換後輸（shū）出熱（rè）水，蒸（zhēng）汽或熱水的熱能經過管網中的各個（gè）換熱站提供（gòng）給各個熱用戶。

　　2.2 外網循環泵的（de）控製

　　保證供熱係統內的壓力恒定是供熱（rè）係統正常運行的基本前提條（tiáo）件。 供熱係（xì）統的管網通常是封閉的管（guǎn）道係統，從理（lǐ）論上講，水的消耗量很少。 然而在實際（jì）中難以避（bì）免的（de）“跑、冒、滴、漏”和人為的失水，必然影（yǐng）響係統壓力的穩定。 另外係統內水流的溫度高低也影響著壓力的變化。 而要係統供（gòng）熱穩定，則必須保證係統的最（zuì）高點處於滿水狀態，同時（shí）壓力也（yě）不能（néng）超過係（xì）統的承受能力。 要做到這一點，需要在係統（tǒng）的回水管道上確定一個恒（héng）壓點，在係統循（xún）環的過程中，保（bǎo）持一個穩（wěn）定的壓力數值（zhí），使循環泵的流量、揚程限定在一定的範圍內（nèi），實現流量、揚程自動調節，對於鍋爐（lú）係統在一定的程度上也可以避免超溫和超壓。 采用變頻調速的補水泵對係統定壓，可以（yǐ）平滑地調節補水泵的轉速，及時地（dì）調補水（shuǐ）量，保證係統內水體（tǐ）積（jī）的穩定（dìng）。 其方法是用壓力傳感器將取自係統恒壓（yā）點的壓力（lì）信號轉變成(4~20)mA 電流信號，輸送到壓力調節器，調節器將（jiāng）其與預（yù）先設定的（de）壓力（lì）值進行比較後， 發（fā）出頻率指令給變頻（pín）器，變頻器則自動調整水泵電機的轉速，進而調節補水量，由於液體不可壓縮的特性，對液體的壓力控製響應速度快， 很容易使恒壓點的壓力維持在設（shè）定值。

　　供熱係（xì）統中，水是熱能的（de）載體，熱能的（de）輸送是依靠水的流動完成的。 水（shuǐ）的溫度越高，單位水的熱含量也越高（gāo），水的流量越（yuè）大，輸送的熱能越大。 為了整體熱網的熱量平衡采用變頻調速技術調節循環泵的流量，則可以在係統壓力穩定的條件下，對流量進行（háng）調節保證供熱係統的安全運行（háng）。 首先依照目前推薦使用“低出水溫度，小出回溫差”原則與運行調節公（gōng）式（shì），根據環境氣溫溫度的變（biàn）化來調節係統的出水溫度。 同時根據出回水（shuǐ）溫差來調節循環泵的轉速，從而通過調節係統的流量達到間接調節溫度的目的。 具體做法（fǎ）是利用（yòng）溫度傳感器將取樣點（diǎn）溫度的變化量，轉換成相應的電壓值或電流值後輸送到調節器， 調節器將其與預先設定的溫度值進行比較後，發出頻（pín）率指令給（gěi）變頻器，變頻（pín）器則（zé）自動調整水泵電機的轉速。

　　2.3控製引風機（jī）的高（gāo）壓變頻

　　高壓（yā）變頻器是一種（zhǒng）串聯疊加性（xìng）高壓變（biàn）頻器，即采用多台（tái）單相（xiàng）三電平逆變器串聯連接，輸出可變頻變壓的高壓交流電。 按照電機學的基本原理，電（diàn）機的轉速滿足如下的（de）關（guān）係式（shì）：

　　其（qí）中：P 為電（diàn）機極對數;f 為電機運行頻率;s 為滑差)。 從式中看出，電機的同步轉速（sù） n0正比（bǐ）於（yú）電機的運行頻率(n0=60f/p)，由於滑差 s 一般情況下比較小(0~0.05)， 電（diàn）機的實際轉速 n 約等於電機的同步轉速 n0，所以調（diào）節了電機的供電頻率 f，就能改變電機（jī）的實際轉速。電機的滑差 s 和負載有關，負載越大則滑差增加，所（suǒ）以電機的（de）實際轉速（sù）還會隨負載的增加（jiā）而略有下降

　　變頻器本身由變壓器櫃（guì）、功率櫃、控製櫃三部分組成。 三相高（gāo）壓電經高壓開關（guān）櫃進入，經輸入（rù）降壓、移相給功率（lǜ）單元櫃內的功率單元供電，功率單元（yuán）分為三組，一組為（wéi）一相，每相（xiàng）的功率單元的輸出首尾相（xiàng）串。 主控製櫃中的控製單元通過（guò）光纖時對功率櫃中的每一功率單（dān）元進行（háng）整流、逆變（biàn）控製與檢測，這樣根據實際（jì）需要通過操作界麵進行頻率的給定，控製單元把控製信息發送到功率單元進行（háng）相（xiàng）應的整流、逆變（biàn）調整，輸出滿足（zú）負荷需求（qiú）的電壓等（děng）級。

　　輸入側由移相變壓器給每個單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組;這（zhè）種多級移相疊加的整流方（fāng）式可以大大改善（shàn）網側的電流波形，使其負載下的網側功率因數接近 1。 另外（wài），由於變壓器副邊繞組的獨立性，使每個功率（lǜ）單元的主回路相（xiàng）對獨立，類似常規低壓變頻器（qì）。

　　輸出（chū）側由每（měi）個單（dān）元的（de） U、V 輸出（chū）端子相互串接而成星型接法給電機供電，通過對每個單元的 PWM波形進行重組，可得（dé）到階梯 PWM 波形。 這種波形正弦度好，dv/dt 小，可減少對電（diàn）纜和電機的絕（jué）緣損壞，無須輸出濾波器就可以使輸（shū）出電纜長度很長，電機不需要降額使用，可直接用於舊設備的改造;同時（shí），電機（jī）的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的（de）機械振動（dòng），減小了軸承（chéng）和葉片的機械應力。

　　2.3.1 變頻器的操（cāo）作與啟動

　　變頻（pín）器的操作方法有三種：一是就（jiù）地控製，直接利用控製櫃觸摸屏（píng）的人機界麵的啟動、加速、減速、複位、停止等按鈕實現變頻調速的操作過程;二是遠程控製，通過遠（yuǎn）程控製器，用開關和模擬給定，通過端子，I/0 接口輸入操作（zuò）命令及給定值; 三是DCS 控製，與 DCS 直接連接，實（shí）現（xiàn）與現場過程控製係統的完美結合，並通過現場過（guò）程控製係統實（shí）現控製（zhì），引風機的變頻控製主要采用 DCS 控製。 變頻（pín）器的（de）啟動有三種：一是正常啟動，按正常方式啟動後，自動上升頻率並以用戶（hù）設定（dìng）的頻率穩定運行;二是軟啟動，按軟啟動方式啟動後，直接升速到係統參數中提供的電網投切頻率，然後（hòu）係統給（gěi）“變頻/工頻投切”指令，並進行相應的電氣連鎖控製，達到軟啟動的（de）效果;三是旁路功能（néng）， 在變（biàn）頻器故障不能投入（rù）運行的情況（kuàng）下，可以（yǐ）進行手動旁路操作。 將 QS2，QS3 斷（duàn）開，QS1 閉合（hé），電機（jī）可由 QF 直接啟停，拖動電動機工作，此為變頻直接旁路功能，同時便於維護與檢修（xiū）。

　　2.3.2 變頻改造（zào）後的節能效果（guǒ）分析

　　天津市現行的環保要求是（shì）所有的燃煤鍋爐必須安裝（zhuāng）脫硫和除塵（chén）設施，兩係統的加入使鍋爐的（de）煙（yān）風係統阻力增加（jiā）大（dà）約 2500Pa，使引（yǐn）風機的（de）電機功率增加大約（yuē）一級，加之作為承擔工業蒸（zhēng）汽供熱鍋爐存在負荷變動（dòng）大的運行特點，同時濕法脫硫係統的運行將隨鍋爐的運行工況（kuàng）變（biàn）化而變化，使煙風係統（tǒng）的阻力成為（wéi）多變量，如（rú）采用（yòng）風門調節係統具有簡單可靠，風壓恒定（dìng），投資少（shǎo）的優點，但調節精（jīng）度低，電耗高，再有脫硫塔的（de）脫硫液隨鍋爐煙（yān）氣的變化進行調節，塔的阻力是變量（liàng），因此風門調節係統不適用濕法脫硫係統的運行工礦，不符合節能要求。采用變頻器調節，根據（jù）鍋爐負荷變化來調節引風機，使風壓在一個最優的範圍內，既滿足鍋爐的運行要求，也滿足脫硫塔的運行要求，既節能又達標排放，使煙風係統的運行工礦得到優化。 變頻器同時還具有提高用電設備功率因數的特性，將減少電機從（cóng）電網吸收無功功（gōng）率（lǜ），減少了無功功率在電（diàn）網中（zhōng）傳輸時造成的有功損耗。

　　通過分析鍋爐負荷變化 70%，風門與變頻器調節電機功率將變化 50%，按有 40%時間需調（diào）整鍋爐負荷，如年運行 8640h，引風機（jī）電機為 315kW，電價為 1.00 元計（jì）算，采用變頻器調節年節電 544320 度，節（jiē）約電費 54.4 萬元。

　　2.4 在水位調節（jiē）中的變頻器

　　當汽包水位（wèi）發生變化時，變送器的輸（shū）出信號也將發生變化。 這個測量（liàng）信（xìn）號（hào）與給定（dìng）值比較後產生一個偏差信號送給調節器，由調節器對偏差信號進行相應的運算，把運算的結果輸出給變頻調速器。 當變頻調速器接收到調節器的輸出信（xìn）號後，就會相（xiàng）應的根據信號改變水泵電機電源的頻率，從而達到改變電機轉速，增加或減少供水的流量。 使汽包水位穩定地（dì）保持在給定的數值上。

　　3、結語

　　變頻調速這一技術正在越來（lái）越廣泛地深（shēn）入（rù）到各行各（gè）業（yè）中（zhōng），它的節能、省電、易於構成自控係統的顯著優勢，必將成為電力拖（tuō）動的中樞設備。 同時（shí），應用變頻調速技術也是企業改造、增加效（xiào）益的（de）有效途徑。