浅谈变频器的变频调速功能

变频器（以下简称-VFD）的变频调速功能是将三相工频(50Hz)交流电源(或任意电源)转换为三相电压、频率可调的交流电源。变频调速装置有时也可称为VVVF，主要用于调节交流电机(异步机或同步机)的速度。

VFD在节能和电力环保方面的作用

1.交流电机变频调速系统由交流电机和控制器三部分组成。其中，关键的核心设备是VFD，它可以实现电机电压和频率的平滑变化。

2.变频调速在调频范围、静态精度、动态品质、系统效率、完善的保护功能、易于实现自动控制和过程控制等方面是以往的调压调速、变极调速、串级调速、转差调速、液力耦合器调速无法比拟的。被公认为是交流电机最理想、最有前途的调速方案，代表了未来电气传动的发展方向。

3.VFD调速近30年来广泛应用于钢铁、冶金、石油、化工、纺织、化纤、轻工、造纸、橡胶、塑料、电力、供水等行业。低压电机变频调速的应用已经非常普及和成熟。高压电机的变频调速也正在受到重视并逐步得到应用。交流电机变频调速除了具有优良的调速性能外，在节约电能和保护环境方面也起着重要的作用。是企业技术改造和产品升级的理想调速装置。

风机和水泵的变频调速节能

电力供需矛盾(供不应求)电力缺口大，需要节电。据有关部门统计，2002年，我国发电装机容量319亿千瓦，年发电量13466亿千瓦时。虽然电力规模世界第二，但人均用电量世界最低。此外，中国经济的快速发展需要更多的电力。按照国民经济增长8%、电力增长11%的要求，到2010年，我国发电装机容量应为5700 ~ 6亿千瓦，年发电量将达到28000 ~ 29000亿千瓦时。2003年夏季，持续高温造成部分省市电力供应紧张，被迫采取限电措施。因为电网超负荷，当地电力系统不稳定。以上说明我国电力供需不平衡，供小于求。因此，节约用电是必要的。

风机和水泵变频调速的节能效益

(1)我国电动机总装机容量为4.5亿千瓦，约占全国发电量的65%。因此，如何实现电机节电非常重要。电机节能一般有两种方式:一是提高电机效率，实现长期高效运行，主要用于恒速机械；另一个是提高电机转速的控制精度，使电机以最节能的速度运行。

(2)风机、水泵、压缩机是电动机驱动的设备，在国民经济生产中应用广泛。电机总容量1.5亿，用电量约占全国发电量的35%，其中约20% ~ 30%的风机和水泵需要调速。

(3) VFD调速是风机和泵的最佳节能方案。根据流体理论，离心风机和水泵的轴功率是转速的三次幂函数。速度降低，功耗也会大大降低。比如转速为50%时，轴的机械功率只有12.5%。当然，速度控制方案的效率是相当不同的。转差后，液压调速装置效率不高，η≈ (1-s)，在50%转速时，η vs≈ 50%，而变频调速器的效率和效率系数较高，η VVF≈ 95% ~ 98%，且几乎不变。因此，在众多调速方案中，变频调速的节能效益最好，应该是首选方案。

编辑：黄飞