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变频器工作原理是怎样的?详解变频器的作用、应用领域及接线图

来源:华强商城 发布时间:2021-11-19

摘要: ​在本文中,小编将为大家介绍与变频器相关的主要内容,其中包括变频器工作原理是怎样的、变频器起到的作用是什么、变频器应用领域及应用场景有哪些、及变频器的接线方法及接线图介绍,希望能对大家进一步加深对变频器的认识有所帮助。

在本文中,小编将为大家介绍与变频器相关的主要内容,其中包括变频器工作原理是怎样的、变频器起到的作用是什么、变频器应用领域及应用场景有哪些、及变频器的接线方法及接线图介绍,希望能对大家进一步加深对变频器的认识有所帮助。

变频器

变频器工作原理是怎样的?


变频器的工作原理:变频器(VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路。


变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。


变频器起到的作用是什么?


变频节能

变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。风机、泵类负载采用变频调速后,节电率为20%~60%,这是因为风机、泵类负载的实际消耗功率基本与转速的三次方成比例。当用户需要的平均流量较小时,风机、泵类采用变频调速使其转速降低,节能效果非常明显。而传统的风机、泵类采用挡板和阀门进行流量调节,电动机转速基本不变,耗电功率变化不大。据统计,风机、泵类电动机用电量占全国用电量的31%,占工业用电量的50%。在此类负载上使用变频调速装置具有非常重要的意义。目前,应用较成功的有恒压供水、各类风机、中央空调和液压泵的变频调速。 


实现电机软启动

电机硬启动不仅会对电网造成严重的冲击,而且会对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动对挡板和阀门的损害极大,对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频器后,变频器的软启动功能将使启动电流从零开始变化,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命,同时也节省设备的维护费用。


在自动化系统中应用

由于变频器内置有32位或16位的微处理器,具有多种算术逻辑运算和智能控制功能,输出频率精度为0.1%~0.01%,且设置有完善的检测、保护环节,因此,在自动化系统中获得广泛应用。例如:化纤工业中的卷绕、拉伸、计量、导丝;玻璃工业中的平板玻璃退火炉、玻璃窑搅拌、拉边机、制瓶机;电弧炉自动加料、配料系统以及电梯的智能控制等。变提高工艺水平和产品质量方面的应用频器在数控机床控制、汽车生产线、造纸和电梯上的应用。 


在提高工艺水平和产品质量方面的应用

变频器还可以广泛应用于传送、起重、挤压和机床等各种机械设备控制领域,它可以提高工艺水平和产品质量,减少设备的冲击和噪声,延长设备的使用寿命。采用变频调速控制后,使机械系统简化,操作和控制更加方便,有的甚至可以改变原有的工艺规范,从而提高了整个设备的功能。例如,纺织和许多行业用的定型机,机内温度是靠改变送入热风的多少来调节的。输送热风通常用的是循环风机,由于风机速度不变,送入热风的多少只有用风门来调节。如果风门调节失灵或调节不当就会造成定型机失控,从而影响成品质量。循环风机高速启动,传动带与轴承之间磨损非常厉害,使传动带变成了一种易耗品。在采用变频调速后,温度调节可以通过变频器自动调节风机的速度来实现,解决了产品质量问题。此外,变频器能够很方便地实现风机在低频低速下启动并减少了传动带与轴承之间的磨损,还可以延长设备的使用寿命,同时可以节能40%。


变频器应用领域及应用场景有哪些?


变频器的应用领域非常广泛,按电压等级分低压变频器和中高压变频,各行业应用的目的和需求有差异:

1、钢铁:轧机、辊道、风机、泵、起重机、钢包车、转炉倾动等。

2、轧钢制线:拉线机、卷绕机、鼓风机、泵、起重机械、定长剪切、自动送料。

3、电力:锅炉鼓用鼓风机、给水泵、离心混料机、传送带、扬水发电站、飞轮等。

4、石油:输油泵、电潜泵、注水泵、抽油机等。

5、造纸业:造纸机、泵、粉碎机、风机、搅拌机、鼓风机等。


变频器的功率选用时有哪些需要注意的?


系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积,只有两者都处在较高的效率下工作时,则系统效率才较高。从效率角度出发,在选用变频器功率时,要注意以下几点: 

1)变频器功率值与电动机功率值相当时最合适,以利变频器在高的效率值下运转。

2)在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时,则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率,但应略大于电动机的功率。 

3)当电动机属频繁起动、制动工作或处于重载起动且较频繁工作时,可选取大一级的变频器,以利用变频器长期、安全地运行。

4)经测试,电动机实际功率确实有富余,可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器,但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。

5)当变频器与电动机功率不相同时,则必须相应调整节能程序的设置,以利达到较高的节能效果 。



变频器的接线方法及接线图介绍


变频器主回路接线:(R、S、T)分别为电源进电,变频器输出端子(U、V、W)分别接到电动机上。

控制回路一般的要电机正转的话,就用一个中间继电器,把这二点,控制接点输入公共端和正转启动分别接到中间继电器的常开触点,当中间继电器得电,电机正转,失电,电机停止。

变频器参数设定:常见有参数有变频器频率设定、运行操作、最高频率、基本频率、额定电压、最高输出电压、加速时间、减速时间、直流制动开始频率、直流制动时间、起动频率值、起动频率保持时间、停止频率、数据保护、功能代码说明、LCE监视、反向旋转禁止、热继动作电流等。

变频器的接线方法及接线图

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