變頻器的用途
顧名思義，變頻器是變換頻率的。更直觀的說(shuō)法，就是通過(guò)改變頻率，調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。我國(guó)電網(wǎng)的頻率是50hz，交流電機(jī)的工作頻率也是這個(gè)數(shù)值，且交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，在極數(shù)固定的前提下，取決于頻率。在允許的范圍內(nèi)，頻率越高，轉(zhuǎn)速越高，反之亦然。通常的交流電機(jī)都是固定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，這就極大的限制了它的用途。很多需要改變轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合，就很難適合。變頻器不僅僅是改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因?yàn)檗D(zhuǎn)速的下降，勢(shì)必帶來(lái)力矩的改變，所以變頻器借助現(xiàn)代電子技術(shù)，在功能上得以更加完善，他已經(jīng)是工業(yè)上必不可少的設(shè)備，被廣泛采用。
變頻器的作用
1.可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限。通過(guò)變頻調(diào)速后，能夠設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩極限來(lái)保護(hù)機(jī)械不致?lián)p壞，從而保證工藝過(guò)程的連續(xù)性和產(chǎn)品的可靠性。目前的變頻技術(shù)使得不僅轉(zhuǎn)矩極限可調(diào)，甚至轉(zhuǎn)矩的控制精度都能達(dá)到3％～5％左右。在工頻狀態(tài)下，電機(jī)只能通過(guò)檢測(cè)電流值或熱保護(hù)來(lái)進(jìn)行控制，而無(wú)法像在變頻控制一樣設(shè)置精確的轉(zhuǎn)矩值來(lái)動(dòng)作。
2.受控的停止方式。如同可控的加速一樣, 在變頻調(diào)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＋直流制動(dòng))，同樣它能減少對(duì)機(jī)械部件和電機(jī)的沖擊，從而使整個(gè)系統(tǒng)更加可靠，壽命也會(huì)相應(yīng)增加。
3.節(jié)能離心風(fēng)機(jī)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(jīng)驗(yàn)中已經(jīng)得到體現(xiàn)。由于最終的能耗是與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成立方比，所以采用變頻后投資回報(bào)就更快。
4.可逆運(yùn)行控制在變頻器控制中，要實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)行控制無(wú)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(hù)成本和節(jié)省安裝空間。
5.減少機(jī)械傳動(dòng)部件由于目前矢量控制變頻器加上同步電機(jī)就能實(shí)現(xiàn)高效的轉(zhuǎn)矩輸出, 從而節(jié)省齒輪箱等機(jī)械傳動(dòng)部件, 最終構(gòu)成直接變頻傳動(dòng)系統(tǒng)。從而就能降低成本和空間, 提高穩(wěn)定性。
6.啟動(dòng)時(shí)需要的功率更低。電機(jī)功率與電流和電壓的乘積成正比, 那么通過(guò)工頻直接啟動(dòng)的電機(jī)消耗的功率將大大高于變頻啟動(dòng)所需要的功率。在一些工況下其配電系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了最高極限，其直接工頻啟動(dòng)電機(jī)所產(chǎn)生的電涌就會(huì)對(duì)同網(wǎng)上的其他用戶產(chǎn)生嚴(yán)重的影響, 從而將受到電網(wǎng)運(yùn)行商的警告, 甚至罰款。如果采用變頻器進(jìn)行電機(jī)起停, 就不會(huì)產(chǎn)生類似的問(wèn)題。
7.可控的加速功能。變頻調(diào)速能在零速啟動(dòng)并按照用戶的需要進(jìn)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(dòng)加速)。而通過(guò)工頻啟動(dòng)時(shí)對(duì)電機(jī)或相連的機(jī)械部分軸或齒輪都會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)。這種振動(dòng)將進(jìn)一步加劇機(jī)械磨損和損耗，降低機(jī)械部件和電機(jī)的壽命。另外，變頻啟動(dòng)還能應(yīng)用在類似灌裝線上，以防止瓶子倒翻或損壞。
8.可調(diào)的運(yùn)行速度。運(yùn)用變頻調(diào)速能優(yōu)化工藝過(guò)程，并能根據(jù)工藝過(guò)程迅速改變，還能通過(guò)遠(yuǎn)控plc或其他控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)速度變化。
9. 控制電機(jī)的啟動(dòng)電流。當(dāng)電機(jī)通過(guò)工頻直接啟動(dòng)時(shí)，它將會(huì)產(chǎn)生7到8倍的電機(jī)額定電流。這個(gè)電流值將大大增加電機(jī)繞組的電應(yīng)力并產(chǎn)生熱量，從而降低電機(jī)的壽命。而變頻調(diào)速則可以在零速零電壓?jiǎn)?dòng)(也可適當(dāng)加轉(zhuǎn)矩提升)。一旦頻率和電壓的關(guān)系建立，變頻器就可以按照v/f或矢量控制方式帶動(dòng)負(fù)載進(jìn)行工作。使用變頻調(diào)速能充分降低啟動(dòng)電流，提高繞組承受力，用戶最直接的好處就是電機(jī)的維護(hù)成本將進(jìn)一步降低、電機(jī)的壽命則相應(yīng)增加。
10.降低電力線路電壓波動(dòng)。在電機(jī)工頻啟動(dòng)時(shí)，電流劇增的同時(shí)，電壓也會(huì)大幅度波動(dòng)，電壓下降的幅度將取決于啟動(dòng)電機(jī)的功率大小和配電網(wǎng)的容量。電壓下降將會(huì)導(dǎo)致同一供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓敏感設(shè)備故障跳閘或工作異常，如pc機(jī)、傳感器、接近開(kāi)關(guān)和接觸器等均會(huì)動(dòng)作出錯(cuò)。而采用變頻調(diào)速后，由于能在零頻零壓時(shí)逐步啟動(dòng)，則能最大程度上消除電壓下降。