變頻器

　　變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(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。變頻器靠?jī)?nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。

　　變頻器的應(yīng)用

　　1、空調(diào)負(fù)載類

　　寫字樓、商場(chǎng)和一些超市、廠房都有中央空調(diào)，在夏季的用電高峰，空調(diào)的用電量很大。在炎熱天氣，北京、上海、深圳空調(diào)的用電量均占峰電40%以上。因而用變頻裝置，拖動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的冷凍泵、冷水泵、風(fēng)機(jī)是一項(xiàng)非常好的節(jié)電技術(shù)。目前，全國出現(xiàn)不少專做空調(diào)節(jié)電的公司，其中主要技術(shù)是變頻調(diào)速節(jié)電。

　　2、破碎機(jī)類負(fù)載

　　冶金礦山、建材應(yīng)用不少破碎機(jī)、球磨機(jī)，該類負(fù)載采用變頻后效果顯著。

　　3、大型窯爐煅燒爐類負(fù)載

　　冶金、建材、燒堿等大型工業(yè)轉(zhuǎn)窯（轉(zhuǎn)爐）以前大部分采用直流、整流子電機(jī)、滑差電機(jī)、串級(jí)調(diào)速或中頻機(jī)組調(diào)速。由于這些調(diào)速方式或有滑環(huán)或效率低，近年來，不少單位采用變頻控制，效果極好。

　　4、壓縮機(jī)類負(fù)載

　　壓縮機(jī)也屬于應(yīng)用廣泛類負(fù)載。低壓的壓縮機(jī)在各工業(yè)部門都普遍應(yīng)用，高壓大容量壓縮機(jī)在鋼鐵（如制氧機(jī)）、礦山、化肥、乙烯都有較多應(yīng)用。采用變頻調(diào)速，均帶來啟動(dòng)電流小、節(jié)電、優(yōu)化設(shè)備使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。

　　5、軋機(jī)類負(fù)載

　　在冶金行業(yè)，過去大型軋機(jī)多用交-交變頻器，近年來采用交-直-交變頻器，軋機(jī)交流化已是一種趨勢(shì)，尤其在輕負(fù)載軋機(jī)，如寧夏民族鋁制品廠的多機(jī)架鋁軋機(jī)組采用通用變頻器，滿足低頻帶載啟動(dòng)，機(jī)架間同步運(yùn)行，恒張力控制，操作簡(jiǎn)單可靠。

　　6、卷揚(yáng)機(jī)類負(fù)載

　　卷揚(yáng)機(jī)類負(fù)載采用變頻調(diào)速，穩(wěn)定、可靠。鐵廠的高爐卷揚(yáng)設(shè)備是主要的煉鐵原料輸送設(shè)備。它要求啟、制動(dòng)平穩(wěn)，加減速均勻，可靠性高。原多采用串級(jí)、直流或轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式，效率低、可靠性差。用交流變頻器替代上述調(diào)速方式，可以取得理想的效果。

　　7、轉(zhuǎn)爐類負(fù)載

　　轉(zhuǎn)爐類負(fù)載，用交流變頻替代直流機(jī)組簡(jiǎn)單可靠，運(yùn)行穩(wěn)定。

　　8、輥道類負(fù)載

　　輥道類負(fù)載，多在鋼鐵冶金行業(yè)，采用交流電機(jī)變頻控制，可提高設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性。

　　9、泵類負(fù)載

　　泵類負(fù)載，量大面廣，包括水泵、油泵、化工泵、泥漿泵、砂泵等，有低壓中小容量泵，也有高壓大容量泵。許多自來水公司的水泵、化工和化肥行業(yè)的化工泵、往復(fù)泵、有色金屬等行業(yè)的泥漿泵等采用變頻調(diào)速，均產(chǎn)生非常好的效果。

　　10、吊車、翻斗車類負(fù)載

　　吊車、翻斗車等負(fù)載轉(zhuǎn)矩大且要求平穩(wěn)，正反頻繁且要求可靠。變頻裝置控制吊車、翻斗車可滿足這些要求。

　　11、拉絲機(jī)類負(fù)載

　　生產(chǎn)鋼絲的拉絲機(jī)，要求高速、連續(xù)化生產(chǎn)。鋼絲強(qiáng)度為200Kg/mm2，調(diào)速系統(tǒng)要求精度高、穩(wěn)定度高且要求同步。

　　12、運(yùn)送車類負(fù)載

　　煤礦的原煤裝運(yùn)車或鋼廠的鋼水運(yùn)送車等采用變頻技術(shù)效果很好。起?？焖伲^載能力強(qiáng)，正反轉(zhuǎn)靈活，達(dá)到煤面平整、重量正確（不多裝或少裝），基本上不需要人工操作，提高了原煤生產(chǎn)效率，節(jié)約了電能。

　　13、電梯高架游覽車類負(fù)載

　　由于電梯是載人工具，要求拖動(dòng)系統(tǒng)高度可靠，又要頻繁的加減速和正反轉(zhuǎn)，電梯動(dòng)態(tài)特性和可靠性的提高，邊增加了電梯乘坐的安全感、舒適感和效率。過去電梯調(diào)速直流居多，近幾年逐漸轉(zhuǎn)為交流電機(jī)變頻調(diào)速，無論日本還是德國。我國不少電梯廠都爭(zhēng)先恐后的用變頻調(diào)速來裝備電梯。如上海三菱、廣州日立、青島富士、天津奧的斯等均采用交流變頻調(diào)速。不少原來生產(chǎn)的電梯也進(jìn)行了變頻改造。

　　14、給料機(jī)類負(fù)載

　　冶金、電力、煤炭、化工等行業(yè)，給料機(jī)眾多，無論圓盤給料機(jī)還是振動(dòng)給料機(jī)，采用變頻調(diào)速效果均非常顯著。吉化公司染料廠硫酸生產(chǎn)線的圓盤給料機(jī)，原為滑差調(diào)速，低頻轉(zhuǎn)矩小，故障多，經(jīng)?？ㄞD(zhuǎn)。采用變頻調(diào)速后，由于是異步機(jī)，可靠性高、節(jié)電，更重要的是和溫度變送器閉環(huán)保證了輸送物料的準(zhǔn)確，不至于使氧化劑輸送過量超溫而造成事故，保證了生產(chǎn)的有序性。

　　15、堆取料機(jī)類負(fù)載

　　堆取料機(jī)是煤場(chǎng)、碼頭、礦山物料堆取的主要設(shè)備，主要功能是堆料和取料。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)堆料和半自動(dòng)取料，提高了設(shè)備可靠性，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，無沖擊和搖動(dòng)現(xiàn)象，取料過程按1/cosφ規(guī)律回轉(zhuǎn)調(diào)速，提高了斗輪回轉(zhuǎn)取料效率和皮帶運(yùn)煤的均勻度，很受工人歡迎。

　　16、風(fēng)機(jī)類負(fù)載

　　風(fēng)機(jī)類負(fù)載，是量大面廣設(shè)備，鋼廠、電廠、有色、礦山、化工、紡織、化纖、水泥、造紙等行業(yè)應(yīng)用較多。多數(shù)采用調(diào)節(jié)擋板開度開調(diào)節(jié)風(fēng)量，浪費(fèi)大量電能，采用變頻調(diào)速，即可節(jié)電又減少機(jī)械磨損，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。

　　17、攪拌機(jī)類負(fù)載

　　化工、醫(yī)藥行業(yè)攪拌機(jī)非常之多，采用變頻調(diào)速取代其它調(diào)速方式，好處特多。

　　18、紡絲機(jī)類負(fù)載

　　紡絲的工藝復(fù)雜，工位多，要求張力控制，有的要求位置控制。采用變頻調(diào)速效果良好。

　　19、特種電源類負(fù)載

　　許多電源，如實(shí)驗(yàn)電源、飛機(jī)拖動(dòng)電源（400Hz）都可用變頻裝置來完成，好處是投資少、見效快、體積小、操作簡(jiǎn)單。

　　20、造紙機(jī)類負(fù)載

　　我國造紙工業(yè)的紙機(jī)，要求精度高的多采用SCR直流調(diào)速方式，有的用滑差電機(jī)、整流子電機(jī)。由于存在滑環(huán)和炭刷造成可靠性和精度不高。導(dǎo)致造紙機(jī)械落后，一般車速只有200m/min左右，難同國外2000m/min相比。因而造紙機(jī)械的變頻化已是大勢(shì)所趨。

　　21、洗熨設(shè)備類負(fù)載

　　較大賓館的洗衣機(jī)和熨衣設(shè)備以往多采用機(jī)械調(diào)速或者變極調(diào)速，只能提供一種速度或幾種速度，對(duì)需要多次反復(fù)洗熨的織物不甚理想。采用變頻調(diào)速，大大提高洗衣機(jī)的效率。

　　22、音樂噴泉類負(fù)載

　　非常招攬游人的音樂噴泉，其水的高低和量的大小是靠變頻控制的。

　　23、磨床等機(jī)械類負(fù)載

　　磨床主軸惦記轉(zhuǎn)速很高，需要電源的頻率也高，有200Hz、400Hz甚至800Hz。以前主軸電機(jī)的電源多由中頻發(fā)電機(jī)組拖動(dòng)。中頻機(jī)組體積大、效率低、噪聲多、精度差。

　　24、卷煙機(jī)類負(fù)載

　　卷煙行業(yè)過去進(jìn)口的卷煙機(jī)，不論莫林8還是莫林0，均不是無級(jí)調(diào)速。因而在卷煙行業(yè)主要是解決無級(jí)調(diào)速和可靠性問題，技術(shù)簡(jiǎn)單，變頻器用法簡(jiǎn)單，收效極大。

　　25、減振和降低噪音型負(fù)載

　　不少負(fù)載，如大型空壓機(jī)、中頻機(jī)組等噪聲大、振動(dòng)大。采用變頻技術(shù)，可以減振降噪，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。

　　26、印染機(jī)類負(fù)載

　　大部分印染機(jī)械都是多單元聯(lián)合工作的設(shè)備。工藝上要求各單元以相同的線速度同步運(yùn)行并保持張力恒定，否則會(huì)斷布、纏布、色度不均、色彩度不夠、縮水率過大等質(zhì)量問題。以往的印染機(jī)械無論是共電源方式或分電源方式都是采用直流調(diào)速系統(tǒng)。因?yàn)橹绷鞯胗浌逃械娜秉c(diǎn)，印染行業(yè)逐步采用交流變頻技術(shù)。圓網(wǎng)印花機(jī)由進(jìn)布單元、印花單元、烘房導(dǎo)帶單元及落布單元組成，屬于印染調(diào)速系統(tǒng)中復(fù)雜的一種。采用變頻調(diào)速形成速度鏈控制。同步性能好，精度高，可靠性高。

　　27、注塑機(jī)類負(fù)載

　　注塑機(jī)是塑料加工成型的關(guān)鍵設(shè)備，數(shù)量多，耗電大。過去的節(jié)電方式多為通過△型（三角型）轉(zhuǎn)換成Y型（星型）來節(jié)電的，效果一般。采用變頻調(diào)速不改變注塑機(jī)原來的結(jié)構(gòu)，控制油泵幾個(gè)過程的壓力或流量（如鎖模、合模、射膠、保壓、脫模、退模等），可節(jié)電20%～52%，較好的取代了過去的比例閥節(jié)流調(diào)速方式，大幅度降低能耗，珠江三角洲的不少注塑廠都進(jìn)行了變頻改造。改造注塑機(jī)時(shí)，要注意合模加速，否則產(chǎn)量降低，注意輸入端和輸出端的諧波干擾。

　　28、污水處理等環(huán)保類負(fù)載

　　環(huán)境保護(hù)越來越重視，它關(guān)系到人類賴以生存的環(huán)境。于是乎清潔能源、綠色城市均出現(xiàn)了。變頻調(diào)速可用在三個(gè)方面的環(huán)保類負(fù)載。一是工業(yè)污水處理，二是垃圾電廠，三是工業(yè)排煙、排氣、除塵的控制。

　　29、玻璃、陶瓷、制藥、飲料、食品、包裝等生產(chǎn)線負(fù)載

　　玻璃、陶瓷、制藥、飲料、食品、包裝等生產(chǎn)線采用變頻調(diào)速，均取得很好的效果。

　　30、海上采油平臺(tái)類負(fù)載

　　石油鉆井采用交流電機(jī)變頻調(diào)速要比直流調(diào)速好得多，尤其是在風(fēng)沙、灰塵大的地方，因?yàn)榻涣麟姍C(jī)可靠。海洋石油鉆井平臺(tái)，需要變頻調(diào)速裝置。

　　31、潛油電泵類負(fù)載

　　潛油電泵采油是油田采油的一種方式。潛油電泵多在1800m以下的油井內(nèi)工作，多數(shù)采用工頻全壓?jiǎn)?dòng)、恒速運(yùn)行，有下述弊?。?/p>

　?、賳?dòng)電流過大，會(huì)損壞電機(jī)絕緣

　?、诋a(chǎn)生沖擊扭矩，損壞機(jī)泵結(jié)構(gòu)；

　?、郾猛蝗划a(chǎn)生較大吸力，容易吸入沙子，造成卡泵。且無穩(wěn)壓系統(tǒng)和井下液面波動(dòng)較大，造成電壓、電流不穩(wěn)定，使?jié)撚碗姍C(jī)過勵(lì)磁和欠勵(lì)磁，引起故障。

　　32、聚酯切片類負(fù)載

　　聚酯切片是石化行業(yè)主要產(chǎn)品之一，由于變頻調(diào)速精度高，便于多個(gè)控制點(diǎn)控制，平穩(wěn)可靠、使用變頻調(diào)速后可以增加產(chǎn)品質(zhì)量，給企業(yè)帶來極大好處。許多企業(yè)在擴(kuò)容時(shí)均采用變頻調(diào)速技術(shù)。