隨著變頻技術的不斷發展和完善，其優良的節電性能、良好的啟動特性和多樣的保護功能，在企業中得到了較好的體現， 使企業生產節
約了能源，降低了成本，增加了安全保證。
1、變頻器的特點
變頻調速是性能最好且最具發展前途的調速技術。
變頻器是工業發達國家中用于三相異步電動機調速的主要產品。 其主要優點是：
節能效果好，可達 55%以上;調速范圍寬，調速比可達 20：1;啟動及制動性能好，可實現軟啟動、自動平滑加減速及快速制動;保護功能
完善，可實現過壓、欠壓、過載、過流、瞬間停電、短路、失速等多種保護方式，且能實現故障判斷顯示;易于在電子計算機系統中使用
，可實現遠距離控制。
2、變頻調速技術在熱電聯產系統控制中的應用
2.1中心換熱站及外網控制
鍋爐系統中主要包括系統恒壓補水、系統熱水(載體)循環、系統燃燒控制與爐膛壓力控制，在熱電聯產中，它所產生過熱蒸汽可以
直接輸出，也可經過汽水交換后輸出熱水，蒸汽或熱水的熱能經過管網中的各個換熱站提供給各個熱用戶。
2.2 外網循環泵的控制
保證供熱系統內的壓力恒定是供熱系統正常運行的基本前提條件。 供熱系統的管網通常是封閉的管道系統，從理論上講，水的消耗
量很少。 然而在實際中難以避免的“跑、冒、滴、漏”和人為的失水，必然影響系統壓力的穩定。 另外系統內水流的溫度高低也影響
著壓力的變化。 而要系統供熱穩定，則必須保證系統的最高點處于滿水狀態，同時壓力也不能超過系統的承受能力。 要做到這一點，
需要在系統的回水管道上確定一個恒壓點，在系統循環的過程中，保持一個穩定的壓力數值，使循環泵的流量、揚程限定在一定的范圍
內，實現流量、揚程自動調節，對于鍋爐系統在一定的程度上也可以避免超溫和超壓。 采用變頻調速的補水泵對系統定壓，可以平滑地
調節補水泵的轉速，及時地調補水量，保證系統內水體積的穩定。 其方法是用壓力傳感器將取自系統恒壓點的壓力信號轉變成(4~20)mA
電流信號，輸送到壓力調節器，調節器將其與預先設定的壓力值進行比較后， 發出頻率指令給變頻器，變頻器則自動調整水泵電機的轉
速，進而調節補水量，由于液體不可壓縮的特性，對液體的壓力控制響應速度快， 很容易使恒壓點的壓力維持在設定值。
供熱系統中，水是熱能的載體，熱能的輸送是依靠水的流動完成的。 水的溫度越高，單位水的熱含量也越高，水的流量越大，輸送
的熱能越大。 為了整體熱網的熱量平衡采用變頻調速技術調節循環泵的流量，則可以在系統壓力穩定的條件下，對流量進行調節保證供
熱系統的安全運行。 首先依照目前推薦使用“低出水溫度，小出回溫差”原則與運行調節公式，根據環境氣溫溫度的變化來調節系統的
出水溫度。 同時根據出回水溫差來調節循環泵的轉速，從而通過調節系統的流量達到間接調節溫度的目的。 具體做法是利用溫度傳感
器將取樣點溫度的變化量，轉換成相應的電壓值或電流值后輸送到調節器， 調節器將其與預先設定的溫度值進行比較后，發出頻率指令
給變頻器，變頻器則自動調整水泵電機的轉速。
2.3控制引風機的高壓變頻
高壓變頻器是一種串聯疊加性高壓變頻器，即采用多臺單相三電平逆變器串聯連接，輸出可變頻變壓的高壓交流電。 按照電機學的
基本原理，電機的轉速滿足如下的關系式：
其中：P 為電機極對數;f 為電機運行頻率;s 為滑差)。 從式中看出，電機的同步轉速 n0正比于電機的運行頻率(n0=60f/p)，由于
滑差s 一般情況下比較小(0~0.05)， 電機的實際轉速 n 約等于電機的同步轉速 n0，所以調節了電機的供電頻率 f，就能改變電機的實
際轉速。電機的滑差 s 和負載有關，負載越大則滑差增加，所以電機的實際轉速還會隨負載的增加而略有下降
變頻器本身由變壓器柜、功率柜、控制柜三部分組成。 三相高壓電經高壓開關柜進入，經輸入降壓、移相給功率單元柜內的功率單
元供電，功率單元分為三組，一組為一相，每相的功率單元的輸出首尾相串。 主控制柜中的控制單元通過光纖時對功率柜中的每一功率
單元進行整流、逆變控制與檢測，這樣根據實際需要通過操作界面進行頻率的給定，控制單元把控制信息發送到功率單元進行相應的整
流、逆變調整，輸出滿足負荷需求的電壓等級。
輸入側由移相變壓器給每個單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組;這種多級移相疊加的整流方式可以大大改善網側的電流波形
，使其負載下的網側功率因數接近 1。 另外，由于變壓器副邊繞組的獨立性，使每個功率單元的主回路相對獨立，類似常規低壓變頻器。
輸出側由每個單元的 U、V 輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電，通過對每個單元的 PWM波形進行重組，可得到階梯 PWM 波
形。 這種波形正弦度好，dv/dt 小，可減少對電纜和電機的絕緣損壞，無須輸出濾波器就可以使輸出電纜長度很長，電機不需要降額使用
，可直接用于舊設備的改造;同時，電機的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機械振動，減小了軸承和葉片的機械應力。
2.3.1 變頻器的操作與啟動
變頻器的操作方法有三種：一是就地控制，直接利用控制柜觸摸屏的人機界面的啟動、加速、減速、復位、停止等按鈕實現變頻調
速的操作過程;二是遠程控制，通過遠程控制器，用開關和模擬給定，通過端子，I/0 接口輸入操作命令及給定值; 三是DCS 控制，與
DCS 直接連接，實現與現場過程控制系統的完美結合，并通過現場過程控制系統實現控制，引風機的變頻控制主要采用 DCS 控制。 變
頻器的啟動有三種：一是正常啟動，按正常方式啟動后，自動上升頻率并以用戶設定的頻率穩定運行;二是軟啟動，按軟啟動方式啟動后
，直接升速到系統參數中提供的電網投切頻率，然后系統給“變頻/工頻投切”指令，并進行相應的電氣連鎖控制，達到軟啟動的效果;
三是旁路功能， 在變頻器故障不能投入運行的情況下，可以進行手動旁路操作。 將 QS2，QS3 斷開，QS1 閉合，電機可由 QF 直接啟
停，拖動電動機工作，此為變頻直接旁路功能，同時便于維護與檢修。
2.3.2 變頻改造后的節能效果分析
天津市現行的環保要求是所有的燃煤鍋爐必須安裝脫硫和除塵設施，兩系統的加入使鍋爐的煙風系統阻力增加大約 2500Pa，使引風
機的電機功率增加大約一級，加之作為承擔工業蒸汽供熱鍋爐存在負荷變動大的運行特點，同時濕法脫硫系統的運行將隨鍋爐的運行工
況變化而變化，使煙風系統的阻力成為多變量，如采用風門調節系統具有簡單可靠，風壓恒定，投資少的優點，但調節精度低，電耗高，
再有脫硫塔的脫硫液隨鍋爐煙氣的變化進行調節，塔的阻力是變量，因此風門調節系統不適用濕法脫硫系統的運行工礦，不符合節能要
求。采用變頻器調節，根據鍋爐負荷變化來調節引風機，使風壓在一個最優的范圍內，既滿足鍋爐的運行要求，也滿足脫硫塔的運行要
求，既節能又達標排放，使煙風系統的運行工礦得到優化。 變頻器同時還具有提高用電設備功率因數的特性，將減少電機從電網吸收無
功功率，減少了無功功率在電網中傳輸時造成的有功損耗。
通過分析鍋爐負荷變化 70%，風門與變頻器調節電機功率將變化 50%，按有 40%時間需調整鍋爐負荷，如年運行 8640h，引風機電
機為 315kW，電價為 1.00 元計算，采用變頻器調節年節電 544320 度，節約電費 54.4 萬元。
2.4 在水位調節中的變頻器
當汽包水位發生變化時，變送器的輸出信號也將發生變化。 這個測量信號與給定值比較后產生一個偏差信號送給調節器，由調節器
對偏差信號進行相應的運算，把運算的結果輸出給變頻調速器。 當變頻調速器接收到調節器的輸出信號后，就會相應的根據信號改變水
泵電機電源的頻率，從而達到改變電機轉速，增加或減少供水的流量。 使汽包水位穩定地保持在給定的數值上。
3、結語
變頻調速這一技術正在越來越廣泛地深入到各行各業中，它的節能、省電、易于構成自控系統的顯著優勢，必將成為電力拖動的中
樞設備。 同時，應用變頻調速技術也是企業改造、增加效益的有效途徑。
