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隨著智能制造2025的提出，實現(xiàn)生產(chǎn)智能化，制造自動化，已經(jīng)逐漸成為生產(chǎn)制造業(yè)的主要目標。

智能制造駕駛艙

這直接推動了各類型的電磁驅(qū)動器（以下簡稱電機）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、更準確、更快速、更節(jié)能，也使電機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)中更是達到了90%以上的能耗。

但是，制造業(yè)的進步，也進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)階段這個課題最優(yōu)的求解方式就是直接降低電機的能源消耗。

技術(shù)的進步，使電機在制冷、供暖、空氣循環(huán)、民用汽車、工業(yè)運輸、原油等領(lǐng)域得到了廣泛應用，而變頻器是電機節(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)整電機運行速度，將電機運行速度降到最低，低轉(zhuǎn)速能直接降低電機耗電量。

與傳統(tǒng)的電機定速運行模式相比，變頻器在滿足電機轉(zhuǎn)速的同時能將能耗降低30-70%左右，其中使用最多的風扇和水泵類可降低30%-50%左右，抽油機約35%，壓縮機可達40%，運輸載具在50-70%左右（配合優(yōu)秀的電腦控制，某些運行階段可達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電力系統(tǒng)中的電氣設備，通過調(diào)節(jié)提供給電動機的電流頻率來控制電機的轉(zhuǎn)速，也可稱為脈寬調(diào)制控制器、可調(diào)速驅(qū)動器、變頻驅(qū)動器、交直流電機控制器、交流電機控制器、交直交電機控制器、逆變電流電機控制器、可變電壓可變頻率驅(qū)動器等。

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。

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)勢有如下幾點：

1)       提供軟啟動功能，降低電機啟動電流，使之不會產(chǎn)生浪涌，從而減少電機的機械應力并提高電機的穩(wěn)定性；

2)       降低了電網(wǎng)搭建難度，無需考慮電機啟動時電流對電網(wǎng)的沖擊；

3)       降低了電機運行時對電網(wǎng)產(chǎn)生的諧波干擾；

4)       實現(xiàn)無級調(diào)速（實際使用中可搭配速度感應器、PLC等做到自動無級調(diào)速）；

5)       按需降速，降低功耗；

6)       可以提高整個電力系統(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、抽油機中的應用，最終我們會探討到變頻器在各行業(yè)中應用與可能產(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.