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    知道如何用变频调速的人是很常见的，但大多数人在提到如何用变频调速时，总是会挂断节能的电话。近年来，虽然我国能源发展取得了长足进步，但仍跟不上需求的增长，节能降耗始终处于突出地位。上海杰服自动化工程的小编给大家介绍一下西门子变频器功率模块及节能原理
    1、 变频器工作原理
    变频器主要由模块、CPU控制板和电源驱动板组成
    我们知道交流电动机同步转速的表达式位：n=60F（1-s）/P（1），其中n为异步电动机的转速；F为异步电动机的频率；s为电动机的转差率；P为电动机的极数。从式（1）可以看出，转速n与频率f成正比，通过改变频率f可以改变电动机的转速，当频率f在0-50赫兹范围内变化时，电动机的调速范围很宽。变频器通过改变电机的电源频率来实现调速。它是一种理想的高效率、高性能的调速方法。如果认为只要随时使用变频器，电机就能节能，那就太牵强了。变频器是电力电子科学的体现。它是利用电力电子器件半导体器件的开关功能，实现对功率和大功率的转换和控制的电子电路器件。也就是说，电源电路是电子的，可以直观地控制和显示。由于变频器的这一优点，其应用领域越来越广泛，所采用的技术也在不断地扩展。同时，为了追求变频器的小型化，人们一直在努力减少元器件的发热。由于新一代IGBT采用了漏极控制电极的新技术，大大降低了集电极-发射极的饱和电压（ucesat），因此新器件的损耗低，具有降低发热和消除损耗的作用。
    目前，380V小容量通用变频器应用广泛，但功耗相对较大，而高压大容量变频器具有显著的节能效果。随着变频调速技术的发展，高压变频调速技术作为一种大容量输电技术得到了广泛的应用，覆盖了我国电力、冶金、石油、化工、造纸等各大行业，产品电压等级包括3KV、6kV和10kV，以及油田专用潜油电泵用1600v-2400v产品，基本能驱动风机、泵、压缩机等各种负载，高压电机采用高压变频器实现无级调速，既能满足生产过程中电机调速控制的要求，又能大大节约能源，降低生产成本。随着GTO、IGBT、IGCT等自关断器件的发展，适用于高压变频的主电路拓扑研究进一步深入。以DSP为代表的智能控制芯片的迅速普及，为高压变频调速技术的应用研究奠定了坚实的基础。作为一种资源节约型产品，随着电力电子技术的不断发展、产品的不断完善、观念的深入和市场的拓展，高压变频器将显示出巨大的技术发展前景和市场需求。相应地，变频器的节能要求也相应提高。
    二、 变频器的节能原理
    1、变频节能
    变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。宣钢炼钢厂有大量的风机类水泵类负载，这类负载由流体力学可知，p(功率)＝Q(流量)×H(压力),流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。所以当所要求的流量Q减少时，可调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低，转速控制方式在低速小流量时，仍可使泵机高效率运行。这时，电动机的功率p将按三次方关系大幅度地降低，比调节挡板、阀门节能 40％～50％,从而达到节电的目的。为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。例如: 一台离心泵电机功率为55千瓦，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16千瓦，省电48.8％，当转速下降到原转速的l／2时，其耗电量为 6.875千瓦，省电87.5％。
    2、功率因数补偿节能
    无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
    3、软启动节能
    电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。三、结论
    变频调速之所以节能，主要在于把全速运行中浪费的电能节约了下来。尤其是闭环调速系统,如恒压供水系统等，实现了按需拖动，几乎完全消除了拖动系统在运行过程中的浪费。这是从大的方面实现了节能，但并不等于节能潜力已经挖掘干净了。事实上,在许多场合，还存在着大马拉小车的现象，在这一方面,还大有潜力。变频器可以省电这是不可磨灭的事实，在某些情况下可以节电40%以上，但是某些情况还会比不接变频器浪费！变频器是通过轻负载降压实现节能的, 拖动转距负载由于转速没有多大变化，即便是降低电压，也不会很多，所以节能很微弱，但是用在风机环境就不同了，当需要较小的风量时刻,电机会降低速度，我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比，所以电机的转距会急剧下降,节能效果明显。当然，如果环境要求必须调速，变频器节能效果还是比较明显的。不调速的场合变频器不会省电，只能改善功率因数。