試論變頻器如何成為工控元器件

2016-08-11  來自: 成都君創科技有限公司 瀏覽次數:319

 一、變頻器概念:

  變頻器的英文譯名是VFD,這可能是現代科技由中文反向譯為英文的為數不多實例之一。變頻器是應用變頻技術與微電子技術,通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力傳動元件

  二、變頻器的作用:

  1) 變頻器控制電機的啟動電流。

  當電機通過工頻直接啟動時,它將會產生7到8倍的電機額定電流。這個電流值將大大增加電機繞組的電應力并產生熱量,從而降低電機的壽命。而變頻調速則可以在零速零電壓啟動(也可適當加轉矩提升)。一旦頻率和電壓的關系建立,變頻器就可以按照V/F或矢量控制方式帶動負載進行工作。使用變頻調速能充分降低啟動電流,提高繞組承受力,用戶最直接的好處就是電機的維護成本將進一步降低、電機的壽命則相應增加。

  (2)變頻器降低電力線路電壓波動。

  在電機工頻啟動時,電流劇增的同時,電壓也會大幅度波動,電壓下降的幅度將取決于啟動電機的功率大小和配電網的容量。電壓下降將會導致同一供電網絡中的電壓敏感設備故障跳閘或工作異常,如PC機、傳感器、接近開關和接觸器等均會動作出錯。而采用變頻調速后,由于能在零頻零壓時逐步啟動,則能一定程度上消除電壓下降。

  (3)變頻器啟動時需要的功率更低。

  電機功率與電流和電壓的乘積成正比, 那么通過工頻直接啟動的電機消耗的功率將大大高于變頻啟動所需要的功率。在一些工況下其配電系統已經達到了極限,其直接工頻啟動電機所產生的電涌就會對同網上的其他用戶產生嚴重的影響, 從而將受到電網運行商的警告, 甚至罰款。如果采用變頻器進行電機起停, 就不會產生類似的問題。

  (4) 可控的加速功能。

  變頻調速能在零速啟動并按照用戶的需要進行均勻地加速,而且其加速曲線也可以選擇(直線加速、S形加速或者自動加速)。而通過工頻啟動時對電機或相連的機械部分軸或齒輪都會產生劇烈的振動。這種振動將進一步加劇機械磨損和損耗,降低機械部件和電機的壽命。另外,變頻啟動還能應用在類似灌裝線上,以防止瓶子倒翻或損壞。

  (5) 可調的運行速度。

  運用變頻調速能優化工藝過程,并能根據工藝過程迅速改變,還能通過遠控PLC或其他控制器來實現速度變化。

  (6) 可調的轉矩極限。

  通過變頻調速后,能夠設置相應的轉矩極限來保護機械不致損壞,從而保證工藝過程的連續性和產品的可靠性。目前的變頻技術使得不僅轉矩極限可調,甚至轉矩的控制精度都能達到3%~5%左右。在工頻狀態下,電機只能通過檢測電流值或熱保護來進行控制,而無法像在變頻控制一樣設置的轉矩值來動作。

  (7) 受控的停止方式。

  如同可控的加速一樣, 在變頻調速中, 停止方式可以受控,并且有不同的停止方式可以選擇(減速停車、自由停車、減速停車+直一定流制動),同樣它能減少對機械部件和電機的沖擊,從而使整個系統更加可靠,壽命也會相應增加。

  (8) 節能

  離心風機或水泵采用變頻器后都能大幅度地降低能耗,這在十幾年的工程經驗中已經得到體現。由于最終的能耗是與電機的轉速成立方比,所以采用變頻后投資回報就更快。

  (9) 可逆運行控制

  在變頻器控制中,要實現可逆運行控制無須額外的可逆控制裝置,只需要改變輸出電壓的相序即可,這樣就能降低維護成本和節省安裝空間。

  (10) 減少機械傳動部件

  由于目前矢量控制變頻器加上同步電機就能實現高效的轉矩輸出, 從而節省齒輪箱等機械傳動部件, 最終構成直接變頻傳動系統。從而就能降低成本和空間, 提高穩定性。

關鍵詞: 工控元器件           

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