變頻器是應用變頻技術與微電子技術,通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成,具體來看就是整流器、平波回路、逆變器這三部分。
使用變頻器的優點
1)變頻調速的節能
由于采用變頻調速后,風機、泵類負載的節能效果最明顯,節電率可達到20%~60%,這是因為風機水泵的耗用功率與轉速的三次方成比例,當用戶需要的平均流量較小時,風機、水泵的轉速較低,其節能效果也是十分可觀的。而傳統的擋板和法門進行流量調節時,耗用功率變化不大。由于這類負載很多,約占交流電動機總容量的20%~30%,它們的節能就具有非常重要的意義。
對于一些在低速運行的恒轉矩負載,如傳送帶等,變頻調速也可節能。除此之外,原有調速方式耗能較大者(如繞線轉子電動機等),原有調速方式比較龐雜,效率較低者(如龍門刨床等),采用了變頻調速后,節能效果也很明顯。
2)變頻調速在電動機運行方面的優勢
變頻調速很容易實現電動機的正、反轉。只需要改變變頻器內部逆變管的開關順序,即可實現輸出換相,也不存在因換相不當而燒毀電動機的問題。
變頻調速系統起動大都是從低速開始,頻率較低。加、減速時間可以任意設定,故加、減速時間比較平緩,起動電流較小,可以進行較高頻率的起停。
變頻調速系統制動時,變頻器可以利用自己的制動回路,將機械負載的能量消耗在制動電阻上,也可回饋給供電電網,但回饋給電網需增加專用附件,投資較大。除此之外,變頻器還具有直流制動功能,需要制動時,變頻器給電動機加上一個直流電壓,進行制動,則無需另加制動控制電路。
3)以提高工藝水平和產品質量為目的的應用
變頻調速除了在風機、泵類負載上的應用以外,還可以廣泛應用于傳送、卷繞、起重、擠壓、機床等各種機械設備控制領域。它可以提高奇特的產成品率,延長設備的正常工作周期和使用壽命,使操作和控制系統得以簡化,有的甚至可以改變原有的工藝規范,從而提高了整個設備控制水平。
高壓變頻器七大應用領域
1、冶金業———高壓變頻器在冶金職業的運用首要有板材和線材的軋機、卷取機、風機、料漿泵等,首要以電機節能為意圖。
2、電力工業———我國發電能力居國際第二,僅次于美國。電力職業也是變頻器產物的重要運用范疇之一。從我國火電廠中與變頻器關聯的操控進程看,風、煤、水、渣和尾氣體系的傳動裝置都合適變頻器的運用。其間,除煤體系(排粉機、給煤機)外,其它4類體系均以風機水泵類負載為主。變頻器產物首要用來改動煤量、粉量、水量等,以習慣負載的改變,結尾到達節約動力、進步操控工藝水平的意圖,對火電廠的節能、降耗、減排、安全、安穩運轉有重要意義。
3、供水———共用工程中的給排水體系、污水處理體系等。這些設備首要是風機水泵類電機負載,運用高壓變頻器的節能作用非常杰出,通常可以完成節電30%左右。
4、油氣鉆采業———2004年以來油氣鉆采職業一向處在高景氣周期,我國三大油企勘探費用開銷堅持20%以上的增加水平。近期我國在石油天然氣范疇呈現了一系列嚴重資源發現,如10億噸原油地質儲量的河北冀東南堡油田、5000億立方米地質儲量的四川龍崗氣田、近2億噸原油地質儲量的新疆塔河油田12區等,將會進一步推進油氣勘探的投入,估量將來幾年各大油企用于石油勘探挖掘的開銷還將有所進步。變頻器運用在石油挖掘業,首要用于采油機(磕頭機)、注水泵、潛水泵、輸油泵、氣體壓縮機等負載類型的電機,首要以電機節能為意圖。
5、石化工業———石化工業是國家經濟發展的動脈。變頻器首要運用于石油加工(煉油)中的各類泵、壓縮機和共用工程等方面,以到達節能和操控工藝水平的意圖。
6、建材工業———建材工業是我國重要的資料工業,其產物包含建筑資料及制品、非金屬礦及制品、無機非金屬新資料三大類別。變頻器產物首要運用于建材工業的鼓風機、粉碎機、皮帶傳送機、排氣風機、回轉窯等設備。據關聯組織計算,我國的水泥生產能力中的70%左右是技能水平落后的立窯,能耗較高。經過變頻器改造,可以節電10%至20%,一起可進步產物質量的可控性。據東方證券剖析,將來幾年高壓變頻器商場需求將堅持40%以上的增速,估量到2012年,我國高壓變頻器商場容量可達88億元左右,而保存估量將來十年變頻器商場容量超越500億元。中國高壓變頻器商場潛力宏大,我國高壓變頻器運用比率當前還不到30%,發達國家已達70%.因裝置變頻器后能達到均勻節電30%的作用,所以在低碳經濟環境下,高壓變頻器加快運用。2008年中國高壓變頻器商場銷售額達34億元,預期將來四年將堅持40%以上的增速。若是僅對30%的現存電機和新增電機進行調速節能改造,將有約0.7億KW、7萬臺的商場容量,則將來十年的商場容量超越7萬臺,產量超越500億元。
7、煤炭業———中國是全球第一大產煤國。煤炭職業作為我國動力基礎職業一向是勞動密集型公司,欲使其向技能密集型轉變,走新式工業化路途,有必要大力推廣高新技能,進步設備的運轉功率及自動化操控水平。變頻調速技能用于煤炭職業的礦井提升機就能起到較好的節能作用。當前發達國家已將變頻器遍及用于帶式輸送機的調速或帶式輸送機的起動操控、風機調速(包含主通風機和部分通風機)以及水泵的調速。為上述設備中的電機裝備變頻器除了進步傳動功能外,更首要的是可以節省動力。
未來將往八個方向發展
1.高壓變頻器將朝著大功率,小型化,輕型化的方向發展。
2.高壓變頻器將向著直接器件高壓和多重疊加(器件串聯和單元串聯)兩個方向發展。
3.更高電壓、更大電流的新型電力半導體器件將應用在高壓變頻器中。
4.現階段,IGBT、IGCT、SGCT仍將扮演著主要的角色,SCR、GTO將會退出變頻器市場。
5.無速度傳感器的矢量控制、磁通控制和直接轉矩控制等技術的應用將趨于成熟。
6.全面實現數字化和自動化:參數自設定技術;過程自優化技術;故障自診斷技術。
7.應用32位MCU、DSP及ASIC等器件,實現變頻器的高精度,多功能。
8.相關配套行業正朝著專業化,規模化發展,社會分工將更加明顯。
變頻器在我國的發展已有長達近30年的歷史,經過30年的發展歷程,變頻器無論是行業規模、應用領域,還是產品自身的功能、集成度和系統化程度都已經相對成熟。隨著我國節能減排、綠色工業熱潮的掀起,變頻器作為出色的節能元器件,也迎來了發展的春天。