变频技术应用—节能,选型,使用中出现问题及解决
变频技术应用—节能,选型,使用中出现问题及解决
张海权
（天津市肉类加工厂浦英机械分厂 300300）
摘要： 在工业生产及国计民生中电机的使用十分广泛，电机的传动方式一般分为直流电机传动及交流电机传动。过去由于
交流电机实现调速较困难或某些调速方式低效不够理想，因而长期以来在调速领域大多采用直流电机，而交流电动机的优点在
调速领域中未能得到发挥。但由于直流电机结构复杂，造价比交流电机高，而且直流调速系统线路复杂，维修十分不便。因而
便促进了世界各国对交流调速技术的开发和研制。
关键词： 变频应用；节能；选型；问题解决
引 言：
在工业生产和产品加工制造业中，风机、泵类设备应用范
围广泛；其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失
以及维护、维修费用占到生产成本的 7%~25%，是一笔不小的
生产费用开支。随着经济改革的不断深入，市场竞争的不断
加剧；节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重
要手段之一.而八十年代初发展起来的变频调速技术，正是顺
应了工业生产自动化发展的要求，开创了一个全新的智能电
机时代。一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式，
使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按
照生产工艺要求调整转速输出，从而降低电机功耗达到系统
高效运行的目的。八十年代末，该技术引入我国并得到推广。
现已在电力、冶金、石油、化工、造纸、食品、纺织等多种
行业的电机传动设备中得到实际应用。目前，变频调速技术
已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向。卓越的调
速性能、显著的节电效果，改善现有设备的运行工况，提高
系统的安全可靠性和设备利用率，延长设备使用寿命等优点
随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。
一 变频系统选型
1 选型原则
在选型前，首先要根据机械对转速(最高、最低)和转矩(起
动、连续及过载)的要求，确定机械要求的最大输入功率(即
电机的额定功率最小值)。
P=n.T/9950(kW)
式中:P-机械要求的输入功率(kW)
n-机械转速(转/分)
T-机械的最大转矩(N.m)
然后，选择电机的极数和额定功率。电机的极数决定了同
步转速，要求电机的同步转速尽可能地覆盖整个调速范围，
使连续负载容量高一些。为了充分利用设备潜能，避免浪费，
可允许电机短时超出同步速度，但必须小于电机允许的最大
速度。转矩取设备在起动、连续运行、过载或最高速等状态
下的最大转矩。最后，根据变频器输出功率和额定电流稍大
于电机的功率和额定电流确定变频器的参数与型号。
变频调速主电路结构应用形式多种多样，如何选用匹配
呢？
(1) 一对一单电动机变频调速方式。
因为变频器具有软起动(低压低频起动--逐步升压升频升
速)，不存在冲击电流现象。
(2) 多电动机变频调速方式(多电机共用一台大变频器)
(3) 共用直流电源的多逆变器多电机变频调速方式(逆
变器与电机仍属于 1 对 1 方式)
随着变频技术的进步，出现了小变频器多电机方案(实质
类同 1 对 1 变频调速)和共用直流电源方案(多个逆变器共用
一套直流电源，一个逆变器驱动一台电机。)
2. 变频器箱体结构的选用
变频器的箱体结构要与条件相适应,必须考虑温度、湿度、
粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。
2.1 防尘控制柜的设计要求
在多粉尘场所，特别是多金属粉尘、絮状物的场所使用变
频器时，采取正确、合理的防护措施是十分必要的，防尘措
施得当对保证变频器正常工作非常重要。总体要求控制柜整
体应该密封，应该通过专门设计的进风口、出风口进行通风;
控制柜顶部应该有防护网和防护顶盖出风口;控制柜底部应
该有底板和进风口、进线孔，并且安装防尘网。
2.2 防潮湿霉变的控制柜的设计要求
于应用于潮湿和和含有腐蚀性气体的场合，必须对于使用
变频器的内部设计有基本要求，例如印刷电路板必须采用三
防漆喷涂处理，对于结构件必须采用镀镍铬等处理工艺。除
此之外，还需要采取其它积极、有效、合理的防潮湿、防腐
蚀气体的措施。
3 变频器功率的选用
从效率角度出发,在选用变频器功率时,要注意以下几点。
(1)变频器功率与电动机功率相当时为最合适,以利于变
频器在高效率状态下运转。
(2)在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时,则
变频器的功率要尽可能接近电动机
的功率,并且应略大于电动机的功率。
二 应用中需要注意的几个问题
随着通用变频器市场的日益繁荣，不包括 OEM 进口变频
器，中国通用变频器年用量超过 25 亿元人民币，变频器及其
附属设备的安装、调试、日常维护及维修工作量剧增，给用
户造成重大直接和间接损失。武汉世佳公司就针对造成以上
问题的原因，根据大量用户的实际应用情况，从应用环境、
电磁干扰与抗干扰、电网质量、电机绝缘等方面进行了分析，
提出了一些改进的建议。
1 工作环境问题
在变频器实际应用中，由于国内客户除少数有专用机房
外，大多为了降低成本，将变频器直接安装于工业现场。工
作现场一般是灰尘大、温度高，在南方还有湿度大的问题。
对于线缆行业还有金属粉尘，在陶瓷、印染等行业还有腐蚀
性气体和粉尘，在煤矿等场合，还有防爆的要求等等
2 干扰问题
2.1 变频器对微机控制板的干扰
在注塑机、电梯等的控制系统中，多采用微机或者 PLC 进
行控制，在系统设计或者改造过程中，一定要注意变频器对
微机控制板的干扰问题。由于用户自己设计的微机控制板一
般工艺水平差，不符合 EMC 国际标准，在采用变频器后，产
生的传导和辐射干扰，往往导致控制系统工作异常，因此需
要采取必要措施。
参考文献
[1] 韩安荣 . 通用变频器及其应用（第 2 版） [M]. 北京：机械
工业出版社， 2000
[2] 吴忠智，吴加林，变频器应用手册 [Z]. 北京： 机械工业
出版社， 1995
