變頻器的自白

我叫變頻器，在眾多節(jié)能新產品中，我以優(yōu)異性能被人們譽為“節(jié)能先鋒”。

當今世界，極端災害天氣頻頻發(fā)生，冰川融化、海平面上升、干旱持續(xù)、暴雨成災……嚴重威脅著人類的生存。今天，節(jié)能減排、保護環(huán)境成為人類必須共同面對的重要課題。我，就在這種大氣候下應運而生。

變頻器，顧名思義，就是一種綜合應用變頻技術與微電子技術，以改變電機工作電源頻率和幅度，來控制交流電動機電力傳動的元件。我的誕生，凝結著人類的智慧和汗水。

工程師們?yōu)榱孙L機、水泵等設備安全可靠運行，在設計配用動力驅動時，都留有一定的富余量。在電機不是滿負荷運行時，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費。舉例來說，一匹半馬才能把一車貨物拉上高坡，人們通常會選擇兩匹馬來完成任務。這里不是還有半匹馬沒有發(fā)揮作用嗎？很顯然，如果根據馬的承載量來匹配貨物，就可以減少浪費，實現效益最大化。同樣的道理，完全可以應用在動力驅動富余量上。如果能使電機的轉速達到人們實時所需的要求，那么系統(tǒng)損耗的能量就自然而然減少了！

為實現電力傳動裝置的有效控制，科學家們進行了大膽的創(chuàng)新。1967年，世界上第一臺變頻器開發(fā)成功，并投入商業(yè)運行。經過四十多年的發(fā)展，交流電機變頻調速成為節(jié)約電能、改善生產工藝流程、提高產品質量、以及改善運行環(huán)境的一種主要手段。與之相對應，我們變頻器以高效率、高功率因數，以及優(yōu)異的調速和啟制動性能而廣受用戶青睞，在眾多領域發(fā)揮著重要作用。

首先是軟啟動功能。電機硬啟動，直接啟動電流往往是其額定電流的3-5倍，忽然增高的電流不僅增加了電機的設計生產難度，而且對電網系統(tǒng)容量、輸配電設施造成嚴重沖擊，對擋板、閥門等設備的損害也極大。我的作用就是改變交流電機供電的頻率和幅值，從而改變其運動磁場的周期，達到平滑控制電動機轉速的目的。這使電機啟動電流從零開始，逐漸增加，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網的沖擊和對供電容量的要求，延長了設備的使用壽命。

其次是優(yōu)化電機運行。在風機、中央空調等系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的供水方式是采用水塔、高位水箱、氣壓罐等設施來實現的。出水口水壓大小往往受水箱高度、儲水量等因素影響，時常發(fā)生變化，要真正實現恒壓并不容易。另外，風機、泵類等設備傳統(tǒng)的調速方法是靠調節(jié)出入口的擋板、閥門開度來調節(jié)給風量和給水量。當輸入功率過大時，大量能源就消耗在擋板、閥門的截流過程中，造成了浪費。這就像是人們在沒有準確核算工程量的前提下就把大大超出需求量的磚塊運上了高樓，造成人力和工時的浪費。如今，工程師們組合變頻器、PID調節(jié)器、單片機、PLC等，形成一個控制系統(tǒng)，就可以調節(jié)水泵的輸出流量，減少無效勞動。人們只要設定泵站總管的出水壓力，設定值與反饋的實際值進行比較，其差值經過運算處理后，系統(tǒng)會發(fā)出控制指令，控制水泵電動機的投運臺數和轉速，從而達到給水總管壓力恒定的目標。與調節(jié)閥門控制水壓相比，該系統(tǒng)降低了管道阻力，大大減少了截流損失的效能，而且不需要人工頻繁操作，降低了勞動強度。如今，在自來水廠、生活小區(qū)、消防供水系統(tǒng)、污水提升及處理系統(tǒng)、農業(yè)排灌、音樂噴泉等場所，都有我忙碌的身影。

在中央空調、風機等系統(tǒng)中，我們也有不俗的表現。中央空調是按照最大需要冷(熱)量再加10～20%來設計的，耗電量大，節(jié)能潛力也大。用我去對中央空調制冷壓縮機、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風扇、回風裝置等進行調速節(jié)能控制，就可以避免過大流量和過大壓力，保證系統(tǒng)正常有效運行，可以節(jié)電20%～50%。又如，在“萬里長江第一隧”——上海長江隧道建設過程中，建設者需要確保長約8.9公里，內徑13.7米的隧道內通風良好。為此，這個項目采用了德力西變頻器，根據用風量大小直接給定電機轉速，精準調節(jié)風量，優(yōu)化了電氣設施的使用，節(jié)能達20%-45%。

產生經濟效益的同時，變頻器的社會效益也十分顯著。據測算，單單ABB集團在全球范圍內已經生產并安裝的變頻器每年就能節(jié)電1150億度，相應減少9700萬噸二氧化碳排放，超過芬蘭一年的二氧化碳排放量。

第三是對系統(tǒng)具有保護功能。在檢知系統(tǒng)中的異常狀態(tài)后，我可以自動修正動作或者封鎖電力半導體器件PWM控制信號，使電機自動停車，如過電流失速防止、過電流切斷、半導體冷卻風扇過熱和瞬時停電保護等。

聽完我的自白，您會認為我是名副其實的“節(jié)能先鋒”吧，那么，就請您在生產生活中，給我充分發(fā)揮作用的機會！