矢量型變頻器

• 型   號(hào)：VFD
• 更新時(shí)間：2024-08-12

變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過(guò)改變電機(jī)工作電源頻率方式來(lái)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(lái)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(lái)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，

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變頻器

變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過(guò)調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來(lái)調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過(guò)程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí)，如果流量要求減小，通過(guò)降低泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。

電動(dòng)機(jī)使用變頻器的作用就是為了調(diào)速，并降低啟動(dòng)電流。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC），這個(gè)過(guò)程叫整流。把直流電（DC）變換為交流電（AC）的裝置，其科學(xué)術(shù)語(yǔ)為“inverter”(逆變器)。一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢ǖ墓潭l率和一定電壓的逆變電源。對(duì)于逆變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)的逆變器我們稱為變頻器。變頻器輸出的波形是模擬正弦波，主要是用在三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速用，又叫變頻調(diào)速器。對(duì)于主要用在儀器儀表的檢測(cè)設(shè)備中的波形要求較高的可變頻率逆變器，要對(duì)波形進(jìn)行整理，可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價(jià)格的15--20倍。由于變頻器設(shè)備中產(chǎn)生變化的電壓或頻率的主要裝置叫“inverter”，故該產(chǎn)品本身就被命名為“inverter”，即：變頻器。

變頻不是到處可以省電，有不少場(chǎng)合用變頻并不一定能省電。 作為電子電路，變頻器本身也要耗電（約額定功率的3-5%）。一臺(tái)1.5匹的空調(diào)自身耗電算下來(lái)也有20-30W,相當(dāng)于一盞長(zhǎng)明燈. 變頻器在工頻下運(yùn)行，具有節(jié)電功能，是事實(shí)。但是他的前提條件是：

*、大功率并且為風(fēng)機(jī)/泵類負(fù)載；

第二、裝置本身具有節(jié)電功能（軟件支持）；

第三、長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。

這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個(gè)條件。除此之外，無(wú)所謂節(jié)不節(jié)電，沒有什么意義。如果不加前提條件的說(shuō)變頻器工頻運(yùn)行節(jié)能，就是夸大或是商業(yè)炒作。知道了原委，你會(huì)巧妙的利用他為你服務(wù)。一定要注意使用場(chǎng)合和使用條件才好正確應(yīng)用，否則就是盲從、輕信而“受騙上當(dāng)”。

選購(gòu)策略

1.根據(jù)負(fù)載選購(gòu)變頻器

電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的負(fù)載不一樣，對(duì)變頻器的要求也不一樣。

A:風(fēng)機(jī)和水泵是普通的負(fù)載：對(duì)變頻器的要求為簡(jiǎn)單，只要變頻器容量等于電動(dòng)機(jī)容量即可(空壓機(jī)、深水泵、泥沙泵、快速變化的音樂噴泉需加大容量)。

B:起重機(jī)類負(fù)載：這類負(fù)載的特點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)沖擊很大，因此要求變頻器有一定余量。同時(shí)，在重物下放肘，會(huì)有能量回饋，因此要使用制動(dòng)單元或采用共用母線方式。

C:不均行負(fù)載：有的負(fù)載有時(shí)輕，有時(shí)重，此時(shí)應(yīng)按照重負(fù)載的情況來(lái)選擇變頻器容量，例如軋鋼機(jī)機(jī)械、粉碎機(jī)械、攪拌機(jī)等。

D:大慣性負(fù)載：如離心機(jī)、沖床、水泥廠的旋轉(zhuǎn)窯，此類負(fù)載慣性很大，因此啟動(dòng)時(shí)可能會(huì)振蕩，電動(dòng)機(jī)減速時(shí)有能量回饋。。應(yīng)該用容量稍大的變頻器來(lái)加快啟動(dòng)，避免振蕩。配合制動(dòng)單元消除回饋電能。

2.用戶應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的具體情況選購(gòu)

如果是挖土機(jī)，應(yīng)選擇具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能型變頻器，因?yàn)檫@種變頻器低速轉(zhuǎn)矩大，靜態(tài)機(jī)械特性硬度大，不怕負(fù)載沖擊，可以通過(guò)加大電動(dòng)機(jī)和變頻器容量的辦法，提高低速轉(zhuǎn)矩;

如果是控制壓縮機(jī)，由于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性比較復(fù)雜，尤其是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩很大，因此應(yīng)選擇轉(zhuǎn)矩特性好和具有限流功能的高性能矢量變頻器。如果是造紙、化纖設(shè)備用，應(yīng)選擇高精度、高響應(yīng)特性的閉環(huán)矢量變頻器。

3.根據(jù)可靠性選購(gòu)變頻器

采用變頻器的目的就是提高生產(chǎn)效率，如果性能雖好但可靠性不好，經(jīng)常出問(wèn)題，那就得不償失。我國(guó)國(guó)土遼闊，南方地區(qū)常年高溫潮濕，沿海地區(qū)則以鹽腐蝕為主，這些都會(huì)造成設(shè)備絕緣下降，北方氣候干燥，容易產(chǎn)生靜電，冬夏溫差大，還有每個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境更是千差萬(wàn)別，這些因素都是在選購(gòu)變頻器時(shí)應(yīng)考慮的。有的變頻器性能雖然很好，但環(huán)境適應(yīng)能力差，就有可能經(jīng)常出故障影響生產(chǎn)。

4.根據(jù)價(jià)格選購(gòu)變頻器

這是選購(gòu)變頻器時(shí)主要考慮的因素，

但如果片面追求低價(jià)格，往往會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量與可靠性的下降，因?yàn)樽冾l器中的功率器件和主回路電解電容約占70%的成本，有些廠家為了降低成本，用耐壓1000伏的模塊代替1200伏的模塊，用電流25A的代替30A的，用普通低頻電解電容代替變頻器高頻電解電容，這種變頻器在正常情況下或短時(shí)間內(nèi)使用不會(huì)發(fā)現(xiàn)有什么問(wèn)題，但是由于模塊的功率余量降低了，一旦碰上電機(jī)堵轉(zhuǎn)、電網(wǎng)瞬時(shí)高電壓、持續(xù)高溫等情況，就很容易損壞。

5.根據(jù)功率模塊選購(gòu)變頻器

現(xiàn)已普遍的變頻器關(guān)鍵器件的功率模塊是IGBT模塊和IPM智能功率模塊，特別是IPM模塊，雖然成本較高，但由于模塊內(nèi)部具有過(guò)流、短路、欠壓、輸出接地、過(guò)熱等保護(hù)功能，一旦發(fā)生異常，模塊內(nèi)部立即自行保護(hù)，然后再通過(guò)外部保護(hù)電路進(jìn)行二次保護(hù)，燒模塊的可能性大為降低，可靠性顯著提高。而采用GTR模塊的產(chǎn)品，由于GTR自身無(wú)保護(hù)功能，外部保護(hù)電路和推動(dòng)電路又很復(fù)雜，一旦保護(hù)跟不上，模塊頃刻間就燒毀。有的廠家為了降低成本，仍采用GTR模塊，這也是選購(gòu)變頻器時(shí)需要注意的。

在安裝變頻器時(shí)也要注意，安裝地點(diǎn)必需符合標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的要求，否則易引起故障或縮短使用壽命;變頻器與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)之間的距離一般不超過(guò)50米，若需更長(zhǎng)的距離則需降低載波頻率或增加輸出電抗器選件才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)

后，要選擇選擇具有良好技術(shù)實(shí)力與售后服務(wù)的生產(chǎn)廠家或經(jīng)銷商，再好的產(chǎn)品都有出故障的可能，只有具有良好技術(shù)實(shí)力的生產(chǎn)廠家或經(jīng)銷商，可以獲得周到的技術(shù)服務(wù)，免除后顧之憂。