變頻變壓器能節碳減排嗎？

能節能減排

能夠加速功能，按照用戶的需求來平滑加速。

能夠讓電網的沖擊減少，避免出現峰谷差距大的問題。

能夠讓設備更加安全，增加設備的壽命。

控制電機的啟動電流。

能夠減少機械傳動部件的磨損。

減低電機啟動電流。

減少無功損耗，電網的有功功率得到了提升。

可以優化工藝工程，能遠程控制PLC來實現速度變化。

讓設備更加安全。

控制功能齊全，能夠配合其他設備實現集中實時監視和控制。

變頻器應用現狀及其發展前景

由于高壓變頻器的應用領域和高效節能的市場需求與鼓勵政策，高壓變頻器市場規模一直保持著較高的增長率，而中低壓變頻器因為是個強周期行業，與國家經濟周期緊密相關，受社會融資增速放緩、中美貿易戰焦灼不下、3C產品銷售市場低迷，汽車行業持續下行等因素影響，低壓變頻器市場同比出現下滑。預計2025年到2025年，高壓變頻器的市場規模將突破200億元，中低壓變頻器則將達到400億元以上。

我國高壓變壓器增速呈波動趨勢

高壓變壓器主要應用領域涉及電力，礦業，水泥，水泥、冶金、石化等行業，可實現對各類高壓電動機驅動的風機、水泵、空氣壓縮機、提升機、皮帶機等負載的軟啟動、智能控制和調速節能，從而有效提高工業企業的能源利用效率、工藝控制及自動化水平。其中通用高壓變頻器主要是通過調節電機轉速實現節能目的，主要應用于電力、礦業、冶金、水泥等領域的風機、泵類傳動控制。我國高壓變頻器市場一直保持著較高的增長率。2012-2019年，高壓變頻器市場規模持續增長，增速呈波動趨勢。

2019年我國高壓變頻器市場規模達到133億元，增速達到6.4%。預計未來我國高壓變頻器市場規模仍會繼續增加。

高壓變頻器在電力、冶金、水泥、石油石化等行業需求量較大

高壓變頻器的下游客戶主要集中在電力、冶金、煤炭、石油化工、水泥、造紙、市政、交通等領域，多為國有大型工礦企業。通過對國務院公布的2020年減排目標進行針對研究和目標分解，并且考慮到國有企業的政策執行能力，這些高耗能的國有大中型企業將在未來的節能減排工作中扮演主要角色，相應也會享受到更多的政策扶持。高壓變頻器作為節能減排的主力軍和急先鋒，未來高壓變頻器在電力、冶金、水泥、石油石化、化工、采礦、市政和其他領域有巨大的市場需求。

中低壓變頻器市場同比出現下滑

中低壓變頻器，可應用于大部分的電機拖動場合，能夠實現工藝調速、節能、軟啟動、改善效率等功能，在電力、冶金、石油化工、煤炭、起重機械、紡織化纖、油氣鉆采、電梯、建材等行業得到了廣泛應用。中低壓變頻器行業是個強周期行業，與國家經濟周期緊密相關。近年來，受自動化改造和高端裝備升級的驅動，我國變壓器市場增長強勢。受原材料(特別是IGBT)價格持續上漲以及我國“去庫存與調結構”政策的影響，傳統的設備制造、電梯制造、項目型市場都承受著較大的壓力，中低壓變頻器市場規模出現小幅下滑。

2019年，我國中低壓變頻器市場規模為362億元，增速為4.02%。2019年上半年，受社會融資增速放緩、中美貿易戰焦灼不下、3C產品銷售市場低迷，汽車行業持續下行等因素影響，低壓變頻器市場同比出現下滑。

中低壓變頻器市場需求領域主要在起重機、紡織化纖、油氣鉆采、冶金、石油和化工、煤炭、電梯、建材、電力、市政和其他方面。

變壓器行業受政策以及需求影響，未來規模將繼續上漲

近年來，我國年工業生產總值不斷提高，但能耗比卻居高不下，高能耗比已成為制約我國經濟發展的瓶頸，為此國家投入大量資金支持節能降耗項目，其中高壓變頻調速技術已越來越廣泛的應用在各行各業，它不僅可以改善工藝，延長設備使用壽命，提高工作效率等，最重要的是它可以“節能降耗”，這一點已被廣大用戶所認可，且深受關注。前瞻預計，未來幾年，具有高效節能功能的高壓變頻器市場將受政策驅動持續增長，到2025年，高壓變頻器的市場規模將突破200億元。

而隨著國內市場需求的擴大，低壓變頻器市場將會進一步擴大市場容量，預測2020-2025年，低壓變頻器市場規模逐年小幅增長，預計到2025年，我國低壓變頻器市場規模將達到400億元以上。

―― 更多數據可參考前瞻產業研究院《中國變頻器行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》

淺析變頻器的應用現狀與前景展望

摘要：變頻器有著很好的發展及應用前景。本文概述變頻器在我國的發展和應用及以后我們在此技術方面應做的工作。

關鍵詞：變頻器；應用；前景展望

前言

近年來，隨著電力電子技術、計算機技術、自動控制技術的迅速發展，交流傳動與控制技術成為目前發展最為迅速的技術之一，電氣傳動技術面臨著一場歷史革命，即交流調速取代直流調速和計算機數字控制技術取代模擬控制技術已成為發展趨勢。電機交流變頻調速技術是當今節電、改善工藝流程以提高產品質量和改善環境、推動技術進步的一種主要手段。變頻調速以其優異的調速和起制動性能，高效率、高功率因數和節電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優點而被國內外公認為最有發展前途的調速方式。深入了解交流傳動與控制技術的走向，具有十分積極的意義．

一、變頻器調速運行的節能原理

實現變頻調速的裝置稱為變頻器。變頻器一般由整流器、濾波器、驅動電路、保護電路以及控制器（MCU／DSP）等部分組成。首先將單相或三相交流電源通過整流器并經電容濾波后，形成幅值基本固定的直流電壓加在逆變器上，利用逆變器功率元件的通斷控制，使逆變器輸出端獲得一定形狀的矩形脈沖波形。在這里，通過改變矩形脈沖的寬度控制其電壓幅值；通過改變調制周期控制其輸出頻率，從而在逆變器上同時進行輸出電壓和頻率的控制，而滿足變頻調速對U／f協調控制的要求。PWM的優點是能消除或抑制低次諧波，使負載電機在近正弦波的交變電壓下運行，轉矩脈沖小，調速范圍寬。

采用PWM控制方式的電機轉速受到上限轉速的限制。如對壓縮機來講，一般不超過7000r／rain。而采用PAM控制方式的壓縮機轉速可提高1．5倍左右，這樣大大提高了快速增速和減速能力。同時，由于PAM在調整電壓時具有對電流波形的整形作用，因而可以獲得比PWM更高的效率。此外，在抗干擾方面也有著PWM無法比擬的優越性，可抑制高次諧波的生成，減小對電網的污染。采用該控制方式的變頻調速技術后，電機定子電流下降64％ ，電源頻率降低30％ ，出膠壓力降低57％ 。由電機理論可知，異步電機的轉速可表示為：

n=60?f 8（1―8）／p

f s為電機定子頻率（也即是電網頻率），P電機定子的繞組極對數，s為轉差率。由上式可知，只要轉差率不太大，可以近似認為轉速n與f s成正比，這就意味著連續平滑的改變電源頻率，就可以實現交流電動機大范圍的連續平滑調速。例如一個額定轉速3000轉／分的電動機，由變頻器供電，若啟動頻率設定為5HZ，那么變頻器可以運行在5―50HZ之間的任一頻率上，則電動機可以運行在30o――3000轉／分之間的任一轉速上?電動機由市電啟動，啟動平衡，力矩大又節能。

50HZ380V的市電經過整流濾波環節后成為直流電，再經過逆變環節變成了頻率和幅度都可調的交流電。在變頻器主回路中電能經過了交流― ―直流― ―交流的變換，所以這類變頻器稱作交― ―直―― 交類變頻器。

二、我國變頻器技術的發展及應用概況

（一）變頻器的發展

隨著生產技術的不斷發展，直流拖動的薄弱環節逐步顯露出來。由于換向器的存，直流電機的維護量加大，單機容量、最高轉速以及使用環境都受到限制。人們開始轉向結構簡單、運行可靠、維護方便、價格低廉的異步電動機。但異步電動機的調速性能難以滿足生產的需要。于是，從20世紀30年代開始，人們致力于交流調速技術的研究，然而進展緩慢。在相當長的時期內，直流調速一直以其優異的性能統治著電氣傳動領域。20世紀60年代以后，特別是70年代以來，電力電子技術、控制技術和微電子技術的飛速發展，使得交流調速性能可以與直流調速相媲美。目前，交流調速已進入逐步代替直流調速的時代。

（二）我國變頻器的應用

變頻器主要用于交流電動機（異步電機或同步電機）轉速的調節，是公認的交流電動機最理想、最有前途的調速方案，除了具有卓越的調速性能之外，變頻器還有顯著的節能作用，是企業技術改造和產品更新換代的理想調速裝置。自上世紀80年代被引進中國以來，變頻器作為節能應用與速度工藝控制中越來越重要的自動化設備，得到了快速發展和廣泛的應用。

1、變頻器與節能

變頻器產生的最初用途是速度控制，但目前在國內應用較多的是節能。中國是能耗大國，能源利用率很低，而能源儲備不足。在2003年的中國電力消耗中，60―70％為動力電，而在總容量為5．8億千瓦的電動機總容量中，只有不到2000萬千瓦的電動機是帶變頻控制的。據分析，在中國，帶變動負載、具有節能潛力的電機至少有1．8億千瓦。因此國家大力提倡節能措施，并著重推薦了變頻調速技術。

應用變頻調速，可以大大提高電機轉速的控制精度，使電機在最節能的轉速下運行。以風機水泵為例，根據流體力學原理，軸功率與轉速的三次方成正比。當所需風量減少，風機轉速降低時，其功率按轉速的三次方下降。因此，精確調速的節電效果非常可觀。與此類似，許多變動負載電機一般按最大需求來生產電動機的容量，故設計裕量偏大。而在實際運行中，輕載運行的時間所占比例卻非常高。如采用變頻調速，可大大提高輕載運行時的工作效率。因此，變動負載的節能潛力巨大。

作為節能目的，變頻器廣泛應用于各行業。以電力行業為例，由于中國大面積缺電，電力投資將持續增長，同時，國家電改方案對電廠的成本控制提出了要求，降低內部電耗成為電廠關注焦點，因此變頻器在電力行業有著巨大的發展潛力，尤其是高壓變頻器和大功率變頻器。

2、變頻器與工藝控制（速度控制）

目前，中國的設備控制水平與發達國家相比還比較低，制造工藝和效率都不高，因此提高設備控制水平至關重要。由于變頻調速具有調速范圍廣、調速精度高、動態響應好等優點，在許多需要精確速度控制的應用中，變頻器正在發揮著提升工藝質量和生產效率的顯著作用。

3、變頻家電

除了工業相關行業，在普通家庭中，節約電費、提高家電性能、保護環境等受到越來越多的關注，變頻家電成為變頻器的另一個廣闊市場和應用趨勢。帶有變頻控制的冰箱、洗衣機、家用空調等，在節電、減小電壓沖擊、降低噪音、提高控制精度等方面有很大的優勢。

三、國內變頻技術的現狀和發展前景

國內已經有較多的變頻器生產廠，但大部分的產品都是V／F控制和電壓空間矢量控制變頻器，使用在調速精度和動態性能要求不高的負載上應該沒有問題。工業應用中絕大部分都是這種負載，變頻器在這種場合應用最重要的要求是可靠性，國產變頻器占國內市場份額不高的主要原因是產品品質不過硬。V／F控制和電壓空間矢量控制變頻器比矢量控制變頻器從技術上來看要簡單得多，由于國內廠家大部分都是手工作坊式的生產，工藝欠佳，檢測手段有限，品質的一致性和穩定性難以保證。同樣是V／F控制的變頻器，國外的產品比國內的產品品質要好，這可能是生產工藝方面的差距。差距最大的是半導體功率器件的制造業，至今在國內這仍是一個空白。

變頻器技術的另外一個層面是應用技術。多年來，國家經貿委一直會同國家有關部門致力于變頻器技術的開發及推廣應用，在技術開發及技術改造方面給予了重點扶持，組織了變頻調速技術的評測推薦工作，并把推廣應用變頻調速技術作為風機、水泵節能技改專項的重點投資方向，同時鼓勵單位開展同貸同還方式，抓開發、抓示范工程、抓推廣應用，還處理了風機、水泵節能中心，開展信息咨詢和培訓。1995―1997年，3年間我國風機、水泵變頻調速技術改造投入資金3．5億元，改造總容量達100萬千瓦，可年節電7億度，平均投資回收期約2年。據有關資料表明，我國變頻調速技術應用已經取得了相當大的成績，每年有數十億元的銷售額，說明我國的變頻器應用已非常廣泛。從簡單的手動控制到基于RS一485網絡的多機控制，與計算機和PLC聯網組成復雜的控制系統。在大型綜合自動化系統，先進控制與優化技術，大型成套專用系統，如連鑄連軋生產線、高速造紙生產線、電纜光纖生產線、化纖生產線、建材生產線等，變頻器的作用是電氣傳動控制，其控制的復雜性、控制精度和動態響應都有很高的要求，已經完全取代了直流調速技術。近年來，變頻器在功能上，利用先進的控制理論，開發出了諸如卷取、提升、主從等控制功能，使應用系統的構成更加方便和容易，使變頻器的應用技術提高到一個新的水平。

四、結論

變頻調速這一技術正越來越廣泛的深入到行業中。它的節能、省力、易于構成自控系統的顯著優勢應用變頻調速技術也是改造挖潛、增加效益的一條有效途徑。尤其是在高能耗、低產出的設備較多的企業，采用變頻調速裝置將使企業獲得巨大的經濟利益，同時這也是國民經濟可持續發展的需要。