隨著(zhù)變頻技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其優(yōu)良的節電性能、良好的啟動(dòng)特性和多樣的保護功能，在企業(yè)中得到了較好的體現，使企業(yè)生產(chǎn)節約了能源，降低了成本，增加了安全保證。

1、變頻器的特點(diǎn)

變頻調速是性能好且具發(fā)展前途的調速技術(shù)。變頻器是工業(yè)發(fā)達國家中用于三相異步電動(dòng)機調速的主要產(chǎn)品。其主要優(yōu)點(diǎn)是：節能效果好，可達55%以上;調速范圍寬，調速比可達20：1;啟動(dòng)及制動(dòng)性能好，可實(shí)現軟啟動(dòng)、自動(dòng)平滑加減速及快速制動(dòng);保護功能完善，可實(shí)現過(guò)壓、欠壓、過(guò)載、過(guò)流、瞬間停電、短路、失速等多種保護方式，且能實(shí)現故障判斷顯示;易于在電子計算機系統中使用，可實(shí)現遠距離控制。

2、變頻調速技術(shù)在熱電聯(lián)產(chǎn)系統控制中的應用

2.1中心換熱站及外網(wǎng)控制

鍋爐系統中主要包括系統恒壓補水、系統熱水(載體)循環(huán)、系統燃燒控制與爐膛壓力控制，在熱電聯(lián)產(chǎn)中，它所產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽可以直接輸出，也可經(jīng)過(guò)汽水交換后輸出熱水，蒸汽或熱水的熱能經(jīng)過(guò)管網(wǎng)中的各個(gè)換熱站提供給各個(gè)熱用戶(hù)。

2.2外網(wǎng)循環(huán)泵的控制

保證供熱系統內的壓力恒定是供熱系統正常運行的基本前提條件。供熱系統的管網(wǎng)通常是封閉的管道系統，從理論上講，水的消耗量很少。然而在實(shí)際中難以避免的“跑、冒、滴、漏”和人為的失水，必然影響系統壓力的穩定。另外系統內水流的溫度高低也影響著(zhù)壓力的變化。而要系統供熱穩定，則必須保證系統的點(diǎn)處于滿(mǎn)水狀態(tài)，同時(shí)壓力也不能超過(guò)系統的承受能力。要做到這一點(diǎn)，需要在系統的回水管道上確定一個(gè)恒壓點(diǎn)，在系統循環(huán)的過(guò)程中，保持一個(gè)穩定的壓力數值，使循環(huán)泵的流量、揚程限定在一定的范圍內，實(shí)現流量、揚程自動(dòng)調節，對于鍋爐系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系統定壓，可以平滑地調節補水泵的轉速，及時(shí)地調補水量，保證系統內水體積的穩定。其方法是用壓力傳感器將取自系統恒壓點(diǎn)的壓力信號轉變成(4~20)mA電流信號，輸送到壓力調節器，調節器將其與預先設定的壓力值進(jìn)行比較后，發(fā)出頻率指令給變頻器，變頻器則自動(dòng)調整水泵電機的轉速，進(jìn)而調節補水量，由于液體不可壓縮的特性，對液體的壓力控制響應速度快，很容易使恒壓點(diǎn)的壓力維持在設定值。

供熱系統中，水是熱能的載體，熱能的輸送是依靠水的流動(dòng)完成的。水的溫度越高，單位水的熱含量也越高，水的流量越大，輸送的熱能越大。為了整體熱網(wǎng)的熱量平衡采用變頻調速技術(shù)調節循環(huán)泵的流量，則可以在系統壓力穩定的條件下，對流量進(jìn)行調節保證供熱系統的安全運行。首先依照目前推薦使用“低出水溫度，小出回溫差”原則與運行調節公式，根據環(huán)境氣溫溫度的變化來(lái)調節系統的出水溫度。同時(shí)根據出回水溫差來(lái)調節循環(huán)泵的轉速，從而通過(guò)調節系統的流量達到間接調節溫度的目的。具體做法是利用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后輸送到調節器，調節器將其與預先設定的溫度值進(jìn)行比較后，發(fā)出頻率指令給變頻器，變頻器則自動(dòng)調整水泵電機的轉速。

2.3控制引風(fēng)機的高壓變頻

高壓變頻器是一種串聯(lián)疊加性高壓變頻器，即采用多臺單相三電平逆變器串聯(lián)連接，輸出可變頻變壓的高壓交流電。按照電機學(xué)的基本原理，電機的轉速滿(mǎn)足如下的關(guān)系式：

其中：P為電機對數;f為電機運行頻率;s為滑差)。從式中看出，電機的同步轉速n0正比于電機的運行頻率(n0=60f/p)，由于滑差s一般情況下比較小(0~0.05)，電機的實(shí)際轉速n約等于電機的同步轉速n0，所以調節了電機的供電頻率f，就能改變電機的實(shí)際轉速。電機的滑差s和負載有關(guān)，負載越大則滑差增加，所以電機的實(shí)際轉速還會(huì )隨負載的增加而略有下降

變頻器本身由變壓器柜、功率柜、控制柜三部分組成。三相高壓電經(jīng)高壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)入，經(jīng)輸入降壓、移相給功率單元柜內的功率單元供電，功率單元分為三組，一組為一相，每相的功率單元的輸出首尾相串。主控制柜中的控制單元通過(guò)光纖時(shí)對功率柜中的每一功率單元進(jìn)行整流、逆變控制與檢測，這樣根據實(shí)際需要通過(guò)操作界面進(jìn)行頻率的給定，控制單元把控制信息發(fā)送到功率單元進(jìn)行相應的整流、逆變調整，輸出滿(mǎn)足負荷需求的電壓等級。

輸入側由移相變壓器給每個(gè)單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組;這種多級移相疊加的整流方式可以大大改善網(wǎng)側的電流波形，使其負載下的網(wǎng)側功率因數接近1。另外，由于變壓器副邊繞組的獨立性，使每個(gè)功率單元的主回路相對獨立，類(lèi)似常規低壓變頻器。

輸出側由每個(gè)單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電，通過(guò)對每個(gè)單元的PWM波形進(jìn)行重組，可得到階梯PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，可減少對電纜和電機的絕緣損壞，無(wú)須輸出濾波器就可以使輸出電纜長(cháng)度很長(cháng)，電機不需要降額使用，可直接用于舊設備的改造;同時(shí)，電機的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機械振動(dòng)，減小了軸承和葉片的機械應力。

2.3.1變頻器的操作與啟動(dòng)

變頻器的操作方法有三種：一是就地控制，直接利用控制柜觸摸屏的人機界面的啟動(dòng)、加速、減速、復位、停止等按鈕實(shí)現變頻調速的操作過(guò)程;二是遠程控制，通過(guò)遠程控制器，用開(kāi)關(guān)和模擬給定，通過(guò)端子，I/0接口輸入操作命令及給定值;三是DCS控制，與DCS直接連接，實(shí)現與現場(chǎng)過(guò)程控制系統的結合，并通過(guò)現場(chǎng)過(guò)程控制系統實(shí)現控制，引風(fēng)機的變頻控制主要采用DCS控制。變頻器的啟動(dòng)有三種：一是正常啟動(dòng)，按正常方式啟動(dòng)后，自動(dòng)上升頻率并以用戶(hù)設定的頻率穩定運行;二是軟啟動(dòng)，按軟啟動(dòng)方式啟動(dòng)后，直接升速到系統參數中提供的電網(wǎng)投切頻率，然后系統給“變頻/工頻投切”指令，并進(jìn)行相應的電氣連鎖控制，達到軟啟動(dòng)的效果;三是旁路功能，在變頻器故障不能投入運行的情況下，可以進(jìn)行手動(dòng)旁路操作。將QS2，QS3斷開(kāi)，QS1閉合，電機可由QF直接啟停，拖動(dòng)電動(dòng)機工作，此為變頻直接旁路功能，同時(shí)便于維護與檢修。

2.3.2變頻改造后的節能效果分析

天津市現行的環(huán)保要求是所有的燃煤鍋爐必須安裝脫硫和除塵設施，兩系統的加入使鍋爐的煙風(fēng)系統阻力增加大約2500Pa，使引風(fēng)機的電機功率增加大約一級，加之作為承擔工業(yè)蒸汽供熱鍋爐存在負荷變動(dòng)大的運行特點(diǎn)，同時(shí)濕法脫硫系統的運行將隨鍋爐的運行工況變化而變化，使煙風(fēng)系統的阻力成為多變量，如采用風(fēng)門(mén)調節系統具有簡(jiǎn)單可靠，風(fēng)壓恒定，投資少的優(yōu)點(diǎn)，但調節精度低，電耗高，再有脫硫塔的脫硫液隨鍋爐煙氣的變化進(jìn)行調節，塔的阻力是變量，因此風(fēng)門(mén)調節系統不適用濕法脫硫系統的運行工礦，不符合節能要求。采用變頻器調節，根據鍋爐負荷變化來(lái)調節引風(fēng)機，使風(fēng)壓在一個(gè)的范圍內，既滿(mǎn)足鍋爐的運行要求，也滿(mǎn)足脫硫塔的運行要求，既節能又達標排放，使煙風(fēng)系統的運行工礦得到優(yōu)化。變頻器同時(shí)還具有提高用電設備功率因數的特性，將減少電機從電網(wǎng)吸收無(wú)功功率，減少了無(wú)功功率在電網(wǎng)中傳輸時(shí)造成的有功損耗。

通過(guò)分析鍋爐負荷變化70%，風(fēng)門(mén)與變頻器調節電機功率將變化50%，按有40%時(shí)間需調整鍋爐負荷，如年運行8640h，引風(fēng)機電機為315kW，電價(jià)為1.00元計算，采用變頻器調節年節電544320度，節約電費54.4萬(wàn)元。

2.4在水位調節中的變頻器

當汽包水位發(fā)生變化時(shí)，變送器的輸出信號也將發(fā)生變化。這個(gè)測量信號與給定值比較后產(chǎn)生一個(gè)偏差信號送給調節器，由調節器對偏差信號進(jìn)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號后，就會(huì )相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。使汽包水位穩定地保持在給定的數值上。

3、結語(yǔ)

變頻調速這一技術(shù)正在越來(lái)越廣泛地深入到各行各業(yè)中，它的節能、省電、易于構成自控系統的顯著(zhù)優(yōu)勢，必將成為電力拖動(dòng)的中樞設備。同時(shí)，應用變頻調速技術(shù)也是企業(yè)改造、增加效益的有效途徑。