分析變頻器控制方式的選擇問題
發(fā)布時(shí)間：2019-07-31 11:21:07來源：
分析變頻器控制方式的選擇問題
1、變頻器選型的注意事項(xiàng)1）應(yīng)以電動(dòng)機(jī)額定電流值作為選擇依據(jù)，電動(dòng)機(jī)的額定功率只能作為參考。
2）應(yīng)充分考慮變頻器輸出中含有豐富的諧波，會(huì)使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率變壞，因此，用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動(dòng)機(jī)的電流會(huì)增加10%左右，而溫升會(huì)增加20%左右。所以在選擇電動(dòng)機(jī)和變頻器時(shí)，應(yīng)考慮到這種情況，適當(dāng)留有余量，以防止溫升過高，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。
3）選擇變頻器時(shí)必須充分了解變頻器所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載特性。變頻器拖運(yùn)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，低速下的轉(zhuǎn)矩要足夠大，并且要有足夠的過載能力。如果需要在低速下穩(wěn)速運(yùn)行，應(yīng)該考慮異步電動(dòng)機(jī)的散熱能力，避免電動(dòng)機(jī)的溫升過高。負(fù)載的恒功率特性是相對(duì)于一定的速度變化范圍而言的，當(dāng)速度很低時(shí)，受機(jī)械強(qiáng)度的限制，轉(zhuǎn)矩不可能無限增大，將轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩特性。負(fù)載的恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)對(duì)調(diào)整系統(tǒng)方案的選擇有很大的影響，電動(dòng)機(jī)的恒磁通調(diào)速時(shí)，比較大允許輸出轉(zhuǎn)矩不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；而在弱磁調(diào)速時(shí)，比較大允許輸出轉(zhuǎn)矩與速度成反比，屬于恒功率調(diào)速。如果電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的范圍與負(fù)載的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率范圍相一致時(shí)，即所謂“匹配”的情況下，電動(dòng)機(jī)容量和變頻器容量均比較小，這是比較理想的選型條件。
4）在各種風(fēng)機(jī)、水泵、油泵中，隨葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中，空氣或液體在一定的速度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的阻力大致與速度的二次方成正比，所需的功率與速度的三次方成正比。當(dāng)所需風(fēng)量、流量減小時(shí)，利用變頻器通過調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的速度來調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量，可以大幅度地節(jié)約電能。由于調(diào)速時(shí)所需功率隨轉(zhuǎn)速增長(zhǎng)過快，所以通常不應(yīng)使風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載超工頻運(yùn)行。
5）選擇變頻器時(shí)，一定要注意其防護(hù)等級(jí)是否與現(xiàn)場(chǎng)的情況相匹配。否則現(xiàn)場(chǎng)的灰塵、水汽會(huì)影響變頻器的長(zhǎng)久運(yùn)行。單相電動(dòng)機(jī)不適用于變頻器驅(qū)動(dòng)。6）選擇變頻器時(shí)，應(yīng)正確識(shí)別變頻器的類型。采用U/F控制方式變頻器就可以滿足要求的情況下，就沒有必要選擇矢量控制方式或直接轉(zhuǎn)矩控制文筆變頻器。
2、有速度傳感器變頻器和無速度傳感器變頻器的區(qū)別：有速度傳感器變頻器和無速度傳感器變頻器一般都是矢量控制方式或直接轉(zhuǎn)矩控制方式變頻器，有速度傳感器變頻器要求在電動(dòng)機(jī)軸上裝設(shè)速度傳感器或編碼器，以測(cè)取電動(dòng)機(jī)的速度信號(hào)用于模型計(jì)算和控制，控制精度高，但有些場(chǎng)合安裝速度傳感器或編碼器有困難，所以，通過改進(jìn)使其能在無速度傳感器或編碼器下運(yùn)行，將閉環(huán)控制改為開環(huán)控制，既無速度傳感器變頻器，由于失去了直接參數(shù)辨識(shí)能力，它的恨不能顯然不如前者，但優(yōu)于U/F控制方式開環(huán)系統(tǒng)。在無速度傳感器變頻器中，高速時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)是靠比較電壓電流模型計(jì)算結(jié)果辨識(shí)得到，低速時(shí)由于參數(shù)較弱，得到的模型參數(shù)不準(zhǔn)確，無法辨識(shí)，系統(tǒng)只能放棄矢量控制方式，改為U/F控制方式開環(huán)工作。因此，無速度傳感器變頻器較適用于無長(zhǎng)期低速運(yùn)行，且調(diào)速時(shí)調(diào)速精度要求不高的場(chǎng)合。如果系統(tǒng)需要長(zhǎng)期在低速下運(yùn)行，則選用性能好的U/F控制方式變頻器比較合理，另外，U/F控制方式變頻器的控制算法中，控制的是電動(dòng)機(jī)定子的總電流，其控制內(nèi)核為U/F參數(shù)對(duì)照表，當(dāng)頻率增加時(shí)，通過已知的頻率尋找相應(yīng)的輸出電流值，通過增加電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓的方法增加電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由于其內(nèi)部的U/F參數(shù)對(duì)照表的值是有限的，因此在改善電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩方面就有其局限性，所以僅適用于對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、加減速特性、電動(dòng)機(jī)抗干擾能力、低頻性能、速度響應(yīng)及轉(zhuǎn)矩控制方面要求不高的場(chǎng)合。
如果要求調(diào)速精度高，就需要選用有速度傳感器變頻器，但現(xiàn)在許多變頻器具備有速度傳感無速度傳感器兩種控制方式，只要加上速度傳感器或編碼器即可，這是一種性能優(yōu)良的矢量控制方式或直接轉(zhuǎn)矩控制方式變頻器。
3.AMB變頻器在不同的場(chǎng)合使用狀況：
1）風(fēng)機(jī)，水泵采用變頻器調(diào)速控制。由工頻電源控制的風(fēng)機(jī)、水泵是通過風(fēng)門檔板或閥門來調(diào)節(jié)流量的，由于流量與轉(zhuǎn)速成正比、功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，因此，采用變頻器調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量，電動(dòng)機(jī)消耗的功率會(huì)呈三次方下降，節(jié)能效果非常明顯，一般節(jié)電率可達(dá)30%以上，節(jié)電率由原來的系統(tǒng)余量多少和系統(tǒng)運(yùn)行狀況所決定。對(duì)于供水系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)變頻調(diào)速恒壓供水，通過一臺(tái)變頻器可同時(shí)控制多臺(tái)水泵，并呆附設(shè)夜間小泵運(yùn)行及消防功能。具有無需水塔、高位水箱、無二次污染、投資小、占地面積少、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、市郊節(jié)能等特點(diǎn)。
2）工業(yè)鍋爐風(fēng)機(jī)采用變頻器調(diào)速控制。工業(yè)鍋爐風(fēng)機(jī)包括引風(fēng)機(jī)及送風(fēng)機(jī)，一般是通過調(diào)節(jié)風(fēng)門檔板改變送風(fēng)量和引風(fēng)量。采用變頻器高速控制后，將風(fēng)門檔板調(diào)節(jié)至比較大，使引見機(jī)和送風(fēng)機(jī)連鎖控制，提高系統(tǒng)自動(dòng)化程度，并且可以大幅度降低功率消耗，一般節(jié)電率都在40%以上。
3）中央空調(diào)系統(tǒng)采用變頻器調(diào)速節(jié)能。對(duì)于中央空調(diào)系統(tǒng)中的冷凍水泵組、冷卻水泵組可以采用一臺(tái)變頻器同時(shí)控制多臺(tái)水泵，能對(duì)多點(diǎn)溫濕度進(jìn)行檢測(cè)及集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)比較佳舒適度控制。系統(tǒng)運(yùn)行高效節(jié)能，一般節(jié)電率可達(dá)到30%~60%。
4）空壓機(jī)采用變頻器高速控制。通過一臺(tái)變頻能同時(shí)控制多臺(tái)空壓機(jī)，可避免電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行，無需專人值守，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒壓供氣，高效節(jié)能，一般節(jié)電率可達(dá)30%以上，節(jié)電率由原來的系統(tǒng)余量多少和系統(tǒng)運(yùn)行狀況所決定。
5）注塑機(jī)采用變頻器高速控制。注塑機(jī)的工作過程一般分為鎖模→注射保壓→熔膠加料→冷卻定型→開模頂針等步驟，每個(gè)步驟的負(fù)載是不同的，采用變頻器對(duì)油泵進(jìn)行控制，可以對(duì)應(yīng)每個(gè)步驟輸出相應(yīng)的功率，從而顯著降低電能消耗，一般節(jié)電率為30%~60%。
6）行車電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制。行車一般有多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，分別控制大車、小車及吊鉤，這幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)都可采用變頻器控制，具有電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流小、無大電流沖擊、轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)平穩(wěn)、無級(jí)調(diào)速、可靠性高、節(jié)電顯著等特點(diǎn)為。
7）輸送帶采用變頻器調(diào)速控制。輸送帶采用變頻器控制，具有起動(dòng)平穩(wěn)、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、無級(jí)調(diào)速、可靠性高、節(jié)電顯著等特點(diǎn)。輸送帶一般運(yùn)行在速度較低的低頻段（5~15Hz），連續(xù)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)易發(fā)生電動(dòng)機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重、電磁噪聲大等現(xiàn)象，易采用齒輪變速箱變速方式的變頻器調(diào)速控制。
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