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变频器的作用及应用

发布时间:2019-05-15 05:44:47 热度:0

变频器是一种用来改变交流电频率的电气设备,过去常常应用于电动发动机、旋转转换器等电气设备中。随着半导体电子设备的出现,现在的变频器都是完全独立的。

变频器的基本组成

通常分为四个部份:整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。

整流单元:将工作频率固定的交流电转换为直流电。

高容量电容:存储转换后的电能。

逆变器:由大功率开关晶体管阵列组成电子开关,将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。

控制器:按设定的程序工作,控制输出方波的幅度与脉宽,使叠加为近似正弦波的交流电,驱动交流电动机。

变频器的作用

变频器的作用主要是:节能和调速,并能实现自动控制程高精度控制。具体体现在以下各方面:

1、节能

离心风机或水泵采取变频器后都能大幅度地下降能耗,这在十几年的工程经验中已得到体现。由于最终的能耗是与电机的转速成立方比,所以采取变频后投资回报就更快。

2、减少机械传动部件

由于目前矢量控制变频器加上同步电机就能实现高效的转矩输出, 从而节省齿轮箱等机械传动部件, 最终构成直接变频传动系统。从而就能降低成本和空间, 提高稳定性。

3、启动时需要的功率更低

电机功率与电流和电压的乘积成正比, 那么通过工频直接启动的机电消耗的功率将大大高于变频启动所需要的功率。

4、控制电机的启动电流

当电机通过工频直接启动时,它将会产生7到8倍的电机额定电流。这个电流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量,从而降低机电的寿命。而变频调速则可以在零速零电压启动。

5、下降电力线路电压波动

在电机工频启动时,电流剧增的同时,电压也会大幅度波动,电压下落的幅度将取决于启动机电的功率大小和配电网的容量。采取变频调速,能在零频零压时逐渐启动,则能最大程度上消除电压下降。

6、可调的运行速度

应用变频调速能优化工艺进程,并能根据工艺进程迅速改变,还能通过远控PLC或其他控制器来实现速度变化。

7、逆运行控制

在变频器控制中,要实现可逆运行控制无须额外的可逆控制装置,只需要改变输出电压的相序便可,这样就能降低维护本钱和节省安装空间。

8、软启软停

变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了装备和阀门的使用寿命。节省了装备的维护费用。

变频器的应用

变频器除了可以用来改变交流电源的频率以外,还可以用来改变交流电动机的转速和扭矩。在该应用环境下,最典型的变频器结构是三相二级电压源变频器。该变频器通过半导体开关和脉冲宽度调制(PWM)来控制各相电压。

1、在化工行业的应用

变频器应用到自动提取液化气系统装备改造上,解决了对电网冲击大,人工操作的繁琐,而最重要的是节能节电和实现自动化提取液化气系统。

2、造纸机械上的运用

造纸企业是高能耗企业每吨纸所耗电能在500度以上,电能消耗十分严重,从设备和类型看50%以上为风机、泵类负载,采用变频器进行调节,可以大量减少损耗,节约电能经济利益十分明显,值得企业大力推广。

3、中央空调冷却泵上的应用

中央空调基本工作原理为采取压缩机强迫制冷循环,循环水的冷却泵和冷冻泵所消耗的能量约占总耗能的60%。而空调设备均按设计工况的最大制冷量来考虑的,绝大多数的时间在低负荷情况下工作,因此,使用变频器进行驱动将勤俭大量的能量。

4、塑胶机械上的应用

由于塑料的特性,产品的规格繁多和生产工艺的要求不同,很多的地方都需要对生产机械进行调速。变频器平滑的无级调速,高可靠性,高精度,而且勤俭电能,可以提高自动化水平等优点,在一定的程度上提高了塑胶机械的自动化水平,推动了塑胶行业的发展。

另外,变频器还可以在航空航天业中。例如:飞机上的电力设备通常需要400Hz的交流电,而地面上使用的交流电一般为50Hz或60Hz。因此,当飞机停在地面上时,需要使用变频器将地面上的50Hz或60Hz的交流电变成400Hz的交流电供飞机使用。

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