随着变频技术的不断发展和完善，其优良的节电性能、良好的启动特性和多样的保护功能，在企业中得到了较好的体现， 使企业生产节
约了能源，降低了成本，增加了安全保证。
1、变频器的特点
变频调速是性能最好且最具发展前途的调速技术。
变频器是工业发达国家中用于三相异步电动机调速的主要产品。 其主要优点是：
节能效果好，可达 55%以上;调速范围宽，调速比可达 20：1;启动及制动性能好，可实现软启动、自动平滑加减速及快速制动;保护功能
完善，可实现过压、欠压、过载、过流、瞬间停电、短路、失速等多种保护方式，且能实现故障判断显示;易于在电子计算机系统中使用
，可实现远距离控制。
2、变频调速技术在热电联产系统控制中的应用
2.1中心换热站及外网控制
锅炉系统中主要包括系统恒压补水、系统热水(载体)循环、系统燃烧控制与炉膛压力控制，在热电联产中，它所产生过热蒸汽可以
直接输出，也可经过汽水交换后输出热水，蒸汽或热水的热能经过管网中的各个换热站提供给各个热用户。
2.2 外网循环泵的控制
保证供热系统内的压力恒定是供热系统正常运行的基本前提条件。 供热系统的管网通常是封闭的管道系统，从理论上讲，水的消耗
量很少。 然而在实际中难以避免的“跑、冒、滴、漏”和人为的失水，必然影响系统压力的稳定。 另外系统内水流的温度高低也影响
着压力的变化。 而要系统供热稳定，则必须保证系统的最高点处于满水状态，同时压力也不能超过系统的承受能力。 要做到这一点，
需要在系统的回水管道上确定一个恒压点，在系统循环的过程中，保持一个稳定的压力数值，使循环泵的流量、扬程限定在一定的范围
内，实现流量、扬程自动调节，对于锅炉系统在一定的程度上也可以避免超温和超压。 采用变频调速的补水泵对系统定压，可以平滑地
调节补水泵的转速，及时地调补水量，保证系统内水体积的稳定。 其方法是用压力传感器将取自系统恒压点的压力信号转变成(4~20)mA
电流信号，输送到压力调节器，调节器将其与预先设定的压力值进行比较后， 发出频率指令给变频器，变频器则自动调整水泵电机的转
速，进而调节补水量，由于液体不可压缩的特性，对液体的压力控制响应速度快， 很容易使恒压点的压力维持在设定值。
供热系统中，水是热能的载体，热能的输送是依靠水的流动完成的。 水的温度越高，单位水的热含量也越高，水的流量越大，输送
的热能越大。 为了整体热网的热量平衡采用变频调速技术调节循环泵的流量，则可以在系统压力稳定的条件下，对流量进行调节保证供
热系统的安全运行。 首先依照目前推荐使用“低出水温度，小出回温差”原则与运行调节公式，根据环境气温温度的变化来调节系统的
出水温度。 同时根据出回水温差来调节循环泵的转速，从而通过调节系统的流量达到间接调节温度的目的。 具体做法是利用温度传感
器将取样点温度的变化量，转换成相应的电压值或电流值后输送到调节器， 调节器将其与预先设定的温度值进行比较后，发出频率指令
给变频器，变频器则自动调整水泵电机的转速。
2.3控制引风机的高压变频
高压变频器是一种串联叠加性高压变频器，即采用多台单相三电平逆变器串联连接，输出可变频变压的高压交流电。 按照电机学的
基本原理，电机的转速满足如下的关系式：
其中：P 为电机极对数;f 为电机运行频率;s 为滑差)。 从式中看出，电机的同步转速 n0正比于电机的运行频率(n0=60f/p)，由于
滑差s 一般情况下比较小(0~0.05)， 电机的实际转速 n 约等于电机的同步转速 n0，所以调节了电机的供电频率 f，就能改变电机的实
际转速。电机的滑差 s 和负载有关，负载越大则滑差增加，所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降
变频器本身由变压器柜、功率柜、控制柜三部分组成。 三相高压电经高压开关柜进入，经输入降压、移相给功率单元柜内的功率单
元供电，功率单元分为三组，一组为一相，每相的功率单元的输出首尾相串。 主控制柜中的控制单元通过光纤时对功率柜中的每一功率
单元进行整流、逆变控制与检测，这样根据实际需要通过操作界面进行频率的给定，控制单元把控制信息发送到功率单元进行相应的整
流、逆变调整，输出满足负荷需求的电压等级。
输入侧由移相变压器给每个单元供电，移相变压器的副边绕组分为三组;这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形
，使其负载下的网侧功率因数接近 1。 另外，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，类似常规低压变频器。
输出侧由每个单元的 U、V 输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的 PWM波形进行重组，可得到阶梯 PWM 波
形。 这种波形正弦度好，dv/dt 小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长，电机不需要降额使用
，可直接用于旧设备的改造;同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶片的机械应力。
2.3.1 变频器的操作与启动
变频器的操作方法有三种：一是就地控制，直接利用控制柜触摸屏的人机界面的启动、加速、减速、复位、停止等按钮实现变频调
速的操作过程;二是远程控制，通过远程控制器，用开关和模拟给定，通过端子，I/0 接口输入操作命令及给定值; 三是DCS 控制，与
DCS 直接连接，实现与现场过程控制系统的完美结合，并通过现场过程控制系统实现控制，引风机的变频控制主要采用 DCS 控制。 变
频器的启动有三种：一是正常启动，按正常方式启动后，自动上升频率并以用户设定的频率稳定运行;二是软启动，按软启动方式启动后
，直接升速到系统参数中提供的电网投切频率，然后系统给“变频/工频投切”指令，并进行相应的电气连锁控制，达到软启动的效果;
三是旁路功能， 在变频器故障不能投入运行的情况下，可以进行手动旁路操作。 将 QS2，QS3 断开，QS1 闭合，电机可由 QF 直接启
停，拖动电动机工作，此为变频直接旁路功能，同时便于维护与检修。
2.3.2 变频改造后的节能效果分析
天津市现行的环保要求是所有的燃煤锅炉必须安装脱硫和除尘设施，两系统的加入使锅炉的烟风系统阻力增加大约 2500Pa，使引风
机的电机功率增加大约一级，加之作为承担工业蒸汽供热锅炉存在负荷变动大的运行特点，同时湿法脱硫系统的运行将随锅炉的运行工
况变化而变化，使烟风系统的阻力成为多变量，如采用风门调节系统具有简单可靠，风压恒定，投资少的优点，但调节精度低，电耗高，
再有脱硫塔的脱硫液随锅炉烟气的变化进行调节，塔的阻力是变量，因此风门调节系统不适用湿法脱硫系统的运行工矿，不符合节能要
求。采用变频器调节，根据锅炉负荷变化来调节引风机，使风压在一个最优的范围内，既满足锅炉的运行要求，也满足脱硫塔的运行要
求，既节能又达标排放，使烟风系统的运行工矿得到优化。 变频器同时还具有提高用电设备功率因数的特性，将减少电机从电网吸收无
功功率，减少了无功功率在电网中传输时造成的有功损耗。
通过分析锅炉负荷变化 70%，风门与变频器调节电机功率将变化 50%，按有 40%时间需调整锅炉负荷，如年运行 8640h，引风机电
机为 315kW，电价为 1.00 元计算，采用变频器调节年节电 544320 度，节约电费 54.4 万元。
2.4 在水位调节中的变频器
当汽包水位发生变化时，变送器的输出信号也将发生变化。 这个测量信号与给定值比较后产生一个偏差信号送给调节器，由调节器
对偏差信号进行相应的运算，把运算的结果输出给变频调速器。 当变频调速器接收到调节器的输出信号后，就会相应的根据信号改变水
泵电机电源的频率，从而达到改变电机转速，增加或减少供水的流量。 使汽包水位稳定地保持在给定的数值上。
3、结语
变频调速这一技术正在越来越广泛地深入到各行各业中，它的节能、省电、易于构成自控系统的显著优势，必将成为电力拖动的中
枢设备。 同时，应用变频调速技术也是企业改造、增加效益的有效途径。
