使用變頻器的確可以達(dá)到省電的效果，但這是需要滿足一定的應(yīng)用條件才能節(jié)能。那么，要如何使用節(jié)能省電呢？

如果兩臺(tái)相同的電機(jī)工作在50Hz工頻，一臺(tái)用變頻器，另一臺(tái)不用，轉(zhuǎn)速和扭矩都在電機(jī)的額定狀態(tài)下，變頻器還能省電嗎？我能存多少錢？

其實(shí)在這種情況下，變頻器只能提高功率因數(shù)，不能省電。因?yàn)樽冾l不可能處處省電，所以變頻不一定省電的場(chǎng)合很多。同時(shí)，變頻器本身也消耗電能(約為額定功率的2-5%)。此外，變頻器在電源頻率下工作并具有省電功能也是事實(shí)，但前提是設(shè)備本身具有省電功能(軟件支持)，即與整個(gè)系統(tǒng)或流程的要求相匹配。

如果說(shuō)變頻器工頻運(yùn)行在沒(méi)有前提條件的情況下節(jié)能，那就是夸大其詞或者商業(yè)炒作。知道了為什么，你就會(huì)熟練地用它來(lái)為你服務(wù)。但是，我們必須注意使用的場(chǎng)合和條件，才能正確地應(yīng)用它，否則，我們就會(huì)盲目地順從和輕信而“上當(dāng)受騙”。

使用變頻器，我們經(jīng)常會(huì)有以下誤解:

1.誤解，使用變頻器可以省電。

有文獻(xiàn)宣稱變頻調(diào)速器是一種節(jié)電控制產(chǎn)品，給人的印象是只要使用變頻調(diào)速器就能省電。

其實(shí)變頻器之所以能省電，是因?yàn)樗芙o電機(jī)提速。如果說(shuō)變頻調(diào)速器是節(jié)電控制產(chǎn)品，那么所有的調(diào)速裝置也可以說(shuō)是節(jié)電控制產(chǎn)品。變頻調(diào)速器的效率和功率因數(shù)僅略高于其他速度控制裝置。

與DC調(diào)速系統(tǒng)相比，DC電機(jī)比交流電機(jī)具有更高的效率和功率因數(shù)，數(shù)字DC調(diào)速器的效率與變頻器相當(dāng)，甚至數(shù)字DC調(diào)速器的效率也略高于變頻器。因此，聲稱使用交流異步電機(jī)和變頻調(diào)速器比使用DC電機(jī)和DC調(diào)速器更省電。理論和實(shí)踐證明這是不正確的。

2.誤解:變頻器的容量是基于電機(jī)的額定功率。

與電機(jī)相比，變頻調(diào)速器的價(jià)格更貴，因此在保證安全可靠運(yùn)行的前提下，合理降低變頻調(diào)速器的容量是非常有意義的。

變頻器的功率是指它所適用的4極交流異步電動(dòng)機(jī)的功率。

由于相同容量的電機(jī)磁極不同，電機(jī)的額定電流也不同。隨著電機(jī)極數(shù)的增加，電機(jī)的額定電流增大。變頻調(diào)速器的容量選擇不能以電機(jī)的額定功率為依據(jù)。同時(shí)，對(duì)于未采用變頻器的原改造項(xiàng)目，變頻調(diào)速器的容量選擇不能以電機(jī)的額定電流為依據(jù)。這是因?yàn)樵谶x擇電機(jī)容量時(shí)，要考慮最大負(fù)載、富裕系數(shù)、電機(jī)規(guī)格等因素，富裕量往往較大，工業(yè)電機(jī)往往在50% ~ 60%額定負(fù)載下運(yùn)行。如果根據(jù)電機(jī)的額定電流來(lái)選擇變頻調(diào)速器的容量，剩余量會(huì)過(guò)大，造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，可靠性也不會(huì)提高。

對(duì)于一開(kāi)始就采用變頻器的設(shè)計(jì)，可以理解變頻器容量的選擇是基于電機(jī)的額定電流。這是因?yàn)榇藭r(shí)的變頻器的容量無(wú)法根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行選擇。當(dāng)然，為了減少投資，在某些場(chǎng)合，也可以先確定變頻器的容量，然后根據(jù)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行一段時(shí)間后的實(shí)際電流進(jìn)行選擇。

3.誤解:通用電機(jī)只能使用變頻器以低于其額定傳輸速度的速度運(yùn)行。

根據(jù)經(jīng)典理論，通用電機(jī)的頻率上限為55Hz。這是因?yàn)楫?dāng)需要調(diào)節(jié)電機(jī)速度以高于額定速度運(yùn)行時(shí)，定子頻率將增加到高于額定頻率(50Hz)。此時(shí)，如果控制仍基于恒轉(zhuǎn)矩原理，定子電壓將上升超過(guò)額定電壓。然后，當(dāng)速度范圍高于額定速度時(shí)，定子電壓必須保持恒定在額定電壓。此時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速/頻率的增加，磁通會(huì)減小，因此在相同定子電流下的轉(zhuǎn)矩會(huì)減小，機(jī)械特性會(huì)變軟，電機(jī)的過(guò)載能力會(huì)大大降低。

可以看出，通用電機(jī)的頻率上限是55Hz，這是前提條件:

(1)定子電壓不能超過(guò)額定電壓；

(2)電機(jī)以額定功率運(yùn)行；

(3)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。

在上述情況下，理論和實(shí)驗(yàn)證明，如果頻率超過(guò)55Hz，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩會(huì)降低，機(jī)械特性會(huì)軟化，過(guò)載能力會(huì)降低，鐵耗會(huì)迅速增加，發(fā)熱嚴(yán)重。

筆者認(rèn)為，電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行表明，通用電機(jī)可以通過(guò)變頻器以更高的速度運(yùn)行。變頻可以提速嗎？你能提多少？主要由電機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載決定。首先，負(fù)載率是多少？其次，要找出負(fù)荷特性，根據(jù)負(fù)荷的具體情況進(jìn)行計(jì)算。分析如下:

1.事實(shí)上，對(duì)于380V的通用電機(jī)，定子電壓超過(guò)額定電壓10%的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行是可能的，對(duì)電機(jī)的絕緣和使用壽命沒(méi)有影響。當(dāng)定子電壓增大時(shí)，轉(zhuǎn)矩明顯增大，定子電流減小，繞組溫度下降。

2.電機(jī)負(fù)載率通常為50% ~ 60%

一般來(lái)說(shuō)，工業(yè)電機(jī)通常以50% ~ 60%的額定功率工作。根據(jù)計(jì)算，當(dāng)電機(jī)輸出功率為額定功率的70%，定子電壓增加7%時(shí)，定子電流將減少26.4%。此時(shí)，即使在恒轉(zhuǎn)矩控制下，如果用變頻調(diào)速器將電機(jī)轉(zhuǎn)速提高20%，定子電流也不會(huì)增加，反而會(huì)減小。雖然增加頻率后，電機(jī)的鐵耗迅速增加，但與定子電流減小產(chǎn)生的熱量相比，其產(chǎn)生的熱量很少。因此，電機(jī)繞組溫度也會(huì)明顯下降。

3.各種負(fù)載特性

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為負(fù)載服務(wù)，不同的負(fù)載具有不同的機(jī)械特性。電機(jī)增速后必須滿足負(fù)載機(jī)械特性的要求。不同負(fù)載率(k)下恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的允許最大工作頻率(fmax)與負(fù)載率成反比，即fmax=fe/k，其中fe為額定功率頻率。對(duì)于恒功率負(fù)載，通用電機(jī)的最大允許工作頻率主要受電機(jī)轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸機(jī)械強(qiáng)度的限制，筆者認(rèn)為一般限制在100Hz為宜。

4.誤解，忽略了變頻器

變頻器的調(diào)試一般由分配器來(lái)完成，不會(huì)有問(wèn)題。變頻器的安裝相對(duì)簡(jiǎn)單，一般由用戶完成。有些用戶沒(méi)有仔細(xì)閱讀變頻調(diào)速器的使用說(shuō)明書(shū)，沒(méi)有嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行施工，忽視變頻器自身特點(diǎn)，將其等同于一般電氣裝置，憑假設(shè)和經(jīng)驗(yàn)行事，為故障和事故埋下了隱患。

根據(jù)變頻調(diào)速器說(shuō)明書(shū)的要求，與電機(jī)連接的電纜應(yīng)為屏蔽電纜或鎧裝電纜，最好穿金屬管敷設(shè)。截?cái)嚯娎|的末端應(yīng)盡可能整齊，未屏蔽的線段應(yīng)盡可能短，電纜長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)一定距離(一般為50m)。當(dāng)變頻調(diào)速器與電機(jī)之間的接線距離較長(zhǎng)時(shí)，電纜的高次諧波泄漏電流會(huì)對(duì)變頻調(diào)速器和外圍設(shè)備產(chǎn)生不利影響。從變頻器控制的電機(jī)返回的接地線應(yīng)直接連接到變頻器的相應(yīng)接地端子。變頻器的接地線不應(yīng)與焊機(jī)和電源設(shè)備共用，并應(yīng)盡可能短。因?yàn)樽冾l器會(huì)產(chǎn)生漏電流，如果離接地點(diǎn)太遠(yuǎn)，接地端的電位就不穩(wěn)定。變頻器接地線的最小橫截面積必須大于或等于電源電纜的橫截面積。為防止干擾造成誤操作，控制電纜應(yīng)采用絞合屏蔽線或雙屏蔽線。同時(shí)，注意不要將屏蔽網(wǎng)線與其他信號(hào)線和設(shè)備外殼接觸，并用絕緣膠帶包裹。為避免噪聲的影響，控制電纜的長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)50m。控制電纜和電機(jī)電纜必須分開(kāi)敷設(shè)，使用單獨(dú)的布線導(dǎo)管，并盡可能遠(yuǎn)離。當(dāng)他們必須交叉時(shí)，他們應(yīng)該垂直交叉。切勿將它們放在同一個(gè)管道或電纜槽中。但部分用戶在敷設(shè)電纜時(shí)沒(méi)有嚴(yán)格遵循上述要求，導(dǎo)致設(shè)備在單獨(dú)調(diào)試時(shí)無(wú)法正常運(yùn)行，但對(duì)正常生產(chǎn)干擾嚴(yán)重，導(dǎo)致無(wú)法運(yùn)行。

特別注意變頻器的日常維護(hù)。有的電工一發(fā)現(xiàn)變頻器故障跳閘就立即打開(kāi)變頻器進(jìn)行維修，非常危險(xiǎn)，可能會(huì)導(dǎo)致人身觸電事故。這是因?yàn)榧词棺冾l器沒(méi)有運(yùn)行，或者甚至電源已經(jīng)被切斷，由于電容器的存在，在變頻器的電源輸入線、DC端子和電機(jī)端子上仍然可能存在電壓。開(kāi)關(guān)關(guān)閉后，需要等待幾分鐘變頻器完全放電后才能開(kāi)始工作。有些電工習(xí)慣一發(fā)現(xiàn)變頻調(diào)速系統(tǒng)停止，就用搖表測(cè)試變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)絕緣情況，從而判斷電機(jī)是否燒毀。這也很危險(xiǎn)，很容易燒變頻器。因此，在斷開(kāi)電機(jī)和變頻器之間的電纜之前，切勿對(duì)電機(jī)和連接到變頻器的電纜進(jìn)行絕緣測(cè)試。