变频节能技术原理6
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变频节能技术原理6范文第1篇
[关键词]主通风机；煤矿；变频节能；应用
中图分类号：TD635 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0285-01
1.引言
煤矿主通风机作为煤矿耗能的关键，因此通风机运行的合理性以及效率的高低都影响着整个煤矿耗能的水平，可以说，煤矿主通风机就是保证矿井是否安全的主要设备之一，它能为矿井输送最新鲜的空气并及时的排除一氧化碳等有害气体，为工作人员与设备都提供了最为健康、安全、可靠的环境。主通风机作为矿井工作的最主要设备，它一般都处在不停工作的状态，因此成为煤矿产业中最耗能的设备。目前为了解决矿井主通风机的耗能问题就对煤矿主通风机进行了节能变频技术的改变，这样一来就能从很大程度上满足了矿井生产的需要。在通风机选型的过程中常常会出现一些问题如：电能浪费严重，由于在煤矿生产的初期需要的风量很小，但是主通风机的风量很大，因此会造成能源的浪费问题；启动比较困难，机械损伤严重。主通风机的电流比较大，常常会将电动机烧毁即使不被烧毁也会带来其他的问题，这样严重影响了电动机、主通风机的使用寿命；系统的自动化程度低。目前的主通风机主要还是依靠人工来进行风叶角度的调节不能自动化的进行。根据上述的一些问题，本文就对煤矿主通风机变频调速节能问题的提出与应用进行具体的阐述。
2.通风机变频调速节能的提出及原理
2.1 通风机变频调速节能的提出
在进行矿井工作的时候，通风系统会配备2台主通风机，通常是一台使用一台备用的形式，矿井主通风机的容量一般都是根据矿井最大的风量来设计的，这样才能时刻保证风量的正常提供，但是很多的矿井主通风机都是欠载运行的。还有一些主通风机并没有配置相应的变频调速功能，对于这样的主通风机一般都是采用直接起动工频运行的方式，利用关闭风门与调节叶片的方式，部分关闭风门或者关闭调节叶片安装角对主通风机风量进行调节，但是很明显这样做十分浪费电能资源违背了节能的宗旨，并且在调节的时候误差较大因此这种方式并不可行。通风机很小的变化常常会产生很大的风量变化，这使得主通风机在运行过程中常出现故障不能达到最完美的效果。如果将叶轮叶片安装角度改变之后就必须停机进行调整后再运行，这样能提高电机在转动时的准确度，只有当电机始终保持在最节能的状况下才能从根本上提高节能效果。
2.2 通风机变频调速节能原理
要想了解主通风机变频调速节能的效果，就要先分析通风机变频调速节能的原理。变频调速技术可以说是电机调速与节能的重要手段，该技术已被应用于多个领域中，利用变频调速技术能让通风机在最节能的情况下运行，这是根据流体力学比例定律得到的也是通风机变频调速节能的原理，根据定律可以知道：当通风机转速从额定转速改变时，风量、功率以及负压之间是有一定比例关系的，其中风量与转速成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率则与转速的三次方成正比，也就是说，当风量减少的时候，通风机的转速也降低时，通风机的功率才会下降，可以看出通风机通过变频来调节转速是十分节能的。
3.煤矿主通风机变频节能技术的应用
对于煤矿主通风机变频节能技术的应用主要包括：（一）变频器的选择。通风设备变频电控系统主要是由通风机供配电系统、控制系统、变频调速系统等构成，高压变频器采用的是交直交多电平高-高的方式，从而满足拖动风机负载的要求。采用的高压变频器直接进行输入，高压直接输出的电压源方式；还采用多脉波整流，确保整流脉波不能低于48脉波。（二）变频系统方案。矿井2台轴流式主通风机分别是配置了一台变频，实现了双变频的系统，并且每台变频器回路增加旁路系统从而构成双变频-用多备方式。变频系统的特点主要有：选择一台风机变频器运行，另一台变频系统作为备用系统；如果一台变频器出现故障，那么通风系统就会自动切换到备用的变频器系统上，这时原本故障的风机就能自动切换到工频旁路系统成为备用系统；系统安全性比较高，有了闭锁设置就保证了系统的安全有效避免了操作失误而产生的事故问题；选用高压变频装置，可以配合叶片角度的调节，从而根据通风机的参数改变通风机的转速，当通风机工况点置于高效区时也能实现通风机电机的启动与停止。（三）通风机运转工况点的变频调节。变频技术可以用来控制风机的运行，让设备能够运行可靠，达到明显的节点效果。变频器的操作比较简单，两级风机可以启动并且在短时间内满足通风机的风量需求，保证了安全生产，利用变频技术对通风机进行技术上的改革之后，使通风机低位运行不仅延长了通风机的寿命也降低了成本，对周边工作环境的改善也十分显著。
4.结束语
综上所述，通过对主通风机变频节能技术应用的分析，我们可以看出煤矿主通风机变频节能技术有很多优点，由于通风机启动的电流比较小能够对电机进行很好的保护，不仅延长了电机的寿命，也能改善值班人员的工作环境。矿井主通风机利用的是变频调速技术，该技术让通风机运转工况点能处在高效区运行的同时，也能节省大量的能量消耗使企业的经济效益得到提高，此外，利用了变频调速技术对国家的节能减排目标也有一定的好处，可以说，矿井主通风机应用变频节能技术发展前景十分广阔，煤炭行业可以对变频节能技术进行大力度推广，相信未来煤矿主通风机变频节能技术会发展的更好。
参考文献
[1]冯宇，韩进. 煤矿主通风机变频节能技术的应用 .《煤炭技术》.2015年8期
[2]陈一兵.煤矿对旋轴流式主通风机高压变频拖动方案的设计及应用.《煤矿机电》.2013年6期
变频节能技术原理6范文第2篇
关键词：变频调速技术 节水 节能 城乡供水 农业灌溉 自动控制装置
1 立项背景及技术创新点
水资源及能源紧缺是制约我国经济发展的重要因素，节水节能是我国社会经济持续发展的基本国策.美国从20世纪90年代将变频节水节能技术应用于平移式、轴转动式喷灌机及管道灌溉等系统，经测试其节能率为39％～56％，节水率为15％～30％，既稳定了管网压力，提高了灌溉质量，又节水节能，便于自动化管理，但其价格昂贵.当时，在我国城乡供水及水泵抽灌系统中，水泵一旦开始工作，电机便以额定转速运行，并以额定出水量供水，当用水量减少或在用水低谷时，管网压力过高，水龙头（或喷头）和输水管道往往被损坏，使水白白流掉，电能白白耗掉；有些系统通过阀门控制出水量，来减少供水管网压力升高，这样也造成电能与水资源的浪费.
“九五”期间，我国在工业上将交流变频调速技术列为新技术推广项目，但当时水利行业在灌溉方面未应用.为改善上述资源浪费状况，生产出价格低廉，农业能够接受的变频节水节能控制装置，水利部西北水利科学研究所承担了水利部“948”计划项目“变频节水节能技术”，本项目的关键技术为交流变频调速技术.1998年12月，我们引进了德国的8210和8220系列变频器标准规范、技术指标、性能参数检测方法和部分样机.交流变频技术大致可分为直—交变频与交—交变频两种，我们引进的为直—交变频技术，即通常所见的变频器大多采用的变频技术.我们的技术路线是引进关键技术，并对其消化吸收，在此基础上，开发外围技术，研制并生产变频节水节能产品，并重点进行推广应用.
该项技术引进后，我们对进口样机的性能参数进行了全面测量和记录，在消化吸收的基础上研制开发出了四个系列的变频调速节水节能装置，这些变频节水节能产品除了变频调速器和PLC外，其他已全部国产化.本文介绍CX-B系列变频恒压供水自动控制装置和CX-D系列变频恒压节水灌溉自动控制装置.
本项目的技术创新点：（1）把交流变频调速技术应用于城乡供水及农业灌溉中，达到节水节能效果；（2）根据项目需要，自己研制出水位显示控制器，提高自动化程度；（3）根据实际需要，研制出多段压力设置转换电路，适应农业多种灌溉方式；（4）将变频调速技术、可编程序控制技术、水位显示控制技术、压力传感技术等进行了集成.
2 变频调速的基本原理
交流异步电动机的转子转速n可以用下式表示
式中 f——定子供电电源的频率；
p——电动机的极对数；
s——异步电动机的转差率.
由式（1）可见，当平滑地改变异步电动机的供电频率f时，即可改变电动机转子的转速n..
根据水泵的相似原理
式中的Q、H、P、n分别为水泵的流量、扬程、轴功率和转速.
由式（2）、式（3）、式（4）可知，基于转速控制比基于流量控制可以大幅度降低轴功率.
3 CX-B系列变频恒压供水自动控制装置
3.1 基本构成
整个恒压供水系统由CX-B系列变频恒压供水自动控制装置与水泵电机组合而成（见图1）.该装置由变频器（内含PID调节器）、可编程时控开关、可编程控制器（PLC）、水位显示控制器、远传压力表、水位传感器及相关电气控制部件构成，是一种具有变频调速和全自动闭环控制功能的机电一体化智能设备（见图2），它可同时对一台或多台三相380V，50Hz的水泵电机进行自动控制.
图1 变频恒压供水系统组成
图2变频恒压供水自动控制装置结构原理框图
3.2 工作原理
CX-B系列变频恒压供水自动控制装置以变频方式工作时，水泵电机以软启动方式启动后开始运转，由远传压力表检测供水管网实际压力，管网实际压力与设定压力经过比较后输出偏差信号，由偏差信号控制调整变频器输出的电源频率，改变水泵转速，使管网压力不断向设定压力趋近.这个闭环控制系统通过不断检测、不断调整的反复过程实现管网压力恒定，从而使水泵根据需水量自动调节供水量，达到节能节水的目的.
PLC的主要控制作用：（1）控制多台水泵（包括备用泵）循环软启动，周期性地以变频方式工作；（2）控制备用泵的自动启动.当第一台水泵电机以变频方式运行，并达到额定功率（即变频器输出电源频率达到50H），而供水管网压力未达到设定压力时，第二台水泵电机会自动启动，并以工频方式运行，这时若管网压力仍不能达到设定压力时，第三台水泵电机会自动启动，第一台水泵仍以变频方式运行，达到保持管网恒压的目的，投入运行的水泵数量由装置根据管网压力自动控制.
水位显示控制器设有上、中、下3个水位控制限，当池水位从上限降到中限位置时，控制器输出补水泵启动信号，使补水泵向池内补水，补至上限时，控制器输出补水泵停机信号，停止补水；当池水位降到下限时，控制器输出取水泵停机信号，使取水泵停止取水，待水位上升到中限后，控制器使取水泵自动启动，恢复取水.
3.3 控制功能
CX-B系列变频恒压供水自动控制装置具有以下控制功能：（1）设有手动/自动切换电路，当切换至自动位置时，系统可根据出口压力变化，自动调节变频泵的转速和自动启动、停止备用泵，以维持出口压力恒定，当变频控制电路出现故障时，可切换至手动位置，使水泵直接在工频下运行，保证正常供水；（2）能够在1d内设置1～9个供水时间段，一周内各天的供水时间可以不同；（3）用PLC控制水泵（包括备用泵）全循环软启动，周期性地自动交换使用，以期水泵寿命基本一致；（4）地下蓄水池缺水后取水泵自动停机保护，补水泵自动开机补水，蓄满水后补水泵自动停机，蓄水池水位以数字显示；（5）故障显示及报警，具有缺相、短路、过热、过载、过压、欠压、漏电、瞬时断电保护等电气保护功能.
4 CX-D系列变频恒压节水灌溉自动控制装置
4.1 基本构成
整个恒压供水系统由CX-D系列变频恒压节水灌溉自动控制装置与水泵电机组合而成（见图1）.一些节水灌溉基地设计有喷灌、微喷灌、滴灌等多种灌溉方式，不同的灌溉方式所需的工作压力不同.为使同一供水管网能为不同灌溉方式提供不同的工作压力，在CX-B系列变频恒压控制装置的基础上增加了多段压力设置转换电路，它可同时对一台或多台三相水泵电机进行自动控制（见图3）.
图3变频恒压节水灌溉自动控制装置结构原理框图
4.2 工作原理
CX-D系列变频恒压节水灌溉自动控制装置除多段压力设置转换电路外，其他部分的工作原理与CX-B系列变频恒压供水自动控制装置相同.多段压力设置转换电路中设计了对应于喷灌、微喷灌、滴灌及管道灌溉4个压力档位，在进行灌溉时，PLC按灌溉方式输出对应的控制信号，压力设置转换电路自动转换到相应压力档位，该装置就在这一设定压力下以恒压供水，实现节水灌溉.
4.3 控制功能
除具有CX-B系列变频恒压供水自动控制装置的功能外，还具有压力转换功能.
5 加强变频节水节能技术的应用和推广
引进先进技术主要的目的在于推广应用，把变频调速技术应用于水利行业及农业，实现了节能节水.几年来，通过向社会积极宣传变频节水节能技术的优越性，这一技术已逐步被水利行业及农业所接受.
在城乡供水方面，我们已经推广应用变频恒压供水自控装置12套，根据对其中四套装置运行数据的统计计算可知，可节约电能25％～50％，节水3％～10％.各台装置的节能率和节水率差异较大，其主要原因是各装置的运行环境差异较大，用水高峰与低谷流量差值大的装置节能率高，用水高峰与低谷流量差值小的装置节能率低；供水管路完好率高的系统使用该装置后，节水效果不显著，供水管路完好率低的系统使用该装置后，节水效果显著（由于恒压供水，减少了管网高压所产生的漏水）.实践证明，使用变频恒压供水自控装置，不但能够节水节能，而且提高了供水质量，保证了供水管网的安全运行.
在农业灌溉方面，2001年6月为“99全国节水示范工程秦都项目区（咸阳市秦都区双照镇龙泉南村）节灌系统”设计并安装了变频恒压节水灌溉自动控制装置一套，使一条供水管网能够在不同时间段提供两种工作压力，既满足了微喷灌和滴灌的要求，又使灌溉管理大大简化.据2001年7～12月资料统计，节电17％，节水19％.2001年12月同陕西省农垦农工商总公司签订了合作合同，为该公司华阴农场节水灌溉增效示范项目设计安装6套变频恒压节水灌溉自动控制装置.该示范项目实施完成后，变频恒压节水灌溉自控装置与灌溉自动控制系统联网，将形成目前我国较高标准的节水灌溉自动控制网络，控制滴灌面积76hm2.
变频节能技术原理6范文第3篇
关键词：电机；变频控制；节能技术；应用
中图分类号：TH86文献标识码：A
引言
可持续发展是我国大力推行的发展策略，低碳生活是我国人民未来追求的生活方式，为了达到可持续发展，我国在“十一五”计划中提出了很多可持续发展战略。而进行节能减排其中一大部分就是要对风机、电动机、泵类设备的节能减排，实现资源的合理利用，大力发展交流电机变频调速节电技术。在我国的工农业发展中，应用最多交流电动机是异步交流电动机。而异步电动机存在着很多的缺点，其中功率因数低、调速能力差、能耗高是异步电动机显著的缺点。而实验表明将电动机变频技术应用到异步交流电机中可以很好的解决这些问题，其中最显著的就是解决了异步交流电动机的变频问题，这样可以降低异步电动机的能耗，节约成本，得到更高的经济收益，并且顺应了国家节能减排的可持续发展战略。
一、电机变频控制技术的原理和特点
变频电机是变频器驱动电机的统称，包括变频感应电机和变频器两部分，能够提高电机的工作效率，减少电能的消耗。以交流发电机为例，其转速公式如下：
n1=60 f/p. （1）
式（1）中：n1――同步转速；
f――电源频率，50 Hz；
p――电机磁极对数。
电机转差率用公式表示为：
s=（n1n）/n1. （2）
式（2）中：s――电机转差率；
n――电机转速。
由式（1）和式（2）可以推得：n = 60 f（1－s）/p. （3）
电机的变频控制的主要特点是可以通过变频器调节输出功率和输出电压的大小，以求确保电能的合理利用。除了这个之外电机变频控制还有以下特点，具备软启动和停止的功能。采用电磁设计，减少电子和和转子的阻值。能够实现平滑的无级变速，保护发电机功能的完善，减少发电机维修所需要的费用。电能消耗少，电能的利用率高。
二、电机变频控制的发展和应用
传统的电机控制中，电机的驱动频率是一定的，不会发生变化的。所以同一个电机在工作时时刻属于同一个驱动频率，但是每一个电机的负载是不断发生变化的，为了能够满足发电机在每一个时刻都能带动负载的运动，电机的驱动频率一般大于大多数时候的负载所需要的驱动频率，这也造成了电机在使用过程中很多的驱动频率都造成了浪费，对于电能造成了巨大的浪费。随着电机的不断发展，变频电机出现了，变频电机能够实现随着负载所需要频率的大小来不断的调整电机的驱动频率，这样做就不会浪费电机的驱动频率，使得电能得到充分的利用。随着我国对于节能减排的需求越来越高，对于电机变频控制技术的开发力度也越来越大，是电机变频控制技术得到不断的完善。并且引用的范围也越来越广泛。
(一)电机变频技术的发展过程
现在的电机变频系统大都是采用的恒V/F 控制系统，这个调速系统具有结构简单，制作便宜的特点。该系统适用于风机等大型的并且对于调速系统的动态性能要求不高的地方。该控制系统是一个开环的控制系统。这个开环的变频控制系统能够满足大多数普通的电机平滑的变速要求，该系统对于动态和静态的性能都是有限的。如果需要提高系统的动态和静态性能就不能采用开环的控制系统了，只能使用闭环的控制系统来进行控制。针对这一点有很多人又提出了控制闭环转差频率的电机调速方式，这种调速方式只有在稳态的方式下才能够成立，也就是说这种系统只能满足转速比较慢的电机的调速。对于转速较快的电机来说采用这种调速系统不但不会实现对电能的合理利用，反而会使电机产生极大的瞬态电流，使得电机的转矩在瞬间发生变化。因此要想提高变频控制系统对于动态静态的控制性能，继续要解决的一个问题就是如何在动态的情况下解决电机的转矩发生变化的问题。只要解决了这个问题，电机变频控制技术将会进入一个新的发展阶段，能够满足大多数电机的变频控制。
（二）电机变频控制的引用
电机的能耗有百分之七十耗费在了风机和泵类的负载中，因此变频控制电机在这方面具有很大的优点，也就更能体现出变频电机的重要性。比如说没有变频控制的空调，在空调的设置的温度在低于阈值时空调的风路就会关闭，但是这个时候空调的电机还在继续进行运转，这时候的运转完全是在浪费电能。而对于具有变频控制的空调来说，当空调的温度降低时，就完全不必将风路进行关闭，直接可以通过降低电机转速的方式来实现温度的降低。这样就不会造成电机对电能的不必要的浪费，是的电能得到很好的利用。
另外在选择电机时要根据自身的情况选择大小合适的电机，并且尽可能选择性能高的电机。选择大小合适的电机是为了减少电机的浮装容量，减少能量的浪费。同时在平时的使用过程中要对电机进行合理的养护，避免因为不合理的使用电机导致电机在使用过程中造成不必要的电能的浪费。
随着我国可持续发展的要求越来越高，节能减排已经深入人心，为了顺应这一发展形势，更多的电机选用了变频电机。比如说空调，现在所说的变频空调就是采用了变频发电机，在很大程度上进行了节能减排。使用了电机变频技术的空调与没有采用变频控制技术的空调相比大约能够节约百分之二十到百分之三十的电量。从空调节约的电量就可以看出，电机的变频控制技术能够在很大程度上达到节能减排的目的，对于我国的节能减排来说意义重大，完全符合我国可持续发展的战略要求。
结语
改革开放以来我国进入了可持续发展的战略阶段，各行各业都提出了节能减排的要求。我国的电能一直处于匮乏的阶段，为了更好的对电能实现节能减排，逐渐对传统的电机进行了改革，发展成了现在的变频控制电机。电机变频控制技术能够根据负载的需求改变电机的驱动功率，减少了电机运转中不必要的能量损耗。本文对电机的原理、发展和应用进行了分析。
参考文献
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[2]孔昊. 刍议电机变频控制节能技术与应用[J]. 科技创新与应用,2012,27:136.
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变频节能技术原理6范文第4篇
关键词；节能降耗；效果分析
中图分类号： TE08 文献标识码： A
随着油田开发的不断深入，地层能量的不断下降，油田开发生产也正面临着后备资源不足的困难，要保持油田稳定发展，只有坚持“低成本、高效益、可持续”的开发战略方针，只有坚持“精细管理、全员创新”的管理理念，积极应用有利于降低生产操作成本的技术，才能解决“成产成本与效益”之间的矛盾，因此在油田生产中，应用节能降耗技术具有十分重要的意义。
1节能降耗技术应用情况
目前，采油队应用节能技术主要是在中转站和抽油机上，而抽油机应用的节能技术主要是地面部分，并主要是针对拖动装置（电机和配电箱）。
1.1在转油站上使用变频调速技术
变频调速器节电原理：变频调速器就是把工频电源变成频率低于三分之一工频的低频交流电源，用以驱动交流电动机并加以调速。根据电机学原理，流量与拖动电机的转速成正比，电机功率与转速的立方成正比，在外输流量减少时，电动机转速自动降低，其输出功率随之降低，从而达到节电的目的。结合自动控制技术，利用缓冲罐液位信号对外输泵进行实时变频控制，每年可节约大量电能。其流程框图见图1。考虑到数据可比性，仅对某站2#外输泵2004年3-9月大修期间未使用安装变频装置。在外输泵上应用变频调速器，吨液耗电由0.296 KW.h减少到0.096 KW.h，节电率高达67.6%。
1.2节能拖动装置
其节能技术分为两类：一类是节能电机，另一类是无功功率补偿节电箱。
1.2.1节能控制箱
节能原理：无功功率补偿技术，主要是采用加装一定容量的电容器对电网进行无功补偿，消除无功电流来提高功率因数，降低供电变压器负荷，从而降低网损达到节电的目的。
应用效果：从2001年8月份开始至目前某队陆续应用节能控制箱24口井，且一直应用良好。统计表明，节能控制箱对各种机型均有节电作用，但抽油机载荷大的井节能效果稍差，载荷小的井节能效果稍好一些。11口井年节电3670.72 KW·h，以0.45元/KW·h计算，年可节约电费1652元，而一台该装置的成本在2000元/台，这样计算需要用12年的时间才能把这11台装置的成本收回。但对于载荷小的5口井，年节电2628.8 KW·h，以0.45元/KW·h计算，年可节约电费1184元，而一台该装置的成本在2000元/台，这样计算需要用7年的时间即把这5台装置的成本收回。所以这种节能装置的经济效益在载荷小的机型上效果更好一些。
1.2.2机电一体化节能拖动装置
节电原理：机电一体化装置主要是由0.66kv超高转差电机、抽油机控制箱和一体化变压器组成。电机由定子和转子两大部分组成，当电网来电经一体化变压器变压得0.66kv三相交流电压由控制箱加到定子绕组上后，定子三相绕组中便有对称的三相电流通过，它们联合产生一个以同步转速沿反时针方向旋转的定子的定子旋转磁场，它的磁力线将切割转子导体而感应电动势。在该电动势的作用下，转子导体内便有有功分量与电动势同相位的电流通过。它与旋转磁场相互作用使转子导体受到电磁力，在该电磁力作用下，电动机转子就以与旋转磁场相同的方向转动起来。由与转子同轴的皮带轮传给抽油机负载以机械能量，从而进行采油。
应用效果：从2000年开始我队先后有3口井安装了“节能防盗一体化拖动装置”，到目前为止一直运行良好，见表1。
表1机电一体化节能拖动装置效果统计表
（1）使用该种装置平均节约用电5.23万度，平均节电30%，约节约人民币2万元。按安装4年计算，共节约人民币8万元，其节电效果和经济效益是显而易见的。
（2）该装置具有启动转矩大，电流小，减少启动时对机械和供电系统的冲击，降低机械磨损。
（3）该装置采用0.66kv的交流电压，有效地防止了偷盗电的发生。
1.3抽油机自启装置
自动控制，就是在没有人直接参加的情况下，利用控制装置使被控制的对象如机器、设备或生产过程等自动地按照预定的规律运行或变化。我们对自启装置在某队50口抽油机井应用的效果进行分析。分析表明，应用自动启抽可缩短来电启抽时间高达75%以上，且不再动用大量车辆、员工逐井上井启抽，从而提高抽油时率，减少产量损失和生产维护成本，降低了员工劳动强度。为了对比有无自启功能的抽油机井停电来电后启抽过程所花费时间，制定了抽油机井来电启抽流程（如图2）。由图2可知，无自启功能的抽油机井在电网送电后经电力部门、矿调度和采油队几级通知，或采油队自己发现来电再组织到每一口井上启抽等中间过程才能实现抽油机井的及时启抽，对某队2001年以前没有自启功能的抽油机井和之后有自启装置的抽油机井的来电启抽情况进行统计，若某队50口开井全部停电启抽，这个中间过程平均约需花费1.5个小时。而安装有自启功能的抽油机井在电网来电后仅用不到1分钟的时间便可实现全部启抽，可见减少启抽时间效果明显随着全队自启井数的逐渐增加，全年累计单井来电启抽时间逐渐减少，平均单井来电启抽时间省时4分钟，节省启抽时间远大于75%。在抽油机井上利用自动控制技术设计自启功能，降低了采油队生产管理难度，减轻了员工劳动强度，提高了抽油时率，减少了因停电带来的产量损失。
1.4在供液不足井上应用抽油机智能间歇节电控制装置
该装置是利用短波吸收原理，自动采集出液管内的气液比，当出液管内的气液比大于75 % 时停机。我们分析了该装置的投资和维修费用较高，成本回收期长，因此不建议实施应用。但对于油层供液能力差而导致的系统效率难于提高的部分井，实施了间抽的生产方式，也起到了节能的目的。对比6口井效果，平均系统效率提高2.86个百分点。统计有对比资料的6口井，间抽时平均日产油比连续生产时保持稳定，平均日耗电量比连续生产时下降41.8 kW.h。不仅达到了增油降耗的目的，而且解决了因液面抽空造成抽油泵干磨，使检泵周期缩短的问题，使生产管理更具科学性。
3结论及认识
（1）随着油田含水上升，产量逐渐递减，许多转油站存在严重的泵管特性不匹配的情况，中转站变频器的成功应用是解决这一难题的可靠技术途径。
（2）随着近年来节能生产的迫切需要，机电一体化节能技术在油田中得到了大力开发和应用，技术节能投资收益率高，投资回收期短，是当前"少投入多产出"的一种有效方式。采用0.66kv超高转差节能防窃一体化拖动装置，以提高用电质量，减少能源设备浪费，改善抽油机用电系统效率等状况。拖动装置的应用，实现了地面节能不必更换节能型抽油机，即匹配使用节能电机或节能控制箱，均可达到节能目的。
（3）在抽油机井上全面安装自启，能够降低生产成本，提高抽油时率，减少因停电影响的产量损失。
（4）科学分析当前节能潜力，在实际生产中应用切实可行的节能技术，进一步强化每一名员工的节能意识，使员工从繁重的体力劳动、重复的手工操作和高温高压的工作条件下解放出来，能够使油田机器设备和管理机构得以高速高效运行，从而提高生产管理水平，使我们实现“节能降耗”的最终目标。
变频节能技术原理6范文第5篇
关键词：变频技术；煤矿机电设备；实际应用；探索
中图分类号：TD63 文献标识码：A 文章编号：2095-0802-(2016)06-0161-02
引言
煤炭行业的发展证明中国整体经济实力不断提高，相关技术与设备朝节能、高效、安全、经济等方向发展。以往煤矿生产环境较差，大功率设备非常多，影响工作效率，而且，设备损耗较高，与当下“建设环境友好型社会、实现绿色环保、节能减排”理念不符。变频技术无论在日常的生活中，还是在煤炭行业的发展中均发挥了重要作用，它的应用理应得到重视并进一步开发。
1变频技术相关理论
变频技术对于人们的生活来讲是一种提高，极大地改变了人们的生活品质，不仅如此，变频技术在工业领域更是起到了不可替代的作用，为其发展带来极大的便利。变频技术的产生主要是由于当时需要对电流频率进行调节，在20世纪60年代之后，电子器件得到发展，由晶闸管到绝缘栅双极型晶体管控制品闸管，这对变频技术的发展起到了促进作用。一直到70年代—80年代变频技术发展成为以PWM-VVVF调速模式为核心，并对此模式进行优化与研究，使得变频技术得到了完善[1]。变频技术的操作是在电压保持不变的基础上，改变交流电频频率，从而实现设备自动化操作。在整个操作过程中，变频器主要是利用电力半导体自身的通断作用，将原有的无法改变频率的交流电改变为可以变化的交流电，继而形成变频调速。变频器主要包含的元器件是键盘、电源板、主板、电机、电容器等[2]。变频器运行的技术原理见图1～图2。在传统的电气设备中，如果电流频率无法改变，那么运转时的转速也就无法改变，会缩短设备寿命，浪费大量能源。变频技术恰恰可以解决此类问题，改变设备运转速度，调节设备，保证运行的技术性与效率性。
2变频技术在煤矿机电设备中的应用
在煤矿生产工程中，变频技术的主要优势在于：a)调速。能对提升机的运行进行调速，保证机器运行稳定性，减少设备的受损情况；b)节能。变频技术可以调节风机、压缩机等设备流量，减少电能流失，从而起到节能效果；c)变频技术让生产更为标准，缩小机电设备的体积等。变频技术在煤矿机电设备中的具体应用在于以下几方面：a)在采煤机中应用变频技术。采煤机是矿井采煤的重要设备，其工作环境非常恶劣，主要特点就是粉尘四起、湿度较高、空间较小等。一旦采煤机发生故障直接会导致采煤工作“滞留”，产生经济损失。变频技术为采煤机的运行提供了变频调速的可能，从原始的“一拖二”转变成为“一拖一”，让能量回馈型四象限变频器成为应用的主角。这样不仅提高了采煤的科技性，更能减少机械设备的损耗，延长使用寿命，让整体操作趋于简便、安全、可靠[3]；b)在胶带输送机中应用变频技术。胶带输送机本身具有高压、高功的特点，它的存在就是保证煤炭运输正常进行。在传统运输当中，很多胶带运输机都会处在空载、轻载等环境中，这样直接会造成资源浪费，启动时配合液力耦合器，导致启动电流过大，极易造成电机失控事故的发生。而且大电流还会对机械设备的内部造成冲击，瞬间提升设备温度，造成设备过热损耗[4]。变频技术的应用（四象限变频调速技术）直接保护输送机，保证电流输送稳定，这样可以有效防止失控现象的出现，提高运行效率，实现节能、安全等运行目标；c)在通风机中应用变频技术。通风机无法随机变频一直都是煤矿设备运行的困扰之一，变频技术的出现直接解决了此问题，降低了其工作强度，不仅减少了设备的损耗与故障维修率，更重要的是减少了电网设备的破坏，让通风机更趋于正常化运转。以忻州窑矿的通风机为例，该风机的型号为BDK40-6-No17，该矿对此风机进行变频改造。改造前，总风量为2970m3/min，输入功率154kW。经过测量，矿井在生产时只需要2100m3/min，使用风门进行调节可以将其调整到为2100m3/min，但是从实际角度出发，风门可节约15%能源，电机的输入功率高达132kW，每年所使用的电费为57.4×104元（理论值）。改造后，为在满足需求的基础上实现节能，该煤矿决定使用200kW的变频调速器进行调节。经测试，变频输出的频率大约为39Hz，输入电压约为400V，只要电流在输入时达到110A就能让风量达到2100m3/min。这个时候电机的功率大约为75kW，其数值大幅度下降，计算后得出每年消耗的电费约为32.8×104元，总体节约24.5×104元，即节约了43%的电能；d)在提升机中应用变频技术。由于提升机运行时的环境较为复杂，要求每一个参与生产的提升设备都要保持良好的性能，这样才能满足生产要求。提升机一般会高频率、高反复启动，相关的调速任务非常多，久而久之导致提升机故障率较高，寿命较短。变频技术的应用可以满足其运行要求，同时也可保护提升机本身。经过变频之后的提升机，可以减少在调速过程中电阻的损耗，而且位于减速器下方时，其电动机也会运行，将电能消耗情况传递给电网[5]。变频技术是提升设备性能的最佳方式，其内部软件可以帮助设备完成调速工作，降低故障率，实现节能化。目前，“风光提升机变频器”是最新的应用产品，它具有兼容性、安全性、经济性等特点，深受中国煤矿生产企业的欢迎；e)在水泵中应用变频技术。水泵的作用在于输送液体，在煤矿设备中还有一项功能是液体增压。在之前的运行中，水泵空转时间较长，在不断启用、停用过程中不仅耗能大，而且事故频繁。变频技术的应用让水泵转数有所下降，延长使用寿命的同时降低维修频率与维修费用。同时，变频器的使用还能减少电网冲击，当水泵出口阀处于全开状态时直接消除之前由于阀门节流产生的巨大的噪音，这也是对工作环境的一种改善。总体来看，变频技术确实可以提高其运行效率，减少事故的发生。中国矿业大学曾设计井下排水泵站监控系统，这有效地增强了水泵性能。其原理在于利用变频器控制水泵启停减速，保证井下液位稳定、不变，继而减少水泵的空转时间，这样既提高了其安全性，又实现节能的目标。通过对水泵进行变频改造，经过改造后的水泵，其功率由原先的260kW降至190kW，电流由开始的400A降至310A，频率从50Hz降至40Hz，以上数据充分证明其变频改造可以减少功率损耗。经过一段时间的测算之后，矿井每月平均可节约27%的电能，效果非常显著。
3结语
变频技术在煤炭领域的应用越发广泛，具有非常大的潜力。在提倡节能环保的现在，煤炭行业要实现绿色发展，获得长足进步，就必须灵活应用变频技术，提高机电设备的应用效率，为企业与社会提供更优质的服务，提高中国整体的效益水平。
参考文献：
［1］张华，龙坤.电气工程安全问题及质量控制探讨［J］.中国新技术新产品，2010(18)：148.
［2］张和平.变频技术在煤矿机电设备中的应用分析［J］.技术与市场，2015(5)：169.
［3］张鹏飞.变频技术在煤矿机电设备中的应用［J］.能源与节能，2013(9)：119-121.
［4］温勇.煤矿机电设备中变频节能技术的应用分析［J］.河南科技，2013(8)：117-118.
