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變頻器的主要作用和應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2013-10-14 06:36:10瀏覽次數(shù):2500

變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過(guò)改變電機(jī)工作電源頻率方式來(lái)控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。

                            變頻器的作用

     一、頻器的保護(hù)作用

(1)運(yùn)算電路將外部的速度,轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流,電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算,決定逆變器的輸出電壓、頻率。
(2)電壓、電流檢測(cè)電路為與主回路電位隔離檢測(cè)電壓,電流等。
(3)驅(qū)動(dòng)電路為驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路,它與控制電路隔離,控制主電路器件的導(dǎo)通與關(guān)斷。
(4)I/O電路使變頻更好地人機(jī)交互,其具有多信號(hào)(比如運(yùn)行多段速度運(yùn)行等)的輸入,還有各種內(nèi)部參數(shù)(比如電流,頻率,保護(hù)動(dòng)作驅(qū)動(dòng)等)的輸入。
(5)速度檢測(cè)電路將裝在異步電動(dòng)機(jī)軸上的速度檢測(cè)器(TG、PLG等)的信號(hào)設(shè)為速度信號(hào),送入運(yùn)算回路,根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
(6)保護(hù)電路檢測(cè)主電路的電壓、電流等。當(dāng)發(fā)生過(guò)載或過(guò)電壓等異常時(shí),為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞,使逆變器停止工作或抑制電壓,電流值。
①瞬時(shí)過(guò)電流保護(hù),用于逆變電流負(fù)載側(cè)短路等,流過(guò)逆變電器回件的電流達(dá)到異常值(超過(guò)容許值)時(shí),瞬時(shí)停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn),切斷電流,變流器的輸出電流達(dá)到異常值,也得同樣停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。
②過(guò)載保護(hù),逆變器輸出電流超過(guò)額定值,且持續(xù)流通超過(guò)規(guī)定時(shí)間,為防止逆變器器件、電線等損壞,要停止運(yùn)轉(zhuǎn),恰當(dāng)?shù)谋Wo(hù)需要反時(shí)限特性,采用熱繼電器或電子熱保護(hù),過(guò)載是由于負(fù)載的GD2(慣性)過(guò)大或因負(fù)載過(guò)大使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生。
③再生過(guò)電壓保護(hù),應(yīng)用逆變器使電動(dòng)機(jī)快速減速時(shí),由于再生功率使直流電路電壓升高,有時(shí)超過(guò)容許值,可以采取停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)或停止快速的方法,防止過(guò)電壓。
④瞬時(shí)停電保護(hù),對(duì)于毫秒級(jí)內(nèi)的瞬時(shí)斷電,控制電路工作正常。但瞬時(shí)停電如果達(dá)數(shù)10ms以上時(shí),通常不僅控制電路誤動(dòng)作,主電路也不供電,所以檢測(cè)出后使逆變器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
⑤接地過(guò)電流保護(hù),逆變器負(fù)載接地時(shí),為了保護(hù)逆變器,要有接地過(guò)電流保護(hù)功能。但為了保證人身安全,需要裝設(shè)漏電保護(hù)斷路器。
⑥冷卻風(fēng)機(jī)異常,有冷卻風(fēng)機(jī)的裝置,當(dāng)風(fēng)機(jī)異常時(shí)裝置內(nèi)溫度將上升,因此采用風(fēng)機(jī)熱繼電器或器件散熱片溫度傳感器,檢測(cè)出異常后停止逆變電器工作。
①過(guò)載保護(hù),過(guò)載檢測(cè)裝置與逆變器保護(hù)共用,但考慮低速運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)熱時(shí),在異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)埋入溫度檢出器,或者利用裝在逆變器內(nèi)的電子熱保護(hù)來(lái)檢出過(guò)熱。動(dòng)作過(guò)頻時(shí),應(yīng)考慮減輕電動(dòng)機(jī)負(fù)荷,增加電動(dòng)機(jī)及逆變器的容量等。
②超速保護(hù),逆變器的輸出頻率或者異步電動(dòng)機(jī)的速度超過(guò)規(guī)定值時(shí),停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)
①防止失速過(guò)電流,加速時(shí),如果異步電動(dòng)機(jī)跟蹤遲緩,則過(guò)電流保護(hù)電路動(dòng)作,運(yùn)轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行(失速)。所以,在負(fù)載電流減小之前要進(jìn)行控制,抑制頻率上升或使頻率下降。對(duì)于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)中的過(guò)電流,有時(shí)也進(jìn)行同樣的控制。
②防止失速再生過(guò)電壓,減速時(shí)產(chǎn)生的再生能量使主電路直流電壓上升,為防止再生過(guò)電壓電路保護(hù)動(dòng)作,在直流電壓下降之前要進(jìn)行控制,抑制頻率下降,防止不能運(yùn)轉(zhuǎn)(失速)。
二、變頻器的節(jié)能作用
1、風(fēng)機(jī)水泵等電機(jī)閉環(huán)控制節(jié)能
變頻不是到處可以省電,有不少場(chǎng)合用變頻并不一定能省電。 作為電子電路,變頻器本身也要耗電(約額定功率的3-5%)。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(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。
2、功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能
無(wú)功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱,更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低,大量的無(wú)功電能消耗在線路當(dāng)中,設(shè)備使用效率低下,浪費(fèi)嚴(yán)重,使用變頻調(diào)速裝置后,由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用,從而減少了無(wú)功損耗,增加了電網(wǎng)的有功功率。
3、電機(jī)軟啟動(dòng)節(jié)能
電機(jī)硬啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊,而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過(guò)高,啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)時(shí)對(duì)擋板和閥門(mén)的損害極大,對(duì)設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后,利用變頻器的軟啟動(dòng)功能將使啟動(dòng)電流從零開(kāi)始,最大值也不超過(guò)額定電流,減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電容量的要求,延長(zhǎng)了設(shè)備和閥門(mén)的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。
三、變頻器滿足很多種自動(dòng)化控制特殊工藝要求
1、風(fēng)機(jī)水泵等設(shè)備的閉環(huán)控制
2、自動(dòng)化控制中的多種控制:正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、多段速、定時(shí)、自動(dòng)啟停

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