一說起變頻器，大家首先想到的自然是節(jié)能。確實，作為節(jié)能減排的利器，變頻器為節(jié)能減排做出了巨大的貢獻，可以說，如果沒有變頻器，也許世界能源的使用年限至少縮短五十年。然而，變頻器不僅僅為節(jié)能做出了巨大的貢獻，也為很多行業(yè)的工藝改善、產業(yè)升級，讓我們生活的世界更美好添磚加瓦。下面我們僅以幾個行業(yè)為例，簡單了解在過去的十五年甚至更長的時間里，變頻器為工藝改善和產業(yè)升級做出的努力。

電梯舒適性的極大改變

不知道你以前是否曾經乘坐過由專門的電梯工操作的電梯，剛起動時，“哐”地一聲，速度突然提起來，嚇人一跳，停下來時，速度突然降為零，隨著再一聲“哐”，人都有些暈了。乘坐這種電梯，除了速度比爬樓快一些，絲毫沒有舒適感，還得為安全提心吊膽，如果不是特別高的樓層，筆者寧愿爬樓梯。

之所以會出現(xiàn)前面所述的情況，主要是因為以前的電梯大部分都是雙速電梯，要么以一定的速度上行或者下行，要么停止不動，因此舒適感比較差，同時由于突然的起動和停止，對電機的沖擊較大，導致電梯的安全性也較差。

變頻器的出現(xiàn)很好地解決了電梯的這一問題，變頻器的軟啟動功能使得電梯的啟動、停止、升速、降速都變得非常柔和，讓這一切的變化發(fā)生在你不知不覺中，給用戶帶來更加舒適的搭乘體驗。緩慢的起動和停止，也大大降低了對電機和電網的沖擊，讓電梯變得更安全。隨著技術的發(fā)展，變頻器的性能也在不斷提升，電梯的安全性、舒適性和節(jié)能效果也因此得以進一步提升，針對電梯行業(yè)的“飛車”故障，變頻器可以在編碼器失去信號的情況下安全運行，避免事故的發(fā)生；在諧波抑制方面，可以消除電梯的振動謝波段，從而是電梯的運行更穩(wěn)定、更舒適；優(yōu)化速度功能，可計算最佳運行時間，降低電梯運行過程中的機械振動，直流母線的設計，讓電梯制動產生的電能可以回饋到電網供附近的設備使用，與傳統(tǒng)的運行方式相比，最大可節(jié)能50%以上。

電梯用變頻器有專用和通用兩種，專用變頻器大多為電梯廠家自行開發(fā)，因此很容易與電梯的控制系統(tǒng)進行信息交流，可以做到電梯控制系統(tǒng)與驅動系統(tǒng)的無縫結合，這對于電梯的安全性、可靠性有重要意義，專用變頻裝置是分立組裝的，所以，若損壞了某一變頻器件，只要更換該元器件即可，維修成本相對較小；而對于通用變頻器來說，由于其輸入、輸出等接口資源有限，所以與電梯控制系統(tǒng)的信息交流受限。另外，若通用變頻器某一元件損壞，則基本上要去更換整個變頻器，其維修成本較高。由于專用變頻器的分立性，其電磁兼容性能可能比較差，而通用變頻器由于采用整體化設計，可以做到較好的電磁兼容性；另外，由于通用變頻器的通用性，其生產成本可能較低，并且對于中小企業(yè)來說，有較大的采購選擇余地和貨比三家的機會。

而近幾年出現(xiàn)的變頻技術與控制技術的結合——一體化控制器使得電梯控制系統(tǒng)實現(xiàn)高度集成化，這有利于電梯控制系統(tǒng)的小型化，節(jié)省占用空間，也有利于生產電梯控制系統(tǒng)的非電梯整機廠的技術進步。大容量、小功率、高能效、帶能量回饋功能、應用超級電容將是電梯用變頻器正在逐步實現(xiàn)的趨勢。

未來我們也能生產高檔服裝

那個“一億件衣服=一架播音飛機”的公式不僅讓中國人刻骨銘心，更無情地揭露了中國紡織行業(yè)的落后狀況，雖然中國已經成為紡織大國，然而離紡織強國卻還有很大的差距。很多人在感嘆，為什么歐美的高檔服裝可以賣上千歐元，而中國的所謂高檔服裝也跟他們有很大的差距，這里面除了品牌的價值外，還有一個非常重要的因素是服裝的面料。由于紡織、染整等環(huán)節(jié)還存在較大的技術差距，中國暫時還無法生產歐美那種高端面料。

當然，我們需要有信心的是，盡管我國紡織業(yè)與國際先進水平相比還有很大的差距，但是隨著紡織機械機電一體化水平的不斷提高，這一差距正在逐漸縮小，而交流變頻調速技術也為這個差距的縮小做出了巨大的貢獻。

在紡織行業(yè)，變頻器的應用領域主要集中在天然纖維紡紗、制造、染整和化纖四大塊，由于變頻器調速不僅給紡織廠帶來可觀的節(jié)能效果，更給紡織生產帶來質量和效益的巨大改進，許多紡織廠都積極研究和推廣變頻器應用技術，也樂于接受帶有變頻調速的紡機設備。在紡織機械中，大多通過PLC或工控機的控制，再經變頻器實現(xiàn)多電機的同步協(xié)調運轉，并根據生產工藝曲線控制各機構的運動，進而簡化了機構。例如在粗紗機中，采用變頻器可以去掉錐輪變速機構，從而克服了錐輪變速皮帶打滑變速不準的問題。而在細紗機中，由于利用變頻器省去了成形機構中的成形凸輪，進而克服了由于成形凸輪所造成的桃底有停頓、桃頂有沖擊的現(xiàn)象，使得細紗卷形狀良好，并便于下一道工序的高速退繞，同時利用變頻器控制主電機的變速來控制錠子的轉速，使得轉速隨著紗錠的大小不斷變化，大大減少了紗的斷頭率。類似的例子還有很多很多，這里就不一一列舉了。

年初，工業(yè)和信息化部為了繼續(xù)貫徹落實國務院關于做強做大裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略部署，更好地適應大力培育戰(zhàn)略性新興產業(yè)和推動傳統(tǒng)產業(yè)升級對重大技術裝備的新需求，修訂出臺了《重大技術裝備自主創(chuàng)新指導目錄（2012年版）》（以下簡稱《目錄》）。《目錄》中，新型紡織機械領域涵蓋化纖裝備、紡紗機械、織造設備、印染裝備四部分，對萬噸級新溶劑法纖維素纖維成套設備、紡紗機械、粗細聯(lián)自動紡紗系統(tǒng)、高性能棉精梳機、新型短纖倍捻機、新型寬幅重磅雙經軸高速噴水織布機、單級電磁選針型電腦橫機、連續(xù)性纖維預增強熱塑性復合材料生產線、全棉非織造布染整生產線、多功能氣流成網聯(lián)合機、厚重非織造布用高溫熱定形機、高效節(jié)能環(huán)保型連續(xù)染色機、動態(tài)識別+全自動對花圓網印花機、高效節(jié)能拉幅定形機等技術裝備的主要技術指標和需突破的關鍵技術均作了詳細說明和具體要求。當這些技術突破的那一天，離我們自己生產高檔服裝就不遠了。

起重機械更安全

起重機械是用來進行物料搬運作業(yè)的工業(yè)生產特種設備，其通過工作機構的組合運動，把物料提升，在空間一定范圍內移動，然后按要求將物料安放到指定位置，空載回到原處，準備再次作業(yè)，從而完成一次物料搬運的工作循環(huán)。常用傳統(tǒng)的起重機調速方法由于其繞線轉子異步電動機的集電環(huán)和電刷容易發(fā)生故障，再加上大量繼電器和接觸器的使用，致使現(xiàn)場維護量較大，調速系統(tǒng)的故障率較高，綜合技術指標較差，越來越難以滿足工業(yè)生產的特殊要求。

然而由于起重機的特殊性和高要求，變頻器在起重機行業(yè)的起步較晚，隨著變頻技術的發(fā)展，變頻器首先從起重機的行走和回轉機構上取得突破，而當變頻調速技術的發(fā)展逐漸達到調速機械特性硬、調速范圍大、調速精度高以及平穩(wěn)性好、易于控制和節(jié)能等優(yōu)點時，它已經能夠很好地滿足起重設備安全平穩(wěn)、可靠、操作性良好可靠、免維護等要求，迅速在起重機行業(yè)廣泛應用。

采用變頻器后，起重機的變頻調速系統(tǒng)得到了很大的改進：動態(tài)響應更快，滿足了起重機負載劇烈變化的需求；調速范圍更寬，可實現(xiàn)有精確控制定位要求的作業(yè)；速度控制能力更強，在低速段，包括零轉速附近能使電機輸出具有2~3倍額定轉矩的輸出峰值轉矩，真正實現(xiàn)“拉得動”、“剎得住”，確保系統(tǒng)安全可靠；軟啟動、軟停止功能降低了機械傳動沖擊，明顯改善了鋼結構的承載性能，延長了起重機械的使用壽命；高集成度組件及高可靠性低壓電器，有效解決了原電氣系統(tǒng)接線復雜的難題，不僅降低了系統(tǒng)故障率，而且易于維護；其自動節(jié)能操作模式，能可靠釋放電機的再生能量，或通過四象限運行，大大改進系統(tǒng)的功率因素和整機工作效率；高可靠性的控制指令和保護系統(tǒng)，使得起重機在機械制動器松閘之后或抱閘之前的瞬間不“溜勾”；功能強大的監(jiān)控系統(tǒng)，通過人機界面進行系統(tǒng)故障自檢和處理功能，方便技術人員和操作人員的維護和現(xiàn)場監(jiān)控，大幅減少了維修時間。

作為八大類特種設備之一，起重機的安全性一直備受關注，起重機發(fā)生事故的原因很多很復雜，比如標準滯后、設計前瞻性不足、制造工業(yè)水平落后、安裝質量控制不嚴、使用管理不到位等，既有屬于設備本體的問題，也有屬于使用環(huán)節(jié)的問題。在設備本體存在的問題中，起升機構的制動系統(tǒng)的可靠性是決定起重機安全性能的關鍵因素，起重機在使用過程中發(fā)生的安全事故絕大部分與起升機構有關。變頻器的使用極大地提高了起重機安全性，然而目前變頻器多應用在高端起重機上，中低端的起重機中還有很多用串電阻的方式來調速。幸而歐盟新的機器指令和安全控制技術標準ISO13949-1的頒布使得國內的起重機生產廠商和用戶都認識到了變頻器的優(yōu)勢及必要性，不少變頻器廠商也推出自己的起重機專用產品，并提高產品的性價比，為變頻器在起重機行業(yè)的全面使用而出一份力。

石油開采更高效

作為世界的產油大國之一，中國的油田開采技術卻一直較為落后，我國的油田絕大部分為低能、地產油田，絕大部分油要靠注入來壓油入井，靠抽油機把油從地層中提升上來，而不像國外的油田有很強的自噴能力。在我國，以水換油、以電換油是很長一段時期的現(xiàn)實，不僅耗費大量的水、電，效率更是低下。

以抽油機為例，抽油機的沖程頻次可以通過機械的方法調整，但是一旦調整好之后，是不大可能經常進行調整，并且通過皮帶輪直徑調整頻次的方法也是有級的，不能動態(tài)適應油井符合的需要，只有通過動態(tài)調整抽油機電機的轉速，才能調整泵的充滿度，提高抽取效率，增加原油產量，收到一舉兩得的效果，而變頻調速技術正是實現(xiàn)這一動態(tài)轉速調整的絕佳方法。采用微電腦控制和變頻調速技術還可以根據互實際需求分別調整每一沖程上下行程的速度，使抽油機工作在最佳運行狀態(tài)，在每一沖程總，是當地降低下形成的速度，可以提高原油在泵內的充滿度，而適當提高上形成的速度，則可減少在提升中的漏失系數，有效地提高單位時間內的原油產量。

抽油機改用變頻器拖動以后，有一下幾個優(yōu)勢：大大提高了功率因素，減小了供電電流，從而減輕了電網及變壓器的負擔，降低了線損，可省去大量的“增容”開支；可更具油井的實際供液能力動態(tài)調整抽取速度，一方面達到節(jié)能的目的，同事還可以增加原油產量；由于實現(xiàn)了真正的“軟起動”，對電動機、變速箱。抽油機都避免了過大的機械沖擊，大大延長了設備的使用壽命，減少了停產時間，提高了生產效率。

又例如潛油電泵，以前潛油電泵容易出現(xiàn)沙卡現(xiàn)象，此事一般要采用洗井或把潛油電泵提出地面進行解決，既有較高的作業(yè)成本，又影響生產。而采用變頻調速技術對潛油電泵進行改造后，如再出現(xiàn)沙卡，可采用反轉法把泵內的存沙排出，無需作業(yè)解決，一般20分鐘即可正常開機，既節(jié)能時間、洗井費用，又基本不影響生產，延長系統(tǒng)運行時間。

石油鉆機也是又添生產的主要設備之一，隨著鉆井深度的增加，鉆桿會越來越長，每鉆進9米就須接換鉆桿一次，就要將鉆桿提升下放一次，絞車作業(yè)時間的比例越來越大，在鉆進的過程中，隨著所鉆進地質條件的變化，要相應調節(jié)鉆進的壓力和轉速，以提高鉆進速度和防止卡鉆的發(fā)生。因此對鉆機電氣傳動系統(tǒng)的性能有很高的要求。采用高性能交流變頻調速傳動是解決這一問題的最理想、最有效的途徑。在實際應用中，因充分使用變頻器軟件功能，大大簡化外部線路，提高了控制水平和對設備的保護，因其性價比高，工藝先進，穩(wěn)定可靠，維護簡單而獲得用戶的高度評價。