變頻器是應(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,具體來(lái)看就是整流器、平波回路、逆變器這三部分。
使用變頻器的優(yōu)點(diǎn)
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)的擋板和法門進(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,約占交流電動(dòng)機(jī)總?cè)萘康?0%~30%,它們的節(jié)能就具有非常重要的意義。
對(duì)于一些在低速運(yùn)行的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,如傳送帶等,變頻調(diào)速也可節(jié)能。除此之外,原有調(diào)速方式耗能較大者(如繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)等),原有調(diào)速方式比較龐雜,效率較低者(如龍門刨床等),采用了變頻調(diào)速后,節(jié)能效果也很明顯。
2)變頻調(diào)速在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方面的優(yōu)勢(shì)
變頻調(diào)速很容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。只需要改變變頻器內(nèi)部逆變管的開關(guān)順序,即可實(shí)現(xiàn)輸出換相,也不存在因換相不當(dāng)而燒毀電動(dòng)機(jī)的問(wèn)題。
變頻調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)大都是從低速開始,頻率較低。加、減速時(shí)間可以任意設(shè)定,故加、減速時(shí)間比較平緩,起動(dòng)電流較小,可以進(jìn)行較高頻率的起停。
變頻調(diào)速系統(tǒng)制動(dòng)時(shí),變頻器可以利用自己的制動(dòng)回路,將機(jī)械負(fù)載的能量消耗在制動(dòng)電阻上,也可回饋給供電電網(wǎng),但回饋給電網(wǎng)需增加專用附件,投資較大。除此之外,變頻器還具有直流制動(dòng)功能,需要制動(dòng)時(shí),變頻器給電動(dòng)機(jī)加上一個(gè)直流電壓,進(jìn)行制動(dòng),則無(wú)需另加制動(dòng)控制電路。
3)以提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量為目的的應(yīng)用
變頻調(diào)速除了在風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載上的應(yīng)用以外,還可以廣泛應(yīng)用于傳送、卷繞、起重、擠壓、機(jī)床等各種機(jī)械設(shè)備控制領(lǐng)域。它可以提高奇特的產(chǎn)成品率,延長(zhǎng)設(shè)備的正常工作周期和使用壽命,使操作和控制系統(tǒng)得以簡(jiǎn)化,有的甚至可以改變?cè)械墓に囈?guī)范,從而提高了整個(gè)設(shè)備控制水平。
高壓變頻器七大應(yīng)用領(lǐng)域
1、冶金業(yè)———高壓變頻器在冶金職業(yè)的運(yùn)用首要有板材和線材的軋機(jī)、卷取機(jī)、風(fēng)機(jī)、料漿泵等,首要以電機(jī)節(jié)能為意圖。
2、電力工業(yè)———我國(guó)發(fā)電能力居國(guó)際第二,僅次于美國(guó)。電力職業(yè)也是變頻器產(chǎn)物的重要運(yùn)用范疇之一。從我國(guó)火電廠中與變頻器關(guān)聯(lián)的操控進(jìn)程看,風(fēng)、煤、水、渣和尾氣體系的傳動(dòng)裝置都合適變頻器的運(yùn)用。其間,除煤體系(排粉機(jī)、給煤機(jī))外,其它4類體系均以風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載為主。變頻器產(chǎn)物首要用來(lái)改動(dòng)煤量、粉量、水量等,以習(xí)慣負(fù)載的改變,結(jié)尾到達(dá)節(jié)約動(dòng)力、進(jìn)步操控工藝水平的意圖,對(duì)火電廠的節(jié)能、降耗、減排、安全、安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)有重要意義。
3、供水———共用工程中的給排水體系、污水處理體系等。這些設(shè)備首要是風(fēng)機(jī)水泵類電機(jī)負(fù)載,運(yùn)用高壓變頻器的節(jié)能作用非常杰出,通??梢酝瓿晒?jié)電30%左右。
4、油氣鉆采業(yè)———2004年以來(lái)油氣鉆采職業(yè)一向處在高景氣周期,我國(guó)三大油企勘探費(fèi)用開銷堅(jiān)持20%以上的增加水平。近期我國(guó)在石油天然氣范疇呈現(xiàn)了一系列嚴(yán)重資源發(fā)現(xiàn),如10億噸原油地質(zhì)儲(chǔ)量的河北冀東南堡油田、5000億立方米地質(zhì)儲(chǔ)量的四川龍崗氣田、近2億噸原油地質(zhì)儲(chǔ)量的新疆塔河油田12區(qū)等,將會(huì)進(jìn)一步推進(jìn)油氣勘探的投入,估量將來(lái)幾年各大油企用于石油勘探挖掘的開銷還將有所進(jìn)步。變頻器運(yùn)用在石油挖掘業(yè),首要用于采油機(jī)(磕頭機(jī))、注水泵、潛水泵、輸油泵、氣體壓縮機(jī)等負(fù)載類型的電機(jī),首要以電機(jī)節(jié)能為意圖。
5、石化工業(yè)———石化工業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)脈。變頻器首要運(yùn)用于石油加工(煉油)中的各類泵、壓縮機(jī)和共用工程等方面,以到達(dá)節(jié)能和操控工藝水平的意圖。
6、建材工業(yè)———建材工業(yè)是我國(guó)重要的資料工業(yè),其產(chǎn)物包含建筑資料及制品、非金屬礦及制品、無(wú)機(jī)非金屬新資料三大類別。變頻器產(chǎn)物首要運(yùn)用于建材工業(yè)的鼓風(fēng)機(jī)、粉碎機(jī)、皮帶傳送機(jī)、排氣風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)窯等設(shè)備。據(jù)關(guān)聯(lián)組織計(jì)算,我國(guó)的水泥生產(chǎn)能力中的70%左右是技能水平落后的立窯,能耗較高。經(jīng)過(guò)變頻器改造,可以節(jié)電10%至20%,一起可進(jìn)步產(chǎn)物質(zhì)量的可控性。據(jù)東方證券剖析,將來(lái)幾年高壓變頻器商場(chǎng)需求將堅(jiān)持40%以上的增速,估量到2012年,我國(guó)高壓變頻器商場(chǎng)容量可達(dá)88億元左右,而保存估量將來(lái)十年變頻器商場(chǎng)容量超越500億元。中國(guó)高壓變頻器商場(chǎng)潛力宏大,我國(guó)高壓變頻器運(yùn)用比率當(dāng)前還不到30%,發(fā)達(dá)國(guó)家已達(dá)70%.因裝置變頻器后能達(dá)到均勻節(jié)電30%的作用,所以在低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境下,高壓變頻器加快運(yùn)用。2008年中國(guó)高壓變頻器商場(chǎng)銷售額達(dá)34億元,預(yù)期將來(lái)四年將堅(jiān)持40%以上的增速。若是僅對(duì)30%的現(xiàn)存電機(jī)和新增電機(jī)進(jìn)行調(diào)速節(jié)能改造,將有約0.7億KW、7萬(wàn)臺(tái)的商場(chǎng)容量,則將來(lái)十年的商場(chǎng)容量超越7萬(wàn)臺(tái),產(chǎn)量超越500億元。
7、煤炭業(yè)———中國(guó)是全球第一大產(chǎn)煤國(guó)。煤炭職業(yè)作為我國(guó)動(dòng)力基礎(chǔ)職業(yè)一向是勞動(dòng)密集型公司,欲使其向技能密集型轉(zhuǎn)變,走新式工業(yè)化路途,有必要大力推廣高新技能,進(jìn)步設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)功率及自動(dòng)化操控水平。變頻調(diào)速技能用于煤炭職業(yè)的礦井提升機(jī)就能起到較好的節(jié)能作用。當(dāng)前發(fā)達(dá)國(guó)家已將變頻器遍及用于帶式輸送機(jī)的調(diào)速或帶式輸送機(jī)的起動(dòng)操控、風(fēng)機(jī)調(diào)速(包含主通風(fēng)機(jī)和部分通風(fēng)機(jī))以及水泵的調(diào)速。為上述設(shè)備中的電機(jī)裝備變頻器除了進(jìn)步傳動(dòng)功能外,更首要的是可以節(jié)省動(dòng)力。
未來(lái)將往八個(gè)方向發(fā)展
1.高壓變頻器將朝著大功率,小型化,輕型化的方向發(fā)展。
2.高壓變頻器將向著直接器件高壓和多重疊加(器件串聯(lián)和單元串聯(lián))兩個(gè)方向發(fā)展。
3.更高電壓、更大電流的新型電力半導(dǎo)體器件將應(yīng)用在高壓變頻器中。
4.現(xiàn)階段,IGBT、IGCT、SGCT仍將扮演著主要的角色,SCR、GTO將會(huì)退出變頻器市場(chǎng)。
5.無(wú)速度傳感器的矢量控制、磁通控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等技術(shù)的應(yīng)用將趨于成熟。
6.全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和自動(dòng)化:參數(shù)自設(shè)定技術(shù);過(guò)程自優(yōu)化技術(shù);故障自診斷技術(shù)。
7.應(yīng)用32位MCU、DSP及ASIC等器件,實(shí)現(xiàn)變頻器的高精度,多功能。
8.相關(guān)配套行業(yè)正朝著專業(yè)化,規(guī)?;l(fā)展,社會(huì)分工將更加明顯。
變頻器在我國(guó)的發(fā)展已有長(zhǎng)達(dá)近30年的歷史,經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展歷程,變頻器無(wú)論是行業(yè)規(guī)模、應(yīng)用領(lǐng)域,還是產(chǎn)品自身的功能、集成度和系統(tǒng)化程度都已經(jīng)相對(duì)成熟。隨著我國(guó)節(jié)能減排、綠色工業(yè)熱潮的掀起,變頻器作為出色的節(jié)能元器件,也迎來(lái)了發(fā)展的春天。