【摘 要】主要介绍了变频器的调速原理，针对风机耗能大的问题进行节能改造，重点分析变频调速在风机中的应用及经济效益。
　　【关键词】变频器；调速原理；节能；经济效益
　　0.引言
　　通常，锅炉上的鼓风、引风机，都是电机以定速运转，再通过改变风机入口的档板开度来调节风量；而风机的特点是负载转矩与转速的平方成正比，而轴功率与转速的立方成正比，属于平方转矩负载。风机等平方转矩负载，其耗电量约占工业总耗电量的70%，采用变频调速技术，其耗电量一般平均可减至额定功率的60%-70%，节能效果显著。
　　1.变频器调速原理
　　变频器是随着微电子技术、应用变频技术的发展和融合而产生的，变频器最重要的作用是在正常工作状态下，改变传动系统的电源频率，对工作电源、电压进行调节，实现对电动机运行状态的控制。
　　变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器（MCU/DSP）等部分组成。在正常工作情况下，电动机电源输出的交流电通过整流器并经电容滤波后，形成幅值基本固定的直流电压加在逆变器上，利用逆变器功率元件的通断控制，使逆变器输出端获得一定形状的矩形脉冲波形。在这里，通过改变矩形脉冲的宽度控制其电压幅值；通过改变调制周期控制其输出频率，从而在逆变器上同时进行输出电压和频率的控制，而满足变频调速对协调控制的要求，能够生成适用于各种电动机电源的交流电。
　　2.风机改造方案分析
　　根据电气传动理论，不同类型负载的变频节能效果是不同的，平方转矩负载的变频节能效果非常明显。
　　风机这类负载属于二次方律负载，其机械特性如下所示。
　　异步电机调速有许多方法，如变极调速、变转差率调速和变频调速等。前两种转差损耗大，效率低，对电机特性来说都有一定的局限性。变频调速是通过改变定子电源的频率来改变同步频率实现电机调速的。在调速的整个过程中，从高速到低速可以保持有限的转差率，因而具有高效、调速范围宽（10～100%）和精度高等性能，节电效果可达到20～30%。
　　变频调速有两种方法：一是交-直-交变频，适用于高速小容量电机；二是交-交变频。适用于低速大容量拖动系统。要提高电动机的工作效率、节约电能，可在对应的风机电机上装上调速装置。根据工作的情况调节调速器可以满足工作状况的要求，依据风机在低速运行时，阻转矩很小，不存在低频时带不动负载的问题，采用控制方式即可。 另外，用变频器对风机进行改造不必对原系统进行大改动。在变频改造的过程中，可根据需要而调节变频器，以满足工作要求。
　　3.案例分析及其经济效益
　　因变频器是无级调速的，用变频器调速，具有起动停止平衡，无级调速，调速范围大；工作可靠，能长期稳定运行；操作简便，维护量小；输出特性可满足风机性能要求；节能效果显著等特点。
　　因此，即每年节省的电量59437度，节电率达30%，则采用变频调速每年节约电费有约有41606元（按0.7元/度计）。可见，变频调速技术用于风机设备改造的投资，通常可以在一年左右的生产中全部收回；而且优化了工艺过程，减少了管道和阀门的压力，提高了设备的寿命，减少了维修。
　　4.结束语
　　使用变频器后，不但免去了许多繁琐的人工操作，消除了许多不安全隐患因素，并使系统始终处于一种节能状态下运行，合理地轮换使用电机延长了设备的使用寿命，更好的适应了生产需要；同时，风机可软起软停、减少设备机械冲击、延长设备使用寿命、降低设备的维修费用。而且变频器丰富的内部控制功能可以很方便地与其他控制系统或设备实现闭环自动控制。采用交流变频器对风机进行节能改造具有结构简单、改造方便、节能效果明显、投资回收期短，值得推广。
　　作者简介：
　　林燕虹（1984.4-），女，广东普宁人，教师，研究方面：机械自动化。