變頻調(diào)速已被公認(rèn)為是較為理想、較為有發(fā)展前途的調(diào)速方式之一,采用通用構(gòu)成變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的主要目的,一是為了滿足提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備自動(dòng)化程度、提高生活質(zhì)量及改善生活環(huán)境等要求;二是為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。
1、變頻調(diào)速的節(jié)能
由于采用變頻調(diào)速后,風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的節(jié)能效果最明顯,節(jié)電率可達(dá)到20%~60%,這是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)水泵的耗用功率與轉(zhuǎn)速的三次方成比例,當(dāng)用戶需要的平均流量較小時(shí),風(fēng)機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)速較低,其節(jié)能效果也是十分可觀的。而傳統(tǒng)的擋板和閥門進(jìn)行流量調(diào)節(jié)時(shí),耗用功率變化不大。由于這類負(fù)載很多,約占交流總?cè)萘康?0%~30%,它們的節(jié)能就具有非常重要的意義。
2、軟啟動(dòng)
工頻狀況下馬達(dá)采用的是星三角降壓延時(shí)啟動(dòng),此時(shí)電流是電機(jī)額定電流的4—7倍,若多臺(tái)大功率的電機(jī)同時(shí)啟動(dòng),將對(duì)電網(wǎng)造成很大沖擊。采用變頻器后,馬達(dá)只需在額定電流下就可啟動(dòng),電流平滑無沖擊,減少了啟動(dòng)電流對(duì)馬達(dá)和電網(wǎng)的沖擊,延長了電機(jī)的使用壽命。
3、減少無功功率
無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱,更主要的是因無功功率因素的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低。而使用變頻器調(diào)節(jié)后由于變頻器內(nèi)濾波的使用,使得功率因素接近為1,增大了電網(wǎng)的有功功率。從而節(jié)省了無功功率消耗的能量。
4、方便控制,使控制系統(tǒng)簡單化
1、適應(yīng)性強(qiáng),不易受電壓波動(dòng)影響,可適應(yīng)電壓±20%的變化;
2、調(diào)速效率高,可達(dá)95%以上;
3、實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的無級(jí)調(diào)速,調(diào)速方便、調(diào)速精度高(可達(dá)0.01HZ);
4、有過壓、欠壓、過流、過載、欠相等多種保護(hù)功能,保護(hù)準(zhǔn)確、可靠,從而降低事故發(fā)生率并及時(shí)提供
5、提高電機(jī)運(yùn)行功率因數(shù),減少了設(shè)備的磨損,延長了電機(jī)的檢修周期和使用壽命;
6、具有開環(huán)和閉環(huán)兩種控制方式,提高系統(tǒng)自動(dòng)化程度,控制更方便,控制精度更高;
7、靈活換相,起停加減速時(shí)間可調(diào);
8、調(diào)試、安裝方便,操作簡單,容易掌握。
9、操作簡便,不需要更多人員,節(jié)約人工費(fèi)。
對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的,可以從外部目視檢查運(yùn)行狀態(tài)。定期對(duì)變頻器進(jìn)行巡視檢查,檢查變頻器運(yùn)行時(shí)是否有異?,F(xiàn)象。變頻器維修中通常應(yīng)作如下檢查:
1、環(huán)境溫度是否正常,要求在-10~+40攝氏度范圍內(nèi),以25攝氏度左右為好;
2、變頻器在顯示面板上顯示的輸出電流、電壓、頻率等各種數(shù)據(jù)是否正常;
3、顯示面板上顯示的字符是否清楚,是否缺少字符;
4、用測溫儀器檢測變頻器是否過熱,是否有異味;
5、變頻器風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,有無異常,散熱風(fēng)道是否通暢;
6、變頻器運(yùn)行中是否有故障報(bào)警顯示;
7、變頻器維修時(shí)檢查變頻器交流輸入電壓是否超過最大值。極限是418福特,如果主電路外加輸入電壓超過極限,即使變頻器沒運(yùn)行,也會(huì)對(duì)變頻器線路板造成損壞。
一直都聽別人說變頻器能省電,說的人多了也就接受了,但一直沒弄懂變頻器為什么能省電,同時(shí)又能省多少,是高頻省的多還是低頻省的多?
而且還有如下幾個(gè)疑問:
1、如果兩個(gè)一模一樣的電機(jī)都工作在50HZ的工頻狀態(tài)下,一個(gè)使用變頻器,一個(gè)沒有,同時(shí)轉(zhuǎn)速和扭矩都在電機(jī)的額定狀態(tài)下,那么變頻器還能省電嗎?能省多少呢?
2、如果這兩個(gè)電機(jī)的扭矩沒有達(dá)到電機(jī)的額定扭矩狀態(tài)下工作(頻率,轉(zhuǎn)速還是一樣50HZ),有變頻器的那個(gè)能省多少電?
3、同樣的條件,空載狀態(tài)下能省多少,這三種狀態(tài)下哪個(gè)省的更多?
答:變頻器可以省電這是不可磨滅的事實(shí),在某些情況下可以節(jié)電40%以上,但是某些情況還會(huì)比不接變頻器浪費(fèi)!
變頻器是通過輕負(fù)載降壓實(shí)現(xiàn)節(jié)能的,拖動(dòng)轉(zhuǎn)距負(fù)載由于轉(zhuǎn)速?zèng)]有多大變化,即便是降低電壓,也不會(huì)很多,所以節(jié)能很微弱,但是用在風(fēng)機(jī)環(huán)境就不同了,當(dāng)需要較小的風(fēng)量時(shí)刻,電機(jī)會(huì)降低速度,我們知道風(fēng)機(jī)的耗能跟轉(zhuǎn)速的1.7次方成正比,所以電機(jī)的轉(zhuǎn)距會(huì)急劇下降,節(jié)能效果明顯。如果我們用在油井上,就會(huì)因?yàn)樵诜党淌褂弥苿?dòng)電阻白白浪費(fèi)很多電能反而更廢電(公眾號(hào):泵管家)。
當(dāng)然,如果環(huán)境要求必須調(diào)速,變頻器節(jié)能效果還是比較明顯的。不調(diào)速的場合變頻器不會(huì)省電,只能改善功率因數(shù)。
1、如果兩個(gè)一模一樣的電機(jī)都工作在50HZ的工頻狀態(tài)下,一個(gè)使用變頻器,一個(gè)沒有,同時(shí)轉(zhuǎn)速和扭矩都在電機(jī)的額定狀態(tài)下,那么變頻器還能省電嗎?能省多少呢?
答:對(duì)于這種情況,變頻器只能改善功率因數(shù),并不能節(jié)省電力。
2、如果這兩個(gè)電機(jī)的扭矩沒有達(dá)到電機(jī)的額定扭矩狀態(tài)下工作(頻率,轉(zhuǎn)速還是一樣50HZ),有變頻器的那個(gè)能省多少電?
答:如果使用了自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行,這個(gè)時(shí)刻變頻器能降壓運(yùn)行,可以節(jié)省部分電能,但是節(jié)電不明顯。
3、同樣的條件,空載狀態(tài)下能省多少,這三種狀態(tài)下哪個(gè)省的更多?
答:拖動(dòng)型負(fù)載空載狀態(tài)也節(jié)省不了多大的電能。
比如關(guān)于“閉環(huán)控制”如是說。我認(rèn)為有討論的空間。文中的閉環(huán)概念太狹義了。閉環(huán)控制不僅僅是轉(zhuǎn)速傳感器反饋才算數(shù)。矢量控制時(shí)的頻率控制就是閉環(huán)控制,而且是裝置內(nèi)部的閉環(huán)控制,V/F控制才屬于開環(huán)控制,另外還有溫度、壓力、流量等等物理量的PID調(diào)節(jié)器反饋控制,都是閉環(huán)控制的范疇。而且都是可以通過變頻器調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。不應(yīng)該將閉環(huán)控制概念解釋得那么窄。
再比如,制動(dòng)的概念,那種解釋就象廢話一樣,玩弄文字游戲,說了等于沒說一樣。
1.變頻不是到處可以省電,有不少場合用變頻并不一定能省電。
2.作為電子電路,變頻器本身也要耗電(約額定功率的3-5%)。
3.變頻器在工頻下運(yùn)行,具有節(jié)電功能,是事實(shí)。但是他的前提條件是:
第一,大功率并且為風(fēng)機(jī)/泵類負(fù)載;
第二,裝置本身具有節(jié)電功能(軟件支持);
第三,長期連續(xù)運(yùn)行。這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個(gè)條件。
除此之外,無所謂節(jié)不節(jié)電,沒有什么意義。如果不加前提條件的說變頻器工頻運(yùn)行節(jié)能,就是夸大或是商業(yè)炒作。知道了原委,你會(huì)巧妙的利用他為你服務(wù)。一定要注意使用場合和使用條件才好正確應(yīng)用,否則就是盲從、輕信而“受騙上當(dāng)”。
4.采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩怎樣?
采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn),隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓,起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同,為125%~200%)。用工頻電源直接起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電流為6~7倍,因此,將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長)。起動(dòng)電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩;對(duì)于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器(公眾號(hào):泵管家),起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上,可以帶全負(fù)載起動(dòng)。
5.在同一工廠內(nèi)大型電機(jī)一起動(dòng),運(yùn)轉(zhuǎn)中變頻器就停止,這是為什么?
電機(jī)起動(dòng)時(shí)將流過和容量相對(duì)應(yīng)的起動(dòng)電流,電機(jī)定子側(cè)的變壓器產(chǎn)生電壓降,電機(jī)容量大時(shí)此壓降影響也大,連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷,因而有時(shí)保護(hù)功能(IPE)動(dòng)作,造成停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
6.裝設(shè)變頻器時(shí)安裝方向是否有限制。
變頻器內(nèi)部和背面的結(jié)構(gòu)考慮了冷卻效果的,上下的關(guān)系對(duì)通風(fēng)也是重要的,因此,對(duì)于單元型在盤內(nèi)、掛在墻上的都取縱向位,盡可能垂直安裝。
7.不采用軟起動(dòng),將電機(jī)直接投入到某固定頻率的變頻器時(shí)是否可以?
在很低的頻率下是可以的,但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動(dòng)的條件相近。將流過大的起動(dòng)電流(6~7倍額定電流),由于變頻器切斷過電流,電機(jī)不能起動(dòng)。
8.電機(jī)超過60Hz運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)注意什么問題?
(1)機(jī)械和裝置在該速下運(yùn)轉(zhuǎn)要充分可能(機(jī)械強(qiáng)度、噪聲、振動(dòng)等)。
?。?)電機(jī)進(jìn)入恒功率輸出范圍,其輸出轉(zhuǎn)矩要能夠維持工作(風(fēng)機(jī)、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加,所以轉(zhuǎn)速少許升高時(shí)也要注意)。
?。?)產(chǎn)生軸承的壽命問題,要充分加以考慮。
?。?)對(duì)于中容量以上的電機(jī)特別是2極電機(jī),在60Hz以上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要與廠家仔細(xì)商討。
9.變頻器可以傳動(dòng)齒輪電機(jī)嗎?
根據(jù)減速機(jī)的結(jié)構(gòu)和潤滑方式不同,需要注意若干問題。在齒輪的結(jié)構(gòu)上通??煽紤]70~80Hz為最大極限,采用油潤滑時(shí),在低速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到齒輪的損壞等。
10.變頻器能用來驅(qū)動(dòng)單相電機(jī)嗎?可以使用單相電源嗎?
機(jī)基本上不能用。對(duì)于調(diào)速器開關(guān)起動(dòng)式的單相電機(jī),在工作點(diǎn)以下的調(diào)速范圍時(shí)將燒毀
輔助繞組;對(duì)于電容起動(dòng)或電容運(yùn)轉(zhuǎn)方式的,將誘發(fā)電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相,但對(duì)于小容量的,也有用單相電源運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)種。
11.變頻器本身消耗的功率有多少?
它與變頻器的機(jī)種、運(yùn)行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān),但要回答很困難。不過在60Hz以下的變頻器效率大約為94%~96%,據(jù)此可推算損耗,但內(nèi)藏再生制動(dòng)式(FR-K)變頻器,如果把制動(dòng)時(shí)的損耗也考慮進(jìn)去,功率消耗將變大,對(duì)于操作盤設(shè)計(jì)等必須注意。
12.為什么不能在6~60Hz全區(qū)域連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使用?
一般電機(jī)利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進(jìn)行冷卻,若速度降低則冷卻效果下降,因而不能承受與高速運(yùn)轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱,必須降低在低速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,或采用容量大的變頻器與電機(jī)組合,或采用專用電機(jī)。
13.使用帶制動(dòng)器的電機(jī)時(shí)應(yīng)注意什么?
制動(dòng)器勵(lì)磁回路電源應(yīng)取自變頻器的輸入側(cè)。如果變頻器正在輸出功率時(shí)制動(dòng)器動(dòng)作,將造成過電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動(dòng)器動(dòng)作。
14.想用變頻器傳動(dòng)帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機(jī),電機(jī)卻不動(dòng),清說明原因
變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器,由于其充電電流造成變頻器過電流(OCT),所以不能起動(dòng),作為對(duì)策,請將電容器拆除后運(yùn)轉(zhuǎn),甚至改善功率因數(shù),在變頻器的輸入側(cè)接入AC電抗器是有效的。
15.變頻器的壽命有多久?
變頻器雖為靜止裝置,但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件,如果對(duì)它們進(jìn)行定期的維護(hù),可望有10年以上的壽命。