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工业变频器的节能探讨

日期: 2018-11-28
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  变频器能量回馈装置供应商提醒您:随着科学技术的不断发展,人们对电气节能给予了更多的关注。传统直流拖动的薄弱环节逐渐表现出不合时代发展要求。换向器制约了直流电机的维护及使用。于是人们开始了交流调速技术的应用研究,一直到上个世纪的70年代,电子技术的飞速发展,特别是控制技术和微电子技术的飞速发展,使得交流调速性能逐步取代了直流调速,于是变频器应运而生。


  1.关于变频器


  变频器最初的功效是调速,但是随着技术的发展,目前我国应用变频器主要是节能,是注重了电器领域的节能作用。我国能源匮乏,而且由于技术问题,能源的利用率不到。特别是作为洁净能源的电能,更是十分紧缺。在巨大的电耗中,处在节能状态的电能只占总电能的很少一部分,可是在我国具有节能潜力的电机数额巨大,节能应用是具有广阔前景和十分必须的一种趋势,也在一定程度上促进了变频技术的发展。


  2.关于谐波


  频波是变频器工作期间的最大问题,电子技术的发展使得一般变频器都通过合理的软硬件设计实现滤波功能,经过处理后能够有效防止和滤去绝大部分高次谐波,保证了电气产品符合电磁兼容性――EMC。然而一些企业的电子设备、仪器等相对老化,因此对某些高次谐波反映特别敏感,在与变频器一起使用过程中,不能正常工作。发生这种情况的主要原因是因为变频器的整流和逆变部分的非线性元件促使电源发生变化,引发谐波干扰,从而影响变频效果。解决的办法主要有输出用屏蔽电缆的方式,且单端接地可以有效防止干扰。在输入输出部分加滤波器,通过对谐波的过滤,可以显著减少低次谐波幅度,实现节能的效果。对于信号特别是模拟信号的控制,一般采用双绞屏蔽线的方式,进行单端接地设计,能很好防止外部干扰。目前应用的SPWM控制方式的变频器,对于调节谐波分量,控制畸变因子有着积极的作用, 因此采用PWM方式变频器的抗谐波干扰能力和SPWM控制方式的变频器相比,具有很大的差距。


  3.变频器在工业生产中的应用


  3.1变频器在工业机械器材泵类负载上的应用

  变频器之所以能够在工业机械器材泵类负载中得到广泛应用,是因为其强大的调速技术,采用变换电动机的定子的频率来使得电动机的转速相应改变,最终改变了泵类负载的工作情况,让原本的设备更能够满足生产要求的改变。如果工业生产中机械器材泵类负载变化很大,这时使用变频器技术来对变频器输出进行控制,能够让泵类负载达到生产工艺的条件,得到最好的节能效果,与此同时还能够提高生产水平,加快工业自动化的进程,而且还可以让器材的使用寿命加长,使得产品的质量水平得到提高,使得生产效率得到提高,使得企业能够获取到更高的经济利益。


  3.2 变频器在工业生产机械风机负载中的应用

  风机基本上都是用在了工业生产中的冷却体系、锅炉体系、烘干体系、排风体系中。生产过程中我们会因为要达到生产工艺水平和工作状况的良好条件,进而控制风量、温度等等影响生产的因素。在以前的控制过程中常常采用的是调整风口、挡板开合程度的方法。采用这种控制方法的缺点是:不论生产工艺和工作状况怎么样,风机始终恒速运行,既不可以准确达到生产工艺和运行工作状况的条件,又浪费能源和耗损设备器材,减少生产利润,使得设备使用寿命减短。例如化纤厂、钢铁厂、水泥厂等都会用到风机。如果我们使用调整风口来改变风量大小,将会让电机始终在进行满负荷的工作,但是风门开口仅仅是在百分之五十到百分之八十之间,这将是一种浪费行为。风机负载中采用变频器技术,它的无级调速性能能够风机的调速范围更大,而且更加可以信赖,易于调度,可以达到生产工艺和工作状况的高条件。


  3.3 变频器在节能减耗方面的应用

  在纺织厂、钢铁厂等电机负载大体一定的地方, 电机通常以一定的功率工作, 而变频器有着的其他器材难以代替性能,如:平稳加减速、精确的控制力矩、工作稳定性好等方面,所以得以很好的利用。在这样的工厂里,变频器不仅不能够节约能源 ,相反还会因为变频器自身价格很高, 而且变频器自身同样存在能量消耗, 因此也就让全部体系变得价格更高、消耗更多的能源。相反的,如果是在风机、泵类等方面的应用, 节能减耗特点就变得十分突出。在这些应用中,其电流负载常常改变, 假如使用几台电机一起并联运行, 一定会提高设备花费, 若是使用以前的调速方法, 也不利于完成生产自动化的目标。在这种情况下,就出现了一些厂家为这方面的应用生产专门的变频器。这类变频器并没具有高精度的调速功能和控制力矩的特点, 所以它的生产成本也很低。


  4.变频器的选用


  由于变频技术的发展,目前市场上变频器品牌和数据极多,控制方式主要有:平压控制方式即U/F=K技术;矢量控制方式即VECTOR技术;直接转矩控制方式即DTC技术等。企业可以根据自身的实际情况选择变频器,实现对各种设备的控制要求,特别是在变转矩负载类的机械设备中应用变频器,节能效果更佳。在变频器的容量选择方面,应根据负载的实际电流科学选择。也可以根据实际需要选择内置PID的变频器,进行组态控制。目前市场上很多变频器都有总线接口,而变频器在生产过程中,作为网络的一个节点联网其他通讯设备,可以有效提高效益和实现节能,并且促进控制精度更高,更智能化的良好态势。现场总线技术是目前自动化的先进技术,总线技术集计算机控制技术、通信技术、自动控制原理技术为一体,因而可实现一对电线上传输多个信号参量,又为多个设备提供电源的多功能上,这样不但节电还节约成本。


  变频器的节能特点,使其广为社会关注,被应用在各个领域中。市场变频器主要用于交流电动机转速的调节,是目前应用领域最理想和具有前景的调速方案。更主要的是变频器具有节能作用,而节能是工业发展及能源消耗必须要重视的问题,是实现企业可持续发展的必要保证。变频器因其具有的节能作用与速度控制工艺,成为了倍受欢迎的自动化设备,因此也得到了迅速的发展和应用。变频器的未来前景非常可观,可能会应用在更加广泛的领域,为企业降低能耗,增加效益发挥更大的作用,变频器的应用具有非常广阔的发展前景。

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