分析電力傳動節能領域的電機電能消耗問題，以及變頻調速技術在電力傳動節能領域的應用。基于變頻技術在電力傳動領域的應用，研究變頻技術的諧波影響，功率構件的耐高壓影響，變頻器接地的對策。

1 引言

變頻技術是當代高新科技的產物，該項技術中充分融合了微電子技術、自動化技術以及電力電子技術等多項技術，一般常用于交流電機運行控制、空調制冷系統的控制等工作中。變頻技術在實際應用過程中具有運行穩定、能源消耗量小等優勢，并逐漸在社會的更多行業中得到應用和推廣。現如今，該項技術已經十分成熟，在實際應用過程中能夠有效延長設備的生命周期，而且能夠起到顯著節能的作用[1]。

2 變頻技術在電力傳動節能領域的應用

2.1 電力傳動節能領域的電機電能消耗問題

工業領域的電動機輕載現象也加劇了我國電能的損耗。電動機輕載現象產生的主要原因是由于三相異步交流電機的廣泛應用。該項交流電機在實際應用過程中為了能夠確保設備的穩定運行，通常都會在設備選型過程中，預留出足夠的功率空間。這就造成了生產設備在電動機型號選擇上會留有富裕度，甚至一些生產企業會選用大功率非恒定負載的電動機配型[2-3]。這樣一來，在實際生產過程中對于電能的消耗量十分巨大。從長遠的角度來分析，這非常不利于企業的長久發展。通過分析三相異步電動機轉子運行過程中的電壓平衡公式能夠得出：當三相異步電動機處于輕載運行時，此時額定功率勵磁電流小于勵磁電流。這就造成定子上的勵磁電流在運行過程中電能的無功消耗量升高，進而使得企業電力損耗量增加。除此之外，當三相異步電動機處于輕載運行時，由于受到電機額定功率的影響，致使三相異步電動機電能轉換利用能力減弱，這也會增加企業生產的電能消耗。當前，在電力傳動節能領域，相關的節能技術應用較少，而變頻技術在電力傳動領域的應用還有待進一步研究。

2.2 變頻調速技術在電力傳動節能領域的應用

變頻調速技術在電力傳動節能領域發揮出實際作用，首先應對變頻調速技術進行矢量控制。這也是變頻調速技術在電力傳動節能領域應用的第一步。通過轉換交流電，從而實現對三相坐標定子進行轉換，進能夠對異步電動機轉矩進行有效控制。模擬電流控制滯留電動機，對異步電動機電流流量進行控制，能夠實現對異步電動機轉矩目標進行精準把控。在這一步驟中，由于矢量控制缺乏計算的過程，在實際計算參數時可能會出現失誤。但矢量控制能夠實現對控制目標的連續性操控，而且控制效果較為良好[4]。圖 1 為變頻技術的應用。

變壓變頻控制技術的應用也比較常見。變頻調速計算在電力傳動節能領域應用的第二步驟。在電機運行過程中，電動機額定相電壓始終與主磁通連接緊密。因此，在對電機進行調速時，若將主磁通進行提高，則電機運行會損耗更多的電流。但若將主磁通降低，此時無功率消耗下功率因數變小，則會造成電動機機身發熱的情況，需要額外對其進行散熱。此種控制方法在實際應用中也存在問題，由于電動機轉矩調節過程中，對于電動機轉速難以精準調控，這就造成了電動機電壓損耗數值過高，電動機精準性控制較差等問題的產生。

變頻調速技術中的轉矩控制技術能夠將反饋參數與給定參數的對比結果進行結合，從而對照轉矩偏差與磁通量的差值，能夠展開具有針對性的電壓矢量作業。通過對磁通量進行控制，能夠使磁通量與電動機轉矩進行相應轉矩。在這一過程中，若定電動機的轉矩高于電動機轉矩，則此時電動機轉矩有所提高；若定電動機的轉矩低于電動機轉矩，則此時電動機轉矩有所減少。轉矩控制技術一般在風機、水泵等大功率設備運行過程中較為常見。除了以上這三種常用的變頻調速技術，轉差頻率控制技術的應用也具有一定的節能作用。該項技術也屬于變頻調速技術范疇，在實際應用過程中，主要是借助三相異步交流電動機運行過程中的轉差頻率，對其進行控制，從而實現對電動機功率調節。該項技術的應用不同于以上三種變頻調速技術，需滿足轉差頻率調整輸出的前提，才能夠實現電動機功率進行控制。但由于該項技術缺乏控制必須要對定子電壓補充，因此一般企業都不將之列入應用范圍之內。

3 變頻技術應用問題與解決對策分析

3.1 變頻技術的諧波影響問題

由于變頻器中包含大量的電子元件，其中不僅敷設各類控制電路，而且還包括逆變器、整流器等等器件。這些電子元件在實際應用過程中難以避免的會產生大量電磁波，對電機運行以及電機功率控制產生一定的干擾。而變頻器內部的逆變器以及整流器在瞬間開關時也會產生高次諧波。與此同時，由于變頻器輸入呈現出非線性整流電路特點，因此也會對電網產生較大的干擾。特別是一些大型的機電設備，由于這些大型機電設備接入的都是高壓電網，此時設備運行過程中的高次諧波更會對電網造成干擾。除此之外，機電設備在運行過程中，由于受到諧波影響，致使設備的UPS電源輸出較高，機電設備需要額外接入散熱裝置進行機身散熱，否則在高負荷的運行狀態之下，設備很有可能出現故障，造成損毀。當前，我國機電設備運行過程中應對變頻器諧波影響的方法主要有兩種。其一就是在機電設備基礎上額外安裝濾波器等抗干擾的電力設備，從而降低高壓諧波對于機電設備的影響。另一種則是對變頻器的線路進行總體的更改，并連接其他的其他設備線路。圖 2 為整流逆變器的結構示意圖。

3.2 功率構件耐高壓影響

電力傳動節能領域中，變頻技術的應用還面臨著功率構建耐高壓的影響。現階段，我國工業生產中，6 kV 電源電壓的電動機較為常見。但是，現階段我國大部分變壓器內功率構件都存在高壓耐受問題，變頻器抗壓性較差，在實際應用過程中無法與電動機進行有效結合，進而造成設備運行不穩的情況。此外，由于變壓器的成本投入較大，不利于企業的經濟效益。因此，當前我國變頻技術在電力傳動節能領域的應用，提升變頻器構建的抗壓水平成為相關技術人員應該重點攻克的一項難題。

3.3 變頻器接地的注意事項

變頻技術在電力傳動節能領域的實際應用過程中還面臨著變頻器接地的問題。在進行變頻器接地這一過程中，首先應保證接地導線深入地下的范圍在 10 mm/m2 以下。此外，還應確保機電設備的電源線橫斷面與接地線路的部分相同。若多臺變頻器共同運行，此時對于變頻器的接地保護工作更應注意，保證變頻器接地設置滿足主電路系統要求以及回路適應系統要求。

4 結語

變頻控制技術在電力傳動節能領域擁有較大的發展空間，不僅能夠提升機電設備的工作效率，還能夠起到保護機電設備的積極作用。將變頻技術應用到電力傳動節能領域，能夠促進我國工業事業的快速發展。