變頻調速系統(tǒng)在各類中小型企業(yè)的工業(yè)生產中得到廣泛應用。這都是得益于我們可以變頻調速方案可以提供精確的速度控制,實現無級調速。因此,它可以很容易地控制機械傳動的上升、下降、橫移等運行動作,提高過程的效率(變速不依賴于機械部分),比傳統(tǒng)的勻速運行的電機更節(jié)能。以下是在生產活動中使用變頻調速的10個理由:
(1)控制電機的啟動電流,實現軟啟動。
電動機直接用工頻起動時,起動電流為電動機額定電流的4 ~ 7倍。過大的電流會增加電機繞組的電應力并產生熱量,從而縮短電機的壽命。變頻器(以下簡稱-VFD)采用變頻調速技術,可以按照V/F或矢量控制方式驅動負載。采用變頻調速可以充分降低啟動電流,提高繞組的承載能力,降低機械設備的沖擊、故障率和設備維護成本。
(2)減少電網電壓波動和電網污染。
當電機以工頻啟動時,電流會急劇增加,而電壓會大幅波動。電壓降的大小將取決于起動馬達的功率和配電網絡的容量。電壓下降會導致同一供電網絡中的電壓敏感設備跳閘或工作異常,如PC、傳感器、接近開關、接觸器等。但采用變頻驅動方案后,由于可以在零頻率、零電壓下分步啟動,可以很大程度上消除電網電壓的波動。
(3)啟動所需功率較低,降低了電網容量要求。
電機的功率與電流和電壓的乘積成正比,所以直接用工頻啟動的電機消耗的功率會遠遠高于變頻所需的功率。在某些工況下,其配電系統(tǒng)已達到優(yōu)良極限,其直接工頻起動電機產生的浪涌會對同網其他用戶造成嚴重影響,將被電網運行人員警告甚至罰款。如果采用VFD來啟動和停止電機,可以改善這類問題。
(4)可控加速功能,改善設備工況。
變頻調速可以從零速開始,根據用戶需要均勻加速,其加速曲線也可以選擇(直線加速、S形加速或自動加速)。如果電機或所連接的機械部分的軸或齒輪在工頻啟動時會發(fā)生劇烈振動,這種振動會進一步加劇機械磨損和損耗,降低機械部分和電機的使用壽命。
(5)運行速度可調,提高產品質量。
變頻調速方案能優(yōu)化工藝流程,并能根據工藝流程快速變化。還可以通過遙控PLC或其他控制器實現智能速度控制,實現優(yōu)化的加工效果。
(6)可調扭矩限制,提供設備保護。
變頻調速后,可以設定相應的轉矩極限,保護機械不受損壞,從而保證工藝的連續(xù)性和產品的可靠性。目前變頻技術不僅使轉矩極限可調,而且轉矩控制精度可以達到3% ~ 5%左右。在工頻狀態(tài)下,只能通過檢測電流值或熱保護裝置來控制電機,無法像變頻控制那樣設定準確的轉矩值。
(7)可控停機模式,實現精確控制。
就像可控加速一樣,在變頻調速中,可以控制停止方式,有不同的停止方式可供選擇(減速停車、自由停車、減速停車+DC制動)。同樣,它可以減少對機械部件和電機的沖擊,從而使整個系統(tǒng)更加可靠,并相應延長其使用壽命。
(8)降低能耗,實現節(jié)能運行。
對于離心風機或水泵等二次負載使用VFD可以大大降低能耗,這在十幾年的工程經驗中已經有所體現。因為最終能耗是電機轉速的平方比,變頻后投資回報會更快。
(9)設備運行方向可逆,易于實現正反轉運行
在VFD control中,實現可逆運行控制,不需要額外的可逆控制器件,只需要改變輸出電壓的相序,可以降低維護成本,節(jié)省安裝空間。
(10)減少機械傳動部件,優(yōu)化系統(tǒng)結構。
目前矢量控制變頻器老驅動電機可以實現高效率的扭矩輸出,從而省去齒輪箱等機械傳動部件,最終形成直接變頻傳動系統(tǒng)。
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