變頻器應用時的12個技巧
發布時間:2019-11-05 責任編輯:lina
【導讀】信號線及控製線應選用屏蔽線,這樣對防止幹擾有利。當線路較長時,例如距離躍100 m,導線截麵應放大些。信號線及控製線不要與動力線放置在同一電纜溝或橋架中,以免相互幹擾,最好穿管放置,這樣更合適。
1)信號線及控製線應選用屏蔽線,這樣對防止幹擾有利。當線路較長時,例如距離躍100 m,導線截麵應放大些。信號線及控製線不要與動力線放置在同一電纜溝或橋架中,以免相互幹擾,最好穿管放置,這樣更合適。
2)傳輸信號以選用電流信號為主,因電流信號不容易衰減,亦不容易受幹擾。實際應用中傳感器輸出的信號是電壓信號,可以通過變換器將電壓信號變換成電流信號。
3)變頻器閉環控製一般都是正作用的,即輸入信號大,輸出量亦大(例如中央空調製冷工作時及一般壓力、流量、溫度等控製時)。但亦有反作用的,即輸入信號大,輸出量反小(例如中央空調在製熱工作時以及供熱站的取暖熱水泵)。閉環控製如圖1所示。

4)在(zai)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)時(shi)能(neng)選(xuan)用(yong)壓(ya)力(li)信(xin)號(hao)的(de),就(jiu)不(bu)要(yao)選(xuan)用(yong)流(liu)量(liang)信(xin)號(hao)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)壓(ya)力(li)信(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)價(jia)格(ge)低(di),安(an)裝(zhuang)容(rong)易(yi),工(gong)作(zuo)量(liang)小(xiao),調(tiao)試(shi)方(fang)便(bian)。但(dan)工(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)有(you)流(liu)量(liang)配(pei)比(bi)要(yao)求(qiu)的(de),且(qie)要(yao)求(qiu)精(jing)確(que)時(shi),那(na)就(jiu)必(bi)須(xu)選(xuan)用(yong)流(liu)量(liang)控(kong)製(zhi)器(qi),並(bing)根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)的(de)壓(ya)力(li)、流量、溫度、介質、速度等來選用合適的流量計(例如電磁式、靶式、渦街式、孔板式等)。
5)變頻器內置的PLC、PID功能適合用於信號變動量較小、較穩定的係統。但由於內置的PLC、PID功能在工作時隻調時間常數,所以難以得到較為滿意的過度過程要求,而且調試比較費時。
另外這種調節不是智能的,故一般不經常采用,而是選用外置的智能化的PID 調節器。例如日本富士PXD 係列、廈門安東等,十分方便。使用時隻要設置SV(上限值),工作時有PV(運行值)指示,又是智能化,保證具有最佳的過渡過程條件,使用較為理想。關於PLC,可按控製量的性質、點數、數字量、模擬量、信號處理等要求,選用外置PLC 的各種品牌,例如西門子的S7-400、S7-300、S7-200等。
6)信號變換器在變頻器外圍電路中亦被經常用到,一般由霍爾元件加電子線路組成。按信號變換和處理方式可分為電壓變電流、電流變電壓、直流變交流、交流變直流、電壓變頻率、電流變頻率、一進多出、多進一出、信號疊加、信號分路等各種變換器。例如深圳的聖斯爾CE-T 係列電量隔離傳感器/變送器,應用十分方便。國內類似產品不少,用戶可按需要自行選擇應用。
7)變頻器在應用時往往要配外圍電路,其方式常有:
(1)由自製繼電器等控製元件組成的邏輯功能電路;
(2)買現成的單元外置電路(例如日本三菱公司的);
(3)選用簡易可編程控製器LOGO(國外、國內都有此產品);
(4)使用變頻器不同功能時,可選用功能卡(例如日本三墾變頻器);
(5)選用中小型可編程序控製器。
8)多台水泵並聯恒壓供水(例如城市自來水廠的清水泵、中大型水泵站、供熱水中心站等)的變頻技術改造方案常見的有以下兩種。

按使用經驗,方案(1)節省初投資,但節能效果差。起動時先起動變頻器至50 Hz 後,再起動工頻,後轉入節能控製。供水係統中隻有采用變頻器拖動的水泵,壓力略小些,係統存在湍流現象,有損耗。
方案(2)投資較大,但比方案(1)多節能20%,猿台泵壓力一致,無湍流損耗,效果更佳。
9)多台水泵並聯恒壓供水時采用信號串聯方式隻用一個傳感器,其優點如下。
(1)節省成本。隻要一套傳感器及PID,如圖4所示。

(2)因隻有一個控製信號,所以輸出頻率一致,即同頻率,這樣壓力亦一致,不存在湍流損耗。
(3)恒壓供水時,當流量變化,泵的開動台數通過PLC 控製隨之變化。最少時1 台,中等量時2台,較大量時3 台。當變頻器不工作停機時,電路(電流)信號是通路的(有信號流入,無輸出電壓、頻率)。
(4)更有利的是,因為係統隻有一個控製信號,即使3 台泵投入不同,但工作頻率卻相同(即同步),壓力亦一致,這樣湍流損耗為零,亦即損耗最小,所以節電效果最佳。
10)減小基底(基本頻率)是提高起動轉矩最有效的方式。原理分析如下。

(2)為什麼減小基底頻率提高起動轉矩是最有效的呢?具體如表1 所列。

由表1知,由於起動轉矩大幅度提高,所以一些難以起動的設備,例如擠出機、清洗機、甩幹機、混料機、塗料機、混合機、大型風機、水泵、羅(luo)茨(ci)鼓(gu)風(feng)機(ji)等(deng)均(jun)能(neng)順(shun)利(li)起(qi)動(dong)了(le)。這(zhe)比(bi)通(tong)常(chang)提(ti)高(gao)起(qi)動(dong)頻(pin)率(lv)進(jin)行(xing)起(qi)動(dong)效(xiao)果(guo)明(ming)顯(xian)。使(shi)用(yong)此(ci)法(fa)再(zai)配(pei)合(he)由(you)重(zhong)載(zai)變(bian)輕(qing)載(zai)措(cuo)施(shi),提(ti)高(gao)電(dian)流(liu)保(bao)護(hu)到(dao)最(zui)大(da)值(zhi),幾(ji)乎(hu)一(yi)切(qie)設(she)備(bei)都(dou)能(neng)起(qi)動(dong)了(le)。因(yin)此(ci)說(shuo)采(cai)用(yong)減(jian)小(xiao)基(ji)底(di)頻(pin)率(lv)來(lai)提(ti)高(gao)起(qi)動(dong)轉(zhuan)矩(ju)是(shi)最(zui)有(you)效(xiao)的(de),亦(yi)是(shi)最(zui)方(fang)便(bian)的(de)辦(ban)法(fa)。
(3)在應用此條件時基底頻率減小不一定非要一下降至30 Hz。可采用每5 Hz逐步進行下降,下降到達的頻率隻要能起動係統就行。
(4)基底頻率下限不要低於30 Hz。從轉矩看,下限越低轉矩越大。但亦要考慮,電壓上升過快,動態du/dt過大時對IGBT有損傷。實際使用結果是,在50 Hz下降到30 Hz 的範圍時可安全放心地使用此提升轉矩的措施。
(5)有人擔心,例如下降基底頻率為30 Hz 時電壓已達380 V。那麼當正常工作有可能需要達到50 Hz 時,是否輸出電壓躍380 V,這樣電動機受不了,回答是這樣的現象是不會發生的。
(6)有人擔心如下降基底為30 Hz 時,電壓已達380 V。那麼正常工作有可能需要達50 Hz 時輸出頻率是否可達額定頻率50 Hz,回答是輸出頻率當然可以達到50 Hz。
(7)以上(5)(6)兩條由軟件編寫過程決定。使用過程已證實了,這兩點盡可放心。
11)動壓、靜壓、全壓三者間關係如下:
(1)靜壓是水泵出水口壓力直至最高點時所需壓力(揚程),一般每10 m高水柱是1 kg水壓。
(2)動壓是水流動過程中,液體與管壁、閥門(調節閥、製回閥、減壓閥等)、同一斷麵不同層存在的流速差所引起的阻力所造成的壓力降,這部分計算很困難。
(3)全壓=(靜壓+動壓)=1.2 靜壓。
(4)水泵一定要設定下限頻率約在30 Hz,否則易把封閉管內水抽空。因大量空氣溶入水中,待起動水泵時,易產生氣室,形成高壓危險。
12)經驗值與經濟值介紹如下:
應用變頻器對各種設備來說實現節電是可行的,這已有很多現實成功案例證實。
(1)經jing驗yan值zhi是shi較jiao保bao守shou的de,而er且qie有you較jiao大da富fu裕yu度du,不bu是shi最zui經jing濟ji的de,有you潛qian力li可ke挖wa。使shi用yong經jing驗yan值zhi時shi按an現xian場chang實shi際ji布bu置zhi,使shi用yong工gong況kuang參can數shu,要yao有you一yi定ding的de變bian動dong,以yi不bu影ying響xiang正zheng常chang使shi用yong為wei下xia限xian條tiao件jian。這zhe是shi有you可ke能neng實shi現xian節jie能neng的de前qian提ti。
(2)經jing濟ji值zhi是shi以yi滿man足zu係xi統tong下xia限xian條tiao件jian為wei原yuan則ze,把ba經jing驗yan值zhi適shi度du下xia降jiang,挖wa掘jue潛qian力li來lai實shi現xian節jie能neng功gong效xiao。若ruo使shi用yong工gong況kuang參can數shu不bu變bian,節jie能neng從cong何he說shuo起qi?況kuang且qie變bian頻pin器qi本ben身shen不bu是shi能neng源yuan的de發fa生sheng器qi械xie(發電機、蓄電池、太陽能),其自身效率很高,在97%到98%,但總還存在損耗,為2%到3%。
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