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隨著智能制造2025的提出，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)智能化，制造自動(dòng)化，已經(jīng)逐漸成為生產(chǎn)制造業(yè)的主要目標(biāo)。

智能制造駕駛艙

這直接推動(dòng)了各類型的電磁驅(qū)動(dòng)器（以下簡(jiǎn)稱電機(jī)）在生產(chǎn)中的使用，各行業(yè)都投入巨資將生產(chǎn)流程打造的更智能、更精密、更準(zhǔn)確、更快速、更節(jié)能，也使電機(jī)一躍成為真正的全球用電大戶，在10年內(nèi)從占全球總用電量的40%提升到70%左右。其中，在家庭用電中制熱與制冷設(shè)備占用了家庭總用電量的70%以上[1]，在生產(chǎn)企業(yè)中更是達(dá)到了90%以上的能耗。

但是，制造業(yè)的進(jìn)步，也進(jìn)一步加劇了能源消耗，如何降低能源消耗，減少碳排放是智能制造面臨的新課題，現(xiàn)階段這個(gè)課題最優(yōu)的求解方式就是直接降低電機(jī)的能源消耗。

技術(shù)的進(jìn)步，使電機(jī)在制冷、供暖、空氣循環(huán)、民用汽車、工業(yè)運(yùn)輸、原油等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，而變頻器是電機(jī)節(jié)能與性能控制的核心。

變頻器可以在保證滿足使用需求的前提下，勻速調(diào)整電機(jī)運(yùn)行速度，將電機(jī)運(yùn)行速度降到最低，低轉(zhuǎn)速能直接降低電機(jī)耗電量。

與傳統(tǒng)的電機(jī)定速運(yùn)行模式相比，變頻器在滿足電機(jī)轉(zhuǎn)速的同時(shí)能將能耗降低30-70%左右，其中使用最多的風(fēng)扇和水泵類可降低30%-50%左右，抽油機(jī)約35%，壓縮機(jī)可達(dá)40%，運(yùn)輸載具在50-70%左右（配合優(yōu)秀的電腦控制，某些運(yùn)行階段可達(dá)90%以上）[2]。

接下來我們將由淺入深了解什么是變頻器，變頻器在各行業(yè)中的應(yīng)用以及變頻器在使用中可能遇到的問題以及解決方案。

1.什么是變頻器?

變頻器是一種額外接入電機(jī)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，通過調(diào)節(jié)提供給電動(dòng)機(jī)的電流頻率來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，也可稱為脈寬調(diào)制控制器、可調(diào)速驅(qū)動(dòng)器、變頻驅(qū)動(dòng)器、交直流電機(jī)控制器、交流電機(jī)控制器、交直交電機(jī)控制器、逆變電流電機(jī)控制器、可變電壓可變頻率驅(qū)動(dòng)器等。

常見的變頻器外觀

2. 變頻器的基本原理

如下圖所示，變頻器通過整流器將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后將經(jīng)過濾波的電壓平滑輸入到逆變器，最后輸出給電機(jī)。

變頻器的基本原理

3. 使用變頻器的好處

在使用變頻器后，主要優(yōu)勢(shì)有如下幾點(diǎn)：

1)       提供軟啟動(dòng)功能，降低電機(jī)啟動(dòng)電流，使之不會(huì)產(chǎn)生浪涌，從而減少電機(jī)的機(jī)械應(yīng)力并提高電機(jī)的穩(wěn)定性；

2)       降低了電網(wǎng)搭建難度，無需考慮電機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊；

3)       降低了電機(jī)運(yùn)行時(shí)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的諧波干擾；

4)       實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速（實(shí)際使用中可搭配速度感應(yīng)器、PLC等做到自動(dòng)無級(jí)調(diào)速）；

5)       按需降速，降低功耗；

6)       可以提高整個(gè)電力系統(tǒng)的功率因數(shù)；

7)       有序的監(jiān)控系統(tǒng)性能，將能耗比做到量化；

      下一次我們將談到變頻器在供暖系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、空壓機(jī)、抽油機(jī)中的應(yīng)用，最終我們會(huì)探討到變頻器在各行業(yè)中應(yīng)用與可能產(chǎn)生的一些問題，并且提出一些解決方案，感謝您的閱讀。

本節(jié)參考資料：

[1] Waide P ， Brunner C U . Energy-Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor-Driven Systems[J]. Iea Energy Papers, 2011.

[2] Goetzler, William, Sutherland,等. Energy Savings Potential and Opportunities for High-Efficiency Electric Motors in Residential and Commercial Equipment[J]. 2013.