看科學(xué)發(fā)展史，關(guān)于交流電與直流電之爭，當(dāng)年以愛迪生為代表的直流派以社會威望與經(jīng)濟(jì)實力，壓了交流派特斯拉一頭。但交流電發(fā)電容易，電壓升降方便，交流電仍以壓不住的優(yōu)勢戰(zhàn)勝直流電，成為電力及電氣化廣泛大規(guī)模應(yīng)用的主流。

從目前最常用的交流異步電動機(jī)的工作原理，就知道電機(jī)的運行轉(zhuǎn)速與電源的頻率相關(guān)，不同國家采用不同的頻率標(biāo)準(zhǔn)，我們采用50Hz，而美國，則采用60Hz。不同的頻率，電機(jī)的轉(zhuǎn)速不同，一般來說，對于同一臺電機(jī)，頻率越高，轉(zhuǎn)速越大，近似于線性相關(guān)，通過改變電源的頻率，就可以方便地改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

我第一次接觸變頻器是上世紀(jì)90年代初，通過改變驅(qū)動電機(jī)的頻率，來改變齒輪泵的轉(zhuǎn)速，從而可以非常方便地改變齒輪泵的泵送能力。當(dāng)初接觸變頻器，就感覺到變頻器是個好東西，但高昂的價格，限制了它的使用，記得當(dāng)時一臺5KW的變頻器，進(jìn)口的價錢高達(dá)15萬元人民幣。

特斯拉當(dāng)年通過旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)，產(chǎn)生與發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)頻率的交流電，再用這種交流電驅(qū)動電動機(jī)，電動機(jī)就會以與頻率相關(guān)的固定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)起來。若要改變轉(zhuǎn)速，只能通過各種機(jī)械的齒輪，皮帶輪的變速箱。

變頻器的工作原理通過半導(dǎo)體二極管整流堆，先將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟�，再在控制器的指揮下通過可控硅，將直流電調(diào)制成不同頻率要求的交流電。特斯拉時代，半導(dǎo)體技術(shù)還沒有發(fā)展，難以產(chǎn)生現(xiàn)在變頻器的想象。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，全世界工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈向我國轉(zhuǎn)移，變頻器的價格不斷下降。不少人講什么都漲價，沒有降價的東西，這里提供一個另外，若問三十年來什么東西降價最多，我想變頻器應(yīng)是降得最多的機(jī)電產(chǎn)品之一。上世紀(jì)90年代初的15萬元5Kw的變頻器，現(xiàn)在只要1500元即可以買到，變頻器的價格降到三十年前的百分之一！價格的下降，更利于變頻器的推廣應(yīng)用，這應(yīng)是特斯拉也想不到的。據(jù)我所知，國外一些知名品牌的變頻器，也是由我國企業(yè)代工的。

30年前我在工廠搞生產(chǎn)系統(tǒng)安裝與調(diào)試，認(rèn)識到作為一個化工、環(huán)保的工藝工程師，儀表與自動化知識是相當(dāng)重要的，后來，當(dāng)我回到大學(xué)繼續(xù)做環(huán)境工程專業(yè)老師時，我堅持開設(shè)了《環(huán)境工程儀表與自動化》這門課，認(rèn)識到變頻器的重要，在這門課中，專門有2節(jié)課講授變頻器的工作原理及應(yīng)用。前幾年搞工礦企業(yè)的清潔生產(chǎn)審核，作為評審專家，在合適的場合增加變頻器的使用是我提得比較多的清潔生產(chǎn)改進(jìn)合理化建議。

最近我到由我們設(shè)計安裝調(diào)試的水處理工程項目現(xiàn)場，與甲方的廠長交談，廠長將上個月處理系統(tǒng)的運行成本列出來，討論一下看能不能進(jìn)一步節(jié)能降耗。我看到，系統(tǒng)有二臺循環(huán)水泵，電機(jī)的功率高達(dá)15KW。直感告訴我，雖然循環(huán)水流量比較大，但循環(huán)水的揚程非常低，功率應(yīng)遠(yuǎn)小于此。我馬上問項目的負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)人告訴我，當(dāng)初要選擇低揚程高流量的軸流泵，但供應(yīng)商那邊沒有貨，由于工期比較緊，就改用了這臺揚程為10米的水泵。處理系統(tǒng)要節(jié)能，這里必須改進(jìn)。改進(jìn)方法有二個，一是換回原來的低揚程水泵，或增加一臺變頻器，在達(dá)到同樣水循環(huán)流量的條件下，降低運行頻率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。我立即拍板，增加一臺變頻器。原因是：低揚程水泵的價格遠(yuǎn)大于購買一臺變頻器，另外，換水泵，相應(yīng)的水管要更改，不僅施工難度大，施工時間長，也難以做到美觀。我與廠方商定，先改一條循環(huán)回路，增加一臺變頻器，若沒有節(jié)能效果，這變頻器的費用由我支付。若有一半以上的節(jié)能效果，二條循環(huán)回路都增加變頻器，且費用全部由廠方支付。

變頻器的采購立即安排，我也跟蹤它的到貨與安裝進(jìn)度，昨天，變頻器已到工廠現(xiàn)場，并組織立即安裝，我也到現(xiàn)場檢查使用效果。到了工地辦公室，他們告訴我，變頻器使用效果不錯，將泵的出口閥門多打開了一些，頻率降到35Hz，循環(huán)流量一樣，但電流從原來的20A，降到了10A，省電一半。我問為什么不將泵的出口閥門全開，在保證流量的條件下，進(jìn)一步降低頻率�，F(xiàn)場工程師告訴我，供應(yīng)商告訴他們，頻率最好不要低于35Hz，低于35Hz，有可能會產(chǎn)生高溫。我立即要求到現(xiàn)場去看一看。用手摸一摸正在運行的電機(jī)，溫度并沒有明顯地升高。我要求將水泵的出口閥門全開，電子流量計顯示水的循環(huán)量迅速增加。我親自調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，當(dāng)頻率進(jìn)一步降到25Hz時，流量達(dá)到設(shè)計的循環(huán)要求。再用鉗式電流表測量電機(jī)的工作電流，電流降到4.8A。電機(jī)的運行功率降到原來的差不多四分之一。我用手摸一摸電機(jī)，沒有明顯地發(fā)熱。又過了半個多小時，我再去摸一摸電機(jī)，溫度變化不大。

我想起了小學(xué)時學(xué)的一篇古文《鄭人買履》。只相信供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)，不相信用手自己感覺一下電機(jī)的溫度。其實頻率降低了，電機(jī)風(fēng)扇的冷卻能力是下降了，但由于離心水泵它的功率與轉(zhuǎn)速的三次方近似成正比，轉(zhuǎn)速的下降，使電機(jī)的工作負(fù)荷急劇下降，電機(jī)的發(fā)熱量也相應(yīng)減少了。為了保證系統(tǒng)的工作正常，測量電機(jī)的溫度變化是應(yīng)該的。但在沒有紅外測溫儀的條件下，手摸就是最佳最快的測溫裝置，只要手能摸電機(jī)，電機(jī)就不會發(fā)生超溫?zé)龎默F(xiàn)象。

經(jīng)測算，一臺變頻器節(jié)省的電費半個月就可以收回投資，晚上，我就寫了一個通知，在我能影響的單位與企業(yè)，開展一次5Kw以上電機(jī)的檢查，能不能通過變頻器做節(jié)能降耗的改造。

采用變頻器有節(jié)能降耗的功效，這是很多人的常識，即使這樣，仍有不少“漏網(wǎng)之魚”。我寫這篇文章，希望能在更大范圍盡量減少這些漏網(wǎng)之魚。我們強(qiáng)調(diào)高質(zhì)量發(fā)展，低碳節(jié)能的生產(chǎn)方式不也是高質(zhì)量發(fā)展的一部分嗎？