在工業領域中變頻調速技術都有哪些應用方向?
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發表(biao)時間(jian):2024-01-16
大多數工業電機變頻器(以下簡稱-VFD)是將工頻交流電源轉換成頻率和電壓可調的交流電源以實現交流電機調速的電氣裝置,已廣泛應用于工農業生產的各個領域。所以VFD的應用知識是機電工程技術人員必備的技能之一。
VFD采用高性能U/f控制和矢量控制技術,提供低速大扭矩輸出,具有良好的動態特性和過載能力,創新的內部互聯功能具有無與倫比的靈活性。VFD可以在默認出廠設置狀態下工作。是為大量簡單電機變速驅動系統供電的理想變頻驅動裝置。用戶可以根據需要設置相關參數,充分利用VFD全面完善的控制功能,服務于需要多種功能的復雜電機控制系統。
VFD的概念
VFD是將工頻交流電源轉換成頻率和電壓可調的三相交流電源,用于驅動交流異步
電動機實現變頻調速的電氣裝置。
1.電機變頻驅動
(1)使用VFD可以實現交流電機調速。由于VFD可以看作是一個頻率可調的交流電源,對于現有的恒速運行的電機,只需要在電源和電機之間連接VFD及其相應的設備,就可以實現電機的調速,不需要對電機及其系統進行任何設備改造。
(2)調速范圍大,調速精度高。普通VFD的調速范圍可達1:10,高性能vectorVFD可達1:1000。另外,采用VFD,這種矢量控制方式來控制感應電機的速度,也可以控制電機的輸出轉矩。
(3)電機啟動電流降低。電機直接啟動時,工頻電機的啟動電流是額定電流的4-7倍,會大大增加電機線圈的電應力,產生熱量,從而縮短電機的使用壽命。當VFD用于調速時,可以從零速開始零電壓,按照斜率函數規律進行加速,從而限制電機的啟動電流。
(4)高速、高壓、大電流控制;現在高頻VFD的輸出頻率可以達到3000KHz,高速VFD可以驅動兩極異步電機達到18萬轉的高轉速。隨著變頻技術的不斷發展,高頻VFD的輸出頻率也在不斷增加,而VFD的高速驅動是其調速的一大優勢。
2.能源節省
采用變頻調速,風機、水泵等負載,節能率可達10%-30%,最高可達60%。因為風扇和泵的實際功耗大約與三次方的轉速成正比。近幾十年來,節能VFD的應用發展迅速。據有關方面統計,我國已進行變頻改造的風機和水泵的負切能力僅占總能力的5%左右,還有很大的改造空間。在這方面,風扇、泵等。采用變頻調速,可節省大量電能,投資可在短時間內收回,因此應用最為廣泛。成功的應用包括恒壓供水、各類風機、中央空調、液壓泵變頻調速等。
3.精確控制
隨著控制技術的發展,VFD除了基本的速度控制外,還增加了多種運算和智能控制功能,輸出精度在0.1%-0.01%之間。VFD還配有完善的檢測和保護環節,因此廣泛應用于印刷、電梯、紡織、機床、生產線上的速度控制等自動化系統中。
4.提高工藝水平和產品質量。
VFD還廣泛應用于輸送、提升、擠壓、機床等各種機械設備的控制領域。,可提高工藝水平和產品質量,降低設備的沖擊和噪聲,延長設備的使用壽命。這些機器經過變頻控制后,可以簡化機械設備,操作控制更加人性化。有些可以改變原有的工藝規范,從而提高整個設備的功能。
5.新能源發電
隨著風力發電機組功率的增加,風力發電機組的葉片已經重達幾噸或幾十噸。控制如此巨大的轉動慣量以跟上風速的變化來響應速度要求是相當困難的。近年來,變槳距風力發電機已經投入運行。一方面,葉片角度由變槳距控制;另一方面,發電機的轉子電流由fanVFD控制。變槳控制是一個比較慢的過程,動作時間以秒計算,對于風速和功率輸出變化很快的情況不太理想。但是VFD控制發電機轉子電流頻率的動作時間在毫秒級以下。
因此,當高頻風速變化時,通過大功率大負載VFD瞬時改變發電機轉子電流頻率,可以保證發電機組跟上風速的頻繁變化,穩定發電機組的功率輸出,減少對電網的不利影響,降低變槳距控制機構的工作頻率,延長變槳距控制機構的使用壽命。