节电技术基础培训技术篇
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2、设备的可调速运转也是工业生产的迫切 需求
3、由于变频器的可调节电源频率功能，所 以变频器还能起到节能作用，节电效果相 当好
IGBT
变频器的优点
1、平滑软启动，降低启动冲击电流，减少 变压器占有量，确保电机安全。
2、在机械允许的情况下可通过提高变频器 的输出频率提高工作速度。
3、无级调速，调速精度大大提高。 4、电机正反向无需通过接触器切换。 5、非常方便接入通讯网络控制，实现生产
节电技术基础培训技术篇
对象：全员
***节能技术服务公司 技术支持：***
主要内容
一、变频器 二、电磁加热 三、流体增压装置 四、LED照明节电 五、电能质量治理
一、变频器
变频器：是一种把工频（50HZ）的交流电
转换为频率连续可调的交流电的电机驱动
装置
变频器基 本结构
变频器主要部件的功能
热被它加热的金属物体，可以在金属物中直接产生高温； 3、它不但可以使金属物体整体加热，也可以选择性地对
每个部位进行局部加热； 4、具有精确的加热深度和加热区域, 并易于控制 5、采用非接触式加热方式, 在加热过程中不易掺入杂质 6、它是一种加热方式的革命，同样是电能加热，它却可
以比电炉、电烘箱等节电30%以上
逆变器：是通过功率器件（如IGBT、可控硅等）把平滑的 直流电逆变为频率连续可调的交流电，从而驱动电机变速 运行
控制回路：完成对主电路的控制，如功率器件的导通关断、 保护等
功率器件：常见的有IGBT、IGCT、可控硅等，其实质就是 开关，只是用弱电去控制强电，也叫无触点开关，主要特 点是长寿、速度快
电磁加热与传统加热在注塑机上的比较
传统加热：注塑机传统通常采用电阻加热方式，这种加热方式存在以 下问题：
（1）热损失大，效率低。目前采用的电阻加热器是由电阻丝绕制而成， 其内外两面都发热，内面（紧贴料筒部分）的热传导到料筒上，而外 面的热量大部分散失到空气中；另外由于传导过程复杂，从电阻丝→ 绝缘层→料筒外壳→料筒内的塑料塑化，热损失大，热效率仅为 20%~30%左右，能源浪费严重。另外电阻热的发热效率本身就较低。
整流器可以把三 相交流电整流成
直流电
网侧 交流器Ⅰ
中间直流 环节Ⅲ
中间直流环节的储能元 件用于直流环节和电动
机间的无功功率交换
负载侧 交流器Ⅱ
0～380V 0～50Hz
~380 AC
380V 50Hz
整流器 控制指令
DC 控制电路
逆变器
M
AC ~
控制指令
逆变器是利用电力电子器件， 有规律地控制逆变器中主开 关的通断，从而得到任意频 率的三相交流输出
（2）注射机工作环境温度升高。由于加热时向周围环境散发大量的热， 从而使得周围环境温度上升，特别是夏季对生产环境影响很大，现场 工作温度都超过了 45℃，对工人的身体影响很大，有些企业不得不采 用空调来降低工作温度，这又造成能源的第二次浪费。
（3）使用寿命短、维修量大、废品率高。由于采用电阻丝发热，其加热 温度高达 800℃左右，电阻丝容易因高温氧化而被烧断，常用电热器 使用寿命只有半年左右，因此，维修量和维修费用都相对较大。
（2）升温快。由于料筒金属壳的电阻很小，所以较小的感应电 动势便可产生较强的涡电流。从而可在金属内产生大量的焦 耳热。同时还由于热量散失少，热效率高，所以料筒内熔体 升温快。
电磁加热与电阻加热比较
热量比较：
量化数字如下表：
与电阻丝加热方式相比减少了热传导和空气热对流的损耗，热效率很高 [4]， 达 85%以上，比电阻丝加热方式提高 2~3倍 [5]。与电阻丝加热相比，节 电在 30%以上，最大可达 75%。
电磁加热的应用
为什么要使用电磁加热
1、易于实现高功率密集, 加热速度快, 效率高, 能耗小 2、它不需要象其它加热方式那样，先产生高温后再去加
在一段或几段电阻丝烧断的情况下，难以及时发现，造成料筒温度不 均，从而使产品报废，导致其废品率提高。
电磁感应加热：
电磁感应加热技术应用于注射机的料筒加热上，其特点在于：
（1）节能效果好，热损失小，效率高。由于感应线圈与被加热 金属并不直接接触，能量通过电磁感应进行传递。与电阻丝 加热方式相比减少了热传导和空气热对流的损耗，热效率很 高 [4]，达 85%以上，比电阻丝加热方式提高 2~3倍 [5]。与电 阻丝加热相比，节电在 30%以上，最大可达 75%。
自动化控制。
二、电磁加热
电磁炉加热原理： 工频（50Hz）交流电源经整流、 滤波、变为平滑的直流电，直流电经过逆变电路 变为高频交变电流，经感应线圈产生高频交变磁 场，高频交变磁场在金属锅底产生高频涡流，高 频涡流转化为热量
电磁感应加热原理：是利用高频交变电流通过线 圈产生交变磁场，当交变磁场内的磁力线通过被 加热的金属工件时，就会在被加热的金属工件表 面产生无数的小涡流，因为金属的电阻很小，所 以较低的感应电动势便可产生较强的涡电流。从 而可以在金属内产生大量的焦耳热，使被加热的 金属工件本身自行高速发热
整流 环节
三相 整流 桥:
变频器的主电路
限流电阻RL和 开关S：
制动电 阻RB
逆变管V1-V6构成 三相wenku.baidu.com变桥:
续流二极管 VD7～VDl2
缓冲电路 R01-R06、 VD01-VE06、
C01-C06
滤波电 电源指 容器CF： 示HL：
制动单 元VB
中间 环节
逆变 环节
变频器调速原理
电动机的转速：n=60f(1-s)/p
控制电路可完成对逆变器的开 关控制，对整流器的电压控制 ，通过外部接口电路发送控制 信息，以及各种保护功能
运行指令
变频器的基本结构
变频器的基本构成如上图所示，由主回路（包括整流器、 中间直流环节、逆变器）和控制回路组成
整流器：是通过整流桥把工频（50HZ）的交流电整流为脉 动的直流电
中间环节：是通过电容电抗等器件把脉动的直流电修正为 平滑的直流电
转速和频率 成正比
其中n为转速，f为频率，s为滑差率，p为电
机的极对数。
交流电机转速的方法有三种即：
1) 变频调速
2) 变极调速
3) 变转差率调速
其中变转差率调速实现起来比较麻烦、而电
机的极数一般是不变的，因此变频调速是 一个最好的选择。
为什么要使用变频器
1、电网电源直接供给给运电设备时，会产 生较大启动电流及转矩
3、由于变频器的可调节电源频率功能，所 以变频器还能起到节能作用，节电效果相 当好
IGBT
变频器的优点
1、平滑软启动，降低启动冲击电流，减少 变压器占有量，确保电机安全。
2、在机械允许的情况下可通过提高变频器 的输出频率提高工作速度。
3、无级调速，调速精度大大提高。 4、电机正反向无需通过接触器切换。 5、非常方便接入通讯网络控制，实现生产
节电技术基础培训技术篇
对象：全员
***节能技术服务公司 技术支持：***
主要内容
一、变频器 二、电磁加热 三、流体增压装置 四、LED照明节电 五、电能质量治理
一、变频器
变频器：是一种把工频（50HZ）的交流电
转换为频率连续可调的交流电的电机驱动
装置
变频器基 本结构
变频器主要部件的功能
热被它加热的金属物体，可以在金属物中直接产生高温； 3、它不但可以使金属物体整体加热，也可以选择性地对
每个部位进行局部加热； 4、具有精确的加热深度和加热区域, 并易于控制 5、采用非接触式加热方式, 在加热过程中不易掺入杂质 6、它是一种加热方式的革命，同样是电能加热，它却可
以比电炉、电烘箱等节电30%以上
逆变器：是通过功率器件（如IGBT、可控硅等）把平滑的 直流电逆变为频率连续可调的交流电，从而驱动电机变速 运行
控制回路：完成对主电路的控制，如功率器件的导通关断、 保护等
功率器件：常见的有IGBT、IGCT、可控硅等，其实质就是 开关，只是用弱电去控制强电，也叫无触点开关，主要特 点是长寿、速度快
电磁加热与传统加热在注塑机上的比较
传统加热：注塑机传统通常采用电阻加热方式，这种加热方式存在以 下问题：
（1）热损失大，效率低。目前采用的电阻加热器是由电阻丝绕制而成， 其内外两面都发热，内面（紧贴料筒部分）的热传导到料筒上，而外 面的热量大部分散失到空气中；另外由于传导过程复杂，从电阻丝→ 绝缘层→料筒外壳→料筒内的塑料塑化，热损失大，热效率仅为 20%~30%左右，能源浪费严重。另外电阻热的发热效率本身就较低。
整流器可以把三 相交流电整流成
直流电
网侧 交流器Ⅰ
中间直流 环节Ⅲ
中间直流环节的储能元 件用于直流环节和电动
机间的无功功率交换
负载侧 交流器Ⅱ
0～380V 0～50Hz
~380 AC
380V 50Hz
整流器 控制指令
DC 控制电路
逆变器
M
AC ~
控制指令
逆变器是利用电力电子器件， 有规律地控制逆变器中主开 关的通断，从而得到任意频 率的三相交流输出
（2）注射机工作环境温度升高。由于加热时向周围环境散发大量的热， 从而使得周围环境温度上升，特别是夏季对生产环境影响很大，现场 工作温度都超过了 45℃，对工人的身体影响很大，有些企业不得不采 用空调来降低工作温度，这又造成能源的第二次浪费。
（3）使用寿命短、维修量大、废品率高。由于采用电阻丝发热，其加热 温度高达 800℃左右，电阻丝容易因高温氧化而被烧断，常用电热器 使用寿命只有半年左右，因此，维修量和维修费用都相对较大。
（2）升温快。由于料筒金属壳的电阻很小，所以较小的感应电 动势便可产生较强的涡电流。从而可在金属内产生大量的焦 耳热。同时还由于热量散失少，热效率高，所以料筒内熔体 升温快。
电磁加热与电阻加热比较
热量比较：
量化数字如下表：
与电阻丝加热方式相比减少了热传导和空气热对流的损耗，热效率很高 [4]， 达 85%以上，比电阻丝加热方式提高 2~3倍 [5]。与电阻丝加热相比，节 电在 30%以上，最大可达 75%。
电磁加热的应用
为什么要使用电磁加热
1、易于实现高功率密集, 加热速度快, 效率高, 能耗小 2、它不需要象其它加热方式那样，先产生高温后再去加
在一段或几段电阻丝烧断的情况下，难以及时发现，造成料筒温度不 均，从而使产品报废，导致其废品率提高。
电磁感应加热：
电磁感应加热技术应用于注射机的料筒加热上，其特点在于：
（1）节能效果好，热损失小，效率高。由于感应线圈与被加热 金属并不直接接触，能量通过电磁感应进行传递。与电阻丝 加热方式相比减少了热传导和空气热对流的损耗，热效率很 高 [4]，达 85%以上，比电阻丝加热方式提高 2~3倍 [5]。与电 阻丝加热相比，节电在 30%以上，最大可达 75%。
自动化控制。
二、电磁加热
电磁炉加热原理： 工频（50Hz）交流电源经整流、 滤波、变为平滑的直流电，直流电经过逆变电路 变为高频交变电流，经感应线圈产生高频交变磁 场，高频交变磁场在金属锅底产生高频涡流，高 频涡流转化为热量
电磁感应加热原理：是利用高频交变电流通过线 圈产生交变磁场，当交变磁场内的磁力线通过被 加热的金属工件时，就会在被加热的金属工件表 面产生无数的小涡流，因为金属的电阻很小，所 以较低的感应电动势便可产生较强的涡电流。从 而可以在金属内产生大量的焦耳热，使被加热的 金属工件本身自行高速发热
整流 环节
三相 整流 桥:
变频器的主电路
限流电阻RL和 开关S：
制动电 阻RB
逆变管V1-V6构成 三相wenku.baidu.com变桥:
续流二极管 VD7～VDl2
缓冲电路 R01-R06、 VD01-VE06、
C01-C06
滤波电 电源指 容器CF： 示HL：
制动单 元VB
中间 环节
逆变 环节
变频器调速原理
电动机的转速：n=60f(1-s)/p
控制电路可完成对逆变器的开 关控制，对整流器的电压控制 ，通过外部接口电路发送控制 信息，以及各种保护功能
运行指令
变频器的基本结构
变频器的基本构成如上图所示，由主回路（包括整流器、 中间直流环节、逆变器）和控制回路组成
整流器：是通过整流桥把工频（50HZ）的交流电整流为脉 动的直流电
中间环节：是通过电容电抗等器件把脉动的直流电修正为 平滑的直流电
转速和频率 成正比
其中n为转速，f为频率，s为滑差率，p为电
机的极对数。
交流电机转速的方法有三种即：
1) 变频调速
2) 变极调速
3) 变转差率调速
其中变转差率调速实现起来比较麻烦、而电
机的极数一般是不变的，因此变频调速是 一个最好的选择。
为什么要使用变频器
1、电网电源直接供给给运电设备时，会产 生较大启动电流及转矩