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變頻技術(shù)

變頻器就是改變電源頻率的電氣設(shè)備。

前言

  隨著科學(xué)的發(fā)展,變頻器的使用也越來越廣泛,不管是工業(yè)設(shè)備上還是家用電器上都會使用到變頻器,可以說,只要有三相異步電動機的地方,就有變頻器的存在,要熟練地使用變頻器,還必須掌握三相異步電動機的特性,因為變頻器與三相異步電動機有著密切的聯(lián)系。

起源

  在過去,變頻器一般被包含在電動發(fā)電機、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器等電氣設(shè)備中。隨著半導(dǎo)體電子設(shè)備的出現(xiàn),

  人們已經(jīng)可以生產(chǎn)完全獨立的變頻器,像市面上技術(shù)水平發(fā)展得比較好的三晶變頻器。

相關(guān)知識

  一、定義

  1.什么叫變頻器:變頻器就是改變電源頻率的電氣設(shè)備。

  2.三相異步電動機:以三相電源為動力源,實際轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速不一致的電動機。如:抽水泵上的電動機。

  3.什么叫三相電源:三相電源就是相與相之間的電壓相等,相角度相差120的三相電源。

  4.什么叫單相電源:只有一相的電源叫單相電源,電壓參考點為大地或中性點。如:每家每戶所用的照明電源。

  5.什么叫線電壓:相線與相線之間的電壓叫做線電壓。(國標為380V)

  6.什么叫相電壓:相線與零線之間的電壓叫做相電壓。(國標為220V)

  二、三相異步電動機的作用和特性:

  1.三相異步電動機的作用:通過三相異步電動機運轉(zhuǎn)(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn))來帶動其它設(shè)備做各種各樣的機械運動。

  2.三相異步電動機的特性:

  1)運轉(zhuǎn)方式:靠旋轉(zhuǎn)磁場來帶動電動機轉(zhuǎn)子額定電流為約等于其功率的二倍V/F控制變頻器力矩力電機力力轉(zhuǎn)。

  2)接線方式:有星形(Y形)和三角形(△形)兩種,Y形接線時,電動機的電流小,但力矩也小,三角形(△形)接線時電動機的電流大,但力矩大;

  3)變速:n=60f(1-K)/p

  n—電動機轉(zhuǎn)速60—常數(shù)p—極對數(shù)

  f—電源頻率k—滑差系數(shù)

  公式說明:只要改變電源頻率“f”或極對數(shù)“p”,就可以改變電動機轉(zhuǎn)速。

  三相異步電動機有2極、4極、6極、8極……,工業(yè)用的三相異步電動機一般極數(shù)不會超過8極,極數(shù)越多,轉(zhuǎn)速越慢,但力矩就越大,極數(shù)越少,轉(zhuǎn)速就越快,但力矩就越小;每種極數(shù)所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速如下:

  2極──2950轉(zhuǎn)/分(理想3000轉(zhuǎn)/分,即同步轉(zhuǎn)速)

  4極──1450轉(zhuǎn)/分(理想1500轉(zhuǎn)/分,即同步轉(zhuǎn)速)

  6極──950轉(zhuǎn)/分(理想1000轉(zhuǎn)/分,即同步轉(zhuǎn)速)

  8極──700轉(zhuǎn)/分(理想750轉(zhuǎn)/分,即同步轉(zhuǎn)速)

  三、變頻器的作用:

  調(diào)速:普通的三相異步電動機,加裝變頻后可以實現(xiàn)調(diào)速功能。即任意地改變電動機的轉(zhuǎn)速,本公司變頻器的頻率范圍是:0-650HZ

  節(jié)能:變頻器調(diào)速比傳統(tǒng)的電磁調(diào)速可以節(jié)電25%-80%,具體節(jié)電的多少就要在看客戶的設(shè)備的不同而不同;

  軟啟動:變頻器啟動對機械設(shè)備沒有危害,而硬啟動則反之。

  四、變頻器的工作原理:

  概念:交—直—交;

  將三相380V(220V)/50HZ交流電通過整流橋整流變成脈動直流電,通過電解電容濾波后變成平滑的直流電,控制板對IPM、IGBT或模塊的控制后將平滑的直流電變成三相頻率可變的交流電。

  五、變頻器的構(gòu)成:

  1鍵盤:作用是設(shè)置參數(shù)、監(jiān)視各參數(shù)值(如:電流、電壓、頻率、溫度、轉(zhuǎn)速等)、調(diào)速。

  2電源板:作用是提供各部分電路的工作電壓,保證各電路的正工作。

  3控制主板:作用是產(chǎn)生六路驅(qū)動信號來控制逆變模塊,同時也對各保護信號和各接口信號的處理。

  4整流橋:作用是將輸入交流電變成直流電。

  5電解電容:作用是將整流后的脈動直流電變成平滑的直流電。

  6充電電阻:作用是上電瞬間對主電解電容限流,以防止充電電流過大損壞整流橋和主電解電容。

  7繼電器接觸器:作用是當(dāng)主電解電容充電完成以后短接充電電阻而承受主電流。

  8逆變模塊:作用是將平滑的直流電變成接近正弦波的三相交流電。

  9保險管:作用是保護逆變模塊和整流橋。

  SAJ變頻器在機床應(yīng)用的主要特點

  1、低頻力矩大、輸出平穩(wěn)

  2、高性能矢量控制

  3、轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)速精度高

  4、減速停車速度快

  5、抗干擾能力強

應(yīng)用實例

  輸送泵類應(yīng)用

  取代因環(huán)境所造成的較高故障率的滑差電機調(diào)速系統(tǒng)以及控制精度較差的各類閥門控制方式。節(jié)能20~40%,降低設(shè)備磨損,減少備品備件的投資,提高控制精度,延長設(shè)備使用壽命。我中心提供7.5KW~110KW產(chǎn)品,在云南天然氣化工廠121J氨輸送泵,昆明化肥廠料槳泵,計量泵,云南氮肥廠磷酸泵,紅河州磷肥廠污泥泵等設(shè)備上的應(yīng)用多年穩(wěn)定運行無故障,并已取得良好的經(jīng)濟效益。

  風(fēng)機類的應(yīng)用

  取代能源浪費較為嚴重的擋風(fēng)板調(diào)節(jié)風(fēng)量方式,減少風(fēng)機振動消除大電機起動的電流沖擊,避免機械振蕩,大大降低設(shè)備故障率,減輕設(shè)備維修工作量,易于實現(xiàn)微機或風(fēng)量壓閉環(huán)自動調(diào)節(jié)。我中心提供37KW~93KW以及日本富士160KW~280KW產(chǎn)品在昆明水泥廠,開遠水泥廠,云南白水泥廠,浙江臨安青山水泥廠等建材行業(yè)廠家的懸窯尾排風(fēng)機,選粉排風(fēng)機,立窯風(fēng)機等設(shè)備上的應(yīng)用,節(jié)能效果高達50~70%,效果十分顯著。

  反應(yīng)釜攪拌應(yīng)用

  提高設(shè)備利用率,滿足生產(chǎn)不同產(chǎn)品時的攪拌速度調(diào)整,利用變頻器的軟起動特性,達到反應(yīng)攪拌平滑,緩慢均勻的工藝要求。我中心提供的2.2~15產(chǎn)品已長期在昆明平板玻璃廠,昆明化肥廠,昆明氧氣廠,常熟化肥廠等廠家的各類反應(yīng)釜攪拌機上應(yīng)用,受到各廠家稱贊。

  粉狀體送料傳輸驅(qū)動應(yīng)用

  取代難以適應(yīng)此類環(huán)境的滑差電機,較方便實現(xiàn)微機自動控制方式,可根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的工藝要求,我中心提供的2.2KW~22KW產(chǎn)品,應(yīng)用于昆明鋼鐵公司混鐵爐,玉溪煙廠和曲靖煙廠鍋爐給煤機及制絲生產(chǎn)線設(shè)備,昆明鋼鐵公司水泥分廠下料機,云南氮肥廠送料機,云南磷肥廠硫酸沸騰爐給料機,四川德陽東方電工廠爐排機等設(shè)備,均達到了節(jié)省電能和原材料,保護拖動電機的多種效果。

  工業(yè)鍋爐應(yīng)用

  保持鍋爐長期穩(wěn)定工作,節(jié)電30~50%,節(jié)煤5~15%,減少粉塵污染,降低噪音,易于實現(xiàn)微機控制,降低故障率,減少設(shè)備維修工作量,我中心提供的30KW~130KW,及日本富士160KW~200KW產(chǎn)品應(yīng)用玉溪、曲靖、楚雄等卷煙廠的10噸鍋爐以及云南開遠解放軍化肥廠的65噸鍋爐,四東方電機廠10噸鍋爐,浙江臨安化工廠4噸鍋爐,常熟化肥廠20噸鍋爐等設(shè)備上,長期穩(wěn)定可靠運行,取得了較顯著的經(jīng)濟效益。

  空氣壓縮機及空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用

  省電30~40%,降低噪音,減少振動,保證設(shè)備長期穩(wěn)定運行,延長設(shè)備使用壽命,方便實現(xiàn)閉環(huán)自動調(diào)節(jié),我中心提供的22KW~55KW產(chǎn)品在昆明鐵路機修廠10立方空壓機,云南天然氣化工廠10立方空壓機,常熟第二棉紡廠車間空調(diào)機等設(shè)備上的應(yīng)用,得到客戶很高的評價。

  恒定水位,水壓控制

  用于循環(huán)水系統(tǒng),污水處理,高層建筑供水等水位,水壓的控制系統(tǒng)中,實現(xiàn)閉環(huán)控制,無需值班人員操作,長期穩(wěn)定可靠,消除污染或水源浪費等現(xiàn)象,節(jié)能30~50%,節(jié)能基建投資70%以上,我中心提供的15KW~55KW,以及日本富士75KW~160KW產(chǎn)品配上我們開發(fā)出的恒定水位,恒定壓力控制系統(tǒng),在廣西百色采油二廠供水沖站,揚子石化水廠排污水泵,昆明電纜廠循環(huán)水泵,湖南制藥廠的抽水泵等設(shè)備應(yīng)用連續(xù)運行無故障,取得較好的經(jīng)濟效益。

  輕紡設(shè)備上的應(yīng)用

  提高生產(chǎn)率,降低設(shè)備損壞率,實現(xiàn)工藝要求的平滑無級速度調(diào)整,減少噪音,實現(xiàn)集中控制。我中心提供的0.75KW~22KW產(chǎn)品,在昆湖針織總廠的大園針織機,常熟雙貓被單廠的印花機,昆明昆陽造紙廠的卷紙機,云南石屏糖廠的運輸機,云南白藥廠的藥丸機,云南滇西紡織廠的印染機,大理針織廠的定型機等各類設(shè)備上應(yīng)用均達到相應(yīng)的工藝要求,且長期工作無故障。

  在機床上的應(yīng)用

  減少變速傳動齒輪的對數(shù),降低噪音,提高主軸精度,有較強的適應(yīng)各類產(chǎn)品及各種不同村質(zhì)加工時所需主軸速度配給的特性??煞奖銓崿F(xiàn)數(shù)控,且其成本大大低于同類由直流調(diào)速組成的數(shù)控系統(tǒng),經(jīng)由我中心改造的昆明銑床廠音頻淬火機床身拖動系統(tǒng),動力公司的數(shù)控銑床,昆明鋼鐵公司涼亭軋鋼廠450立式軋機主拖動系統(tǒng),云南軸承廠研磨機,北京航天部廠的導(dǎo)彈外殼磨光機等均取得了較好的效果。

  卷煙機應(yīng)用

  消除原老式卷煙機,如(MK8R)分檔調(diào)速所造成的高故障率現(xiàn)象,提高了設(shè)備利用率,延長設(shè)備壽命,節(jié)電20%,主電機實現(xiàn)了國產(chǎn)化,標準化。節(jié)約了外匯,擴大了備件來源,改善了工作環(huán)境,一年多來,我中心先后用日本三墾和富士的產(chǎn)品,對昆明卷煙廠的長城卷煙機,曲靖卷煙廠的MK-95卷煙機,昆明卷煙分廠的SKD卷煙機,YJ_14卷煙機等進行了改造。


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