电机节能原理

电机系统逆变器节能是一种有抱负的大功率、高性能调速方法，即通过改变电机功率频率来完成调速。电机系统节能逆变器是利用电力电子半导体设备的通断动作来完成电力的大功率变换和运行的电子电路装置，可以直观地进行操作和显示。

由于电机系统变频器节能的优越性，其应用范围越来越广泛，选用的技巧也在不断扩大，这也寻求电机系统变频器节能的小型化。新一代IGBT采用了新的漏极控制电极技术，大大降低了集电极-发射极的成本。因此，使用这种新设备损耗低，可以减少加热，消除损耗。

变频调速节能的原因是为了节省全速运行时浪费的电能。特别是恒压供水系统等闭环调速系统，完成了按需拖动，彻底消除了拖动系统在运行过程中的弊端。这是一个节约能源的好方法。现实中，很多场合还是存在大马拉大车的样子，这方面潜力很大。系统变频器能节能是不可磨灭的现实。

实际上，电机系统变频器乃至电力电子行业节能的具体功能如下：

1)进一步提高电能转换功率，降低待机损耗。

2)防止电力污染，尽可能减少电流谐波，提高功率因数。

3)提高电力设备和系统的电磁兼容性。

4)降低电气噪声。

5)完全的高性能可控性。宣钢炼钢厂的除尘风机、水系统、给料系统，正是习惯了电机系统变频器的节能特性。通过反复的理论研究，选择了电机系统逆变器进行节能，为我国的节能工作做出了贡献。我们知道，交流电机的同步转速表达式为：n=60f(1-s)/p(1)，其中n为异步电机的转速；f是异步电动机的频率；s是电机的转差率；p是电机的极数。从公式中我们知道，转速n与频率f成正比，只有改变频率f才能改变电机的转速，当频率f在0 ~ 50 Hz的范围内变化时，电机系统变频器的节能尺度就很宽。

1.可以提高功率因数，降低线损。

2.变频调节比阀门挡板调节更有效。

3.“大马拉小车”现象可以消除。

4.软启动和软停止减少冲击电流。

5.改进工艺可能有一定的节能效果。

另外，如果功率因数高，就不需要调整，电机的匹配合适，电压也合适，加个变频器也不节能。

风机和泵类负荷经变频调节后，节能率可达20%~60%，因为风机和泵类负荷的功耗基本上与转速的三次方成正比。当用户所需的平均流量较小时，风机和水泵采用变频调速降低其转速，节能效果可观。而传统的风机和泵使用挡板和阀门进行流量调节，电机转速基本不变，功耗变化不大。在这类负载上使用变频调速装置具有重要意义。近十年来，以节能为目标的变频器应用得到了迅速推广和发展。据厂家了解，我国已进行变频调速改造的风机、泵类负荷占总容量的5%以上，每年节能约800亿kWh。由于风机、泵、压缩机采用变频调速后可节省大量电能，所需投资可在短时间内收回，因此变频调速在该领域得到广泛应用。目前成功应用的有恒压供水、各种风机、中央空调、液压泵变频调速等。值得指出的是，恒压供水由于其良好的使用效果，现已形成典型的变频控制方式，广泛应用于城乡生活用水、消防、喷灌等。恒压供水不仅节省了大量的电能，而且延长了设备的使用寿命，使用操作更加方便。一些家用电器，如冰箱、空调等。采用变频调速，也取得了良好的节能效果。