變頻器通過調(diào)節(jié)輸入電壓、頻率和電流來實(shí)現(xiàn)精確的速度控制。首先,變頻器將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源,然后再將直流電源轉(zhuǎn)換為可調(diào)節(jié)的交流電源。通過改變輸出電壓和頻率,變頻器可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。精確的速度控制可以通過調(diào)節(jié)變頻器的參數(shù),如輸出頻率、電壓和電流來實(shí)現(xiàn)。此外,變頻器還可以通過閉環(huán)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)更精確的速度控制,即通過反饋電機(jī)轉(zhuǎn)速的信息來調(diào)整輸出頻率和電壓,以實(shí)現(xiàn)所需的速度??偟膩碚f,變頻器通過多種方式實(shí)現(xiàn)精確的速度控制,使得電機(jī)可以在不同的工作條件下穩(wěn)定運(yùn)行并滿足特定的速度要求。變頻器的發(fā)展將進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化和智能制造的發(fā)展。西門子6FX2003-0LU50
變頻器的正確選擇對(duì)于控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行是非常關(guān)鍵的。選擇變頻器時(shí)必須要充分了解變頻器所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載特性。人們?cè)趯?shí)踐中常將生產(chǎn)機(jī)械分為三種類型:恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒功率負(fù)載和風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載:負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n無關(guān),任何轉(zhuǎn)速下TL總保持恒定或基本恒定。例如傳送帶、攪拌機(jī),擠壓機(jī)等摩擦類負(fù)載以及吊車、提升機(jī)等位能負(fù)載都屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。變頻器拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載時(shí),低速下的轉(zhuǎn)矩要足夠大,并且有足夠的過載能力。如果需要在低速下穩(wěn)速運(yùn)行,應(yīng)該考慮標(biāo)準(zhǔn)異步電動(dòng)機(jī)的散熱能力,避免電動(dòng)機(jī)的溫升過高。西門子6FC5398-2BP40-5UA2在電梯和升降機(jī)系統(tǒng)中,變頻器可以平穩(wěn)調(diào)速,提高乘坐舒適度和安全性。
變頻器(Variable-frequencyDrive,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寬泛的應(yīng)用。變頻器常見的頻率給定方式主要有:操作器鍵盤給定、接點(diǎn)信號(hào)給定、模擬信號(hào)給定、脈沖信號(hào)給定和通訊方式給定等。這些頻率給定方式各有優(yōu)缺點(diǎn),須按照實(shí)際所需進(jìn)行選擇設(shè)置,同時(shí)也可以根據(jù)功能需要選擇不同頻率給定方式之間的疊加和切換。
在通用變頻器、異步電動(dòng)機(jī)和機(jī)械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳統(tǒng)系統(tǒng)中,當(dāng)電動(dòng)機(jī)所傳動(dòng)的位能負(fù)載下放時(shí),電動(dòng)機(jī)將可能處于再生的發(fā)電制動(dòng)狀態(tài);或當(dāng)電動(dòng)機(jī)從高速到低速(含停車)減速時(shí),頻率可以突減,但因電機(jī)的機(jī)械慣性,電機(jī)也有可能處于再生的發(fā)電狀態(tài),傳動(dòng)系統(tǒng)中所儲(chǔ)存的機(jī)械能經(jīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成電能,通過逆變器的六個(gè)續(xù)流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時(shí)的逆變器處于整流狀態(tài)。這時(shí),如果變頻器中沒采取消耗能量的措施,這部分能量將導(dǎo)致中間回路的儲(chǔ)能電容器的電壓上升。如果當(dāng)制動(dòng)過快或機(jī)械負(fù)載為提升機(jī)類時(shí),這部分能量就可能對(duì)變頻器帶來損壞,所以這部分能量我們就應(yīng)該認(rèn)真考慮考慮了。在通用變頻器中,對(duì)再生能量較常用的處理方式有兩種:1、耗散到直流回路中人為設(shè)置的與電容器并聯(lián)的"制動(dòng)電阻"中,稱之為動(dòng)力制動(dòng)狀態(tài);2、使之回饋到電網(wǎng),則稱之為回饋制動(dòng)狀態(tài)(又稱再生制動(dòng)狀態(tài))。還有一種制動(dòng)方式,即直流制動(dòng),它是用于要求準(zhǔn)確停車的情況或起動(dòng)前制動(dòng)電機(jī)由于外界因素引起的不規(guī)則旋轉(zhuǎn)。變頻器的智能化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能調(diào)度和優(yōu)化運(yùn)行,降低生產(chǎn)成本。
變頻器常見故障分析:1、過流故障:過流故障可分為加速、減速、恒速過電流。其可能是由于變頻器的加減速時(shí)間太短、負(fù)載發(fā)生突變、負(fù)荷分配不均,輸出短路等原因引起的。這時(shí)一般可通過延長(zhǎng)加減速時(shí)間、減少負(fù)荷的突變、外加能耗制動(dòng)元件、進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計(jì)、對(duì)線路進(jìn)行檢查。如果斷開負(fù)載變頻器還是過流故障,說明變頻器逆變電路已環(huán),需要更換變頻器。2、過載故障:過載故障包括變頻過載和電機(jī)過載。其可能是加速時(shí)間太短,電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過重等原因引起的。一般可通過延長(zhǎng)加速時(shí)間、延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間、檢查電網(wǎng)電壓等。負(fù)載過重,所選的電機(jī)和變頻器不能拖動(dòng)該負(fù)載,也可能是由于機(jī)械潤(rùn)滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機(jī)和變頻器;如后者則要對(duì)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢修。3、欠壓:說明變頻器電源輸入部分有問題,需檢查后才可以運(yùn)行。通用變頻器全系列采用IGBT功率器件,確保品質(zhì)的高質(zhì)量。西門子6FC5397-2DP40-5LA4
變頻器所有進(jìn)風(fēng)口要設(shè)置防塵網(wǎng)阻隔絮狀雜物進(jìn)入,防塵網(wǎng)應(yīng)設(shè)計(jì)為可拆卸式,以方便清理,維護(hù)。西門子6FX2003-0LU50
變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載采用變頻調(diào)速后,節(jié)電率為20%~60%,這是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的實(shí)際消耗功率基本與轉(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)、泵類采用變頻調(diào)速使其轉(zhuǎn)速降低,節(jié)能效果非常明顯。而傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、泵類采用擋板和閥門進(jìn)行流量調(diào)節(jié),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變,耗電功率變化不大。據(jù)統(tǒng)計(jì),風(fēng)機(jī)、泵類電動(dòng)機(jī)用電量占全國(guó)用電量的31%,占工業(yè)用電量的50%。在此類負(fù)載上使用變頻調(diào)速裝置具有非常重要的意義。目前,應(yīng)用較成功的有恒壓供水、各類風(fēng)機(jī)、中央空調(diào)和液壓泵的變頻調(diào)速。西門子6FX2003-0LU50