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摘要：本文对高压变频技术在风机节能中的应用进行分析，以供相关的工作人员参考。
关键词：高压变频技术；风机节能；应用
1高压变频器的原理分析
高压变频器主要是通过变频器输出并直接接入到高压电动机中。高压变频器的重要组成部分包括整流变频器、功率逆变柜、控制柜等，同时还可以依据客户的不同要求对旁路切换柜进行配置，最终形成旁路，一旦变频器出现问题之后，可以通过直接切换到工频运行。整流变频器副边绕组之间呈现出相互隔离的情况，通过移相延边三角形的接法进行连接。功率单元中主要包括三相桥式整流器、IGBT逆变桥与滤波电容器组等几个方面，此外还包括控制电路，而控制电路中又包括功率器件驱动、信号采集、光纤通讯等几个组成部分。功率单元的构成部分主要包括电源部与单元控制电路板两个方面。单元控制电路板与控制部的控制装置之间通过光纤电缆实现连接，单元控制电路板依据来自于控制装置的质量对功率单元的PWM输出进行控制，还能够向控制装置实现信号的返回。此外，单元控制电路板还能够实现过电压保护、低电压保护及过热保护等多种功能。高压变频调速系统中采用开环恒压频比控制实现控制功能，主要控制部分的控制核心为双数字信号处理器，辅助控制器为可编辑逻辑器件、AD采样与模拟输入单元、数字量输入输出接口等。控制单元的核心为可编辑逻辑器，以IGBT驱动、保护模块与检测回路作为辅助。主控部分与控制单元之间通过光纤进行控制信号的传输工作，能够对电磁干扰进行有效的避免，从而提高系统的可靠性。
2变频技术应用的优势
变频器在智能系统中的应用优势主要分为直接优势与间接优势两种。其中直接优势就是通过改变电动机的电压与频率，可以对电动机速度进行无极调节。另外，软启动与功率因数补偿都具有节能作用。而间接优势主要表现在以下几点：（1）变频器可以对风机类与泵类的转速进行调节，降低风机类与泵类设备启动时的电能消耗率，达到节约电耗的目的。（2）变频技术在智能系统中的应用可以促使设备操作与运行更加简便、灵活，能够较好的满足客户的个性化需求，提高设备的自动化程度，提高生产设备的运行效率，具有可观的经济效益。
3高压变频节能的特点分析
利用高压变频技术对风机转速进行控制的原理，实现电机输入频率的改变，而在改变的过程中并不会额外地消耗电机功率，而且能够促进电机综合效率的提高。变频节能的主要特点包括以下几个方面：（1）电机综合效率比较高，且发热量与能耗都比较低；（2）具有无极调速的特点，具有较为广泛与精准的调速功能；（3）启动日寸所需的电流比较小，节能效果突出，同时也不会对所在的电网造成冲击；（4）不存在转差率损耗；（5）能够促进电机功能因数的提高，不需要在另外加装无功补偿装置；（6）具有较高的自动化水平，具有自动限流、限压、减速等功能，同时能够对故障、运行及报警情况进行记录，对系统的安全运行奠定了基础；（7）依据电量成本对电机转速进行智能化的调节。随着电力建设的不断发展，电力供需矛盾不断激化，只有对风机的流量进行调节才能够更好地满足生产的需要，通过这种方式提高企业效益，降低企业能耗。
4高压变频技术在风机中的变频方式
高压变频技术在风机中进行应用时，其主要的变频方式包括“高一低一高”、“高一低”、“高一高”等，其中效率最高的变频方式就是“高一高”方式，能够更好地满足风机节能降耗的要求。“高一高”方式的变频器中包括集中不同的类型，其中输入为6kV一10kV的变频器，并不需要进行升压变频器的设置；输出电压为lOkV的变频器，每项中包含了8个功率单元，而且这些功率单元之间是通过串联的方式连接。如果每个单元的输入电压都为三相710kV，那么其输出的电压则为单相0kV一710kV，而每个功率单元之间都是通过串联方式连接的，叠加之后的输出相电压则为5680kV。
变频器的中点与电动机中性点之间并不相互连接，因此变频器输出实际上是线电压，通过A相与B相输出电压形成UAB输出线电压，该线电压最大可以达到10kv，其阶梯波为37。由于变频器中采用了多重叠加的方法，输出电压中谐波含量比较小，已经达到了常规供电电压允许的谐波含量，并不会导致电动机由于附加的谐波而出现发热的情况。输出电压也比较小，给电极增加的应力并不明显，能够直接向普通标准型的交流电将会因动机进行供电行为，并不需要对其进行降容之后再使用，能够在旧设备的改造中进行利用。此外，输出电压谐波较小，并不需要另外在附加输出滤波器，输出电缆的长度也并不受限制。“高一低一高”方式的变频器具有以下几个方面的特点：（1）在该种类型的变频器中采用了降压变压器与升压变压器，导致变频调速系统的效率出现了下降的情况。（2）升压变压器在工作的过程中会导致输出波形严重畸变的情况，导致电动机由于附加谐波而出现发声的情况，最终导致机械共振及传动、轴承磨损严重的情况。（3）该种类型的变频器在使用的过程中将会产生比较大的噪声。通过两种不同变频方式的变频器的比较之后发现，“高一高”方式变频器有着非常显著的优势，所以逐渐取代了“高一低一高”方式变频器。
5高压变频技术在风机节能中的应用
5.1案例循环风机简介
某厂循环风机用途是从回转窑及环冷机抽取热风，用于链篦机生球加热，共有2台，电机为6kV、355kW高压电机，实际月用电在24万kWh左右，风机转速百分比在35%左右。
5.2设计指标
（1）变频系统采用高-高方案，拓扑结构采用功率单元串联方式，无需外置或内置升压变压器、输出滤波器及类似变压环节，变频器可直接输出0-6kV电压；（2）变频器必须满足电网瞬时掉电，若1-3s内来电，系统不停机；（3）变频器和配套整流变压器的额定容量具备5s持续输出150%的过载能力；（4）变频器保护装置齐全、各模拟、数字检测和操作信号齐全。
5.3改造方案
（1）拆除风机现场液力耦合器及其底座支架，结合电机底座数据重新设计、制作和安装电机支架，以及对两台电机底座基础重新浇制，实现基础牢固；（2）将2台RMVC5000-6/45-AT型安装在变频器室内，并按照技术要求进行内部线路连接、参数设置等；（3）对变频器外部电路按产品要求敷设，并在操作室安装好远控箱；（4）分模拟试车、空载试车、负载试车步骤进行试车，满足生产要求。
5.4效益计算
循环风机工序电单耗改造前4.84kWh/t，改造后2.71kWh/t。从工艺操作角度考虑，改造前风机转速35%左右，改造后风机转速65%左右，在循环风机负荷大幅增加的情况下，工序电单耗下降了44%。从实际使用来看，循环风机高压变频改造后，尽管因生产工艺需求导致风机负载大幅增加186%，电单耗仍实现下降44%，节能效果显著，月节电9.9万kWh左右，月节约电费成本5.94万元左右（电费按0.60元/kWh）。对应年节约成本59.4万元（生产10个月）。
6结束语
高压变频调速可以改变风压、风量的调节方式，利用频率调节控制，增加控制精确度。这项技术的应用能够节约能源、延长设备的使用期限、降低生产成本、很好的控制电源，及时反馈电流信息，因此应鼓励高压变频调速技术在各项实际生产工具中的应用，以保护能源，实现低成本创收。
参考文献：
[1]宋瑞军.风机节能中高压变频技术的应用[J].机械管理开发，2020（3）.
[2]孙立亭，孙松山，战强.高压变频技术在风机节能中的应用[J].山东工业技术，2018（14）：33-33.