一、引言
由于我們我們國家人口的逐漸增多，人們對于資源和能源的消耗也在逐漸的增大，導致了我們國家的能源緊缺。由國家的大政方針可以得出，有效的對資源和環(huán)境進行保護，是我們國家必須長期堅持的根本國策。要努力把我們國家建設成為資源節(jié)約型和友好型的社會?，F(xiàn)階段我們國家的電動機能效低一直嚴重的制約了工業(yè)高能耗的現(xiàn)狀，電動機節(jié)能是中國工業(yè)強盛的必然走向。所以，電力傳動節(jié)能對于我們國家能源的節(jié)約和保護有著重要的作用，而電動機中的變頻技術已經出現(xiàn)多年，并且經過了一系列的改革，成為電動機節(jié)能的重要措施之一。
二、工業(yè)節(jié)能對變頻調節(jié)技術的要求
經過前期的調查顯示，我們國家工業(yè)中的用電量占據(jù)了全社會用電量的百分之七十以上，而工業(yè)系統(tǒng)中的用電量則占用了總工業(yè)用電量的七成。這在一定程度上說明了，電力傳動節(jié)能是能夠改變我們國家高能耗現(xiàn)狀的一種重要的途徑。目前，我們國家產生工業(yè)電機高能耗的原因主要有：第一，具備高效節(jié)能電機非常少，不能夠達到普及，在全國電機市場份額中占比非常小。第二是電動機的功率遠遠要高于負載所需要的功率，這樣就容易造成長期的輕載現(xiàn)象，也就造成了大量的能源浪費。由于我們國家高效的電機成本花費，有效的對高效節(jié)能的電機進行推廣和使用是一個非常長期的過程。而現(xiàn)階段所特有的變頻調速技術具有非常顯著的效果，有著非常優(yōu)異的性能，已經被廣泛的使用到工業(yè)領域中。
三、電動機輕載情況現(xiàn)狀
現(xiàn)階段我們國家大部分使用的都是三相異步交流電動機，其具有結構簡單，操作方便，成本低廉，可靠性高等特點，廣泛的獲得了社會各界的認可，是現(xiàn)階段我們國家工業(yè)領域中的一種重要的動力設備。但是該電動機的節(jié)能問題一直受到社會各界的關注，在我們國家的工業(yè)生產領域當中，都或多或少的由于生產的問題，造成一些資源的浪費。因為如果電機負載所需要的功率小于電動機的額定功率，負載所需要的轉矩則會小于電動機的額定轉矩，電動機的定子電流將會小于額定的電流。由于三相異步電動機轉子旋轉時的相電壓平衡方程以及電動勢的計算公式可知。
四、電動機的變頻控制原理
由于三相異步電動機特有的工作性質可以知道，其電動機的轉速以及相應的頻率關系為：n=60f(1-s)p式子中：n為轉速;f為電源頻率;p為電動機的極對數(shù);s為轉差率;根據(jù)公式我們一般情況下可以從轉變轉差率以及改變極對數(shù)或者是改變電源的頻率三個方面來對異步電動機進行速度的調節(jié)，其中最為主要的就是調節(jié)電動機供電電源的頻率是主要的變頻調速。
五、變頻調速的方法
1、變壓變頻控制。電動機在正常運行的時候，電動機額相電壓以及頻率和主磁通有著一定的關系。在調整速度的過程中，如果主磁通開始增大，那么將會導致電流逐漸的增大，在沒有功率損耗的時候，功率因數(shù)會逐漸減小，電動機發(fā)熱量增加。如果主磁通減小，那么減小的子磁通電動勢減小，降低了轉子輸出了一種轉矩。這就是變壓變頻來控制電動機頻率的一種原理。但是這樣的變壓變頻控制可能存在以下一些缺點。第一，電動機自身的轉矩在進行調整的時候，可能會由于速度較低，不能夠很好的對電壓進行損失的控制。第二，由于電動機控制的方式不是開環(huán)的方式，導致了電動機不能夠精確的控制。
2、轉差頻率的控制。在三相異步交流電動機的使用之下，轉差頻率的控制也能夠對電動機的功率進行調整。轉差頻率在控制電動機轉速的時候，需要對轉差頻率進行調節(jié)的輸出，電動機轉速頻率和轉差頻率放在一起就是給定的頻率。這樣的控制方式雖然具有較高的調整速度以及范圍，具有誤差較小等特點，但是由于在實現(xiàn)的過程中缺少一定的控制，則需要對定子電壓進行一定的補充。
3、矢量控制的方式。矢量的控制主要是將三相坐標下的定子進行交流電的變換，然后對異步電動機的電流以及轉矩進行控制，進而達到控制異步電動機轉矩的目的。通過對電流進行模擬，對滯留電動機進行控制，控制異步電動機中各種電流，既是控制了定子電流矢量，從而達到了現(xiàn)階段想要控制異步電動機轉矩的目的。矢量控制的方式具速度快，并且連續(xù)性好等特點，但是缺少一定的計算過程，可能會造成一定的參數(shù)影響。
4、轉矩方面的控制。轉矩控制原理是指能夠根據(jù)相應的計算得出一定的反饋值和給定值的比較，根據(jù)磁通量和轉矩的偏差大小，進而能夠選擇合適的電壓矢量進行工作，再進一步對磁通量進行控制，從而轉變相應的轉矩。當電動機的實際轉矩小于給定的轉矩的時候，定子磁通量的實際轉矩將會增加。但是如果電動機的實際轉矩要是大于給定值的時候，定子磁通的旋轉方向則會轉變，在一定程度上實現(xiàn)轉矩的降低。直接轉矩的控制方式多用于風機或者是水泵以及牽引等對調速的要求不高的情況之下。
六、制約變頻技術在電動機中推廣的因素
1、諧波危害。電動機中的變頻器是由整流器以及逆變器和控制電路組成的。在變頻器進行工作的時候，會在整流器以及逆變器中產生高次諧波。電動機的變頻器也是一種非線性的整流電路，能夠直接額接入到高壓電網中的高壓變頻器。其中不僅含有大量的高次諧波，還具有對電網造成危害的諧波污染。而現(xiàn)階段能夠治理諧波危害的方式只有兩種。第一是對現(xiàn)有的電動機中的變頻器進行電力設備的增加，從而抑制諧波的發(fā)出。另一種是從諧波的傳輸途徑入手，有效有目的的對電力設備中的變頻器進行優(yōu)化，對工作電路以及其他的電力設備進行線路的連接，更好的控制電動機的運行。
2、電動機中功率零件耐高壓能力差?，F(xiàn)階段由于我們國家的電動機一般都是容量比較大的，基本上都是6千伏以上的電源電壓，但是由于大部分變壓器的內部元件耐高壓的能力都比較欠缺，不能夠很好的和電動機進行結合工作，導致高壓變頻器的技術含量較低，成本增高，并且這樣的變頻器可靠性較低，不能夠滿足一般生產企業(yè)對低成本的需求。有效的發(fā)展能夠耐受高電壓的功率元件，并且改進高電壓的變頻技術是現(xiàn)階段我們國家電動機以及變壓器的主要需求。
結論：
電動機的變頻技術是一項非常有意義的電力傳動節(jié)能方式。一方面能夠為電力傳動領域的節(jié)能帶來一定的潛力，另一方面還能夠通過對電器設備的保護和使用，以提高工藝流程的穩(wěn)定性。電動機變頻調速的方式有以下四點：
第1種為變壓變頻控制，
第2種為轉差頻率的控制，
第3種為矢量控制，
第4種為直接轉矩控制。
并且，在變頻技術在電動機的推廣過程中也存在著一定的制約因素，一方面是諧波的危害，既是在變頻器進行工作的時候，會在整流器以及逆變器中產生高次諧波。另一方面是，電動機中功率零件耐高壓能力差。部分變壓器的內部元件耐高壓的能力都比較欠缺，不能夠很好的和電動機進行結合工作，導致變頻器可靠性較低，不能夠滿足一般生產企業(yè)對低成本的需求。我們國家的電動機能效低一直嚴重的制約了工業(yè)高能耗的現(xiàn)狀，電動機節(jié)能是中國工業(yè)強盛的必然走向。因此，加快變頻控制技術的有效推廣滿足了我們國家工業(yè)發(fā)展中的需求，為我們國家工業(yè)事業(yè)的發(fā)展帶來了重大的影響。
