變頻器概述

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。變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。

變頻器功能作用

1、變頻節能

變頻器節能主要表現在風機、水泵的應用上。為了保證生產的可靠性，各種生產機械在設計配用動力驅動時，都留有一定的富余量。當電機不能在滿負荷下運行時，除達到動力驅動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費。風機、泵類等設備傳統的調速方法是通過調節入口或出口的擋板、閥門開度來調節給風量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當使用變頻調速時，如果流量要求減小，通過降低泵或風機的轉速即可滿足要求。

2、功率因數補償節能

無功功率不但增加線損和設備的發熱，更主要的是功率因數的降低導致電網有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當中，設備使用效率低下，浪費嚴重，使用變頻調速裝置后，由于變頻器內部濾波電容的作用，從而減少了無功損耗，增加了電網的有功功率。

3、軟啟動節能

1）電機硬啟動對電網造成嚴重的沖擊，而且還會對電網容量要求過高，啟動時產生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網的沖擊和對供電容量的要求，延長了設備和閥門的使用壽命。節省了設備的維護費用。

2）從理論上講，變頻器可以用在所有帶有電動機的機械設備中，電動機在啟動時，電流會比額定高5-6倍的，不但會影響電機的使用壽命而且消耗較多的電量。系統在設計時在電機選型上會留有一定的余量，電機的速度是固定不變，但在實際使用過程中，有時要以較低或者較高的速度運行，因此進行變頻改造是非常有必要的。變頻器可實現電機軟啟動、補償功率因素。

變頻器基本組成

變頻器通常分為4部分：整流單元、高容量電容、逆變器和控制器。

整流單元：將工作頻率固定的交流電轉換為直流電。

高容量電容：存儲轉換后的電能。

逆變器：由大功率開關晶體管陣列組成電子開關，將直流電轉化成不同頻率、寬度、幅度的方波。

控制器：按設定的程序工作，控制輸出方波的幅度與脈寬，使疊加為近似正弦波的交流電，驅動交流電動機。

變頻器參數設置

變頻器的設定參數較多，每個參數均有一定的選擇范圍，使用中常常遇到因個別參數設置不當，導致變頻器不能正常工作的現象，因此，必須對相關的參數進行正確的設定。

1、控制方式：即速度控制、轉距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據控制精度進行靜態或動態辨識。

2、最低運行頻率：即電機運行的最小轉速，電機在低轉速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉速下，會導致電機燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導致電纜發熱。

3、最高運行頻率：一般的變頻器最大頻率到60Hz，有的甚至到400Hz，高頻率將使電機高速運轉，這對普通電機來說，其軸承不能長時間的超額定轉速運行，電機的轉子是否能承受這樣的離心力。

4、載波頻率：載波頻率設置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長度，電機發熱，電纜發熱變頻器發熱等因素是密切相關的。

5、電機參數：變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率，這些參數可以從電機銘牌中直接得到。

6、跳頻：在某個頻率點上，有可能會發生共振現象，特別在整個裝置比較高時;在控制壓縮機時，要避免壓縮機的喘振點。

變頻器控制電路接線

變頻器的控制電路大體可分為模擬和數字兩種.

1、控制電路端子的接線應使用屏蔽線或雙絞線，而且必須與主回路，強電回路（含200V繼電器程序回路）分開布線。

2、由于控制電路的頻率輸入信號是微小電流，所以在接點輸入的場合，為了防止接觸不良，微小信號接點應使用兩個并聯的節點或使用雙生接點。

3、控制回路的接線一般選用0.3～0.75平方米的電纜。

變頻器應用領域

1、變頻器在化工工作的運用

變頻器運用到自動獲取液化氣體系設備改造上，處理了對電網沖擊大，人工操作的繁瑣，而最主要的是節能節約用電以及結束自動化獲取液化氣體系。據統計，每個月可節約用電40%左右，照此計算半年就可以回收本錢，作用十分明顯。

2、變頻器在塑膠機械上的運用

在塑料商品的出產進程中，由于塑料的特性，商品的規范繁復和出產技術的請求不一樣，所以，很多的本地都需要對出產機械進行調速，跟著電力電子技術的靈敏展開，變頻調速的技術現已老到，變頻器已廣泛運用在國民經濟各工作當中，它的滑潤的無級調速，高可靠性，高精度，而且節約電能，可以前進自動化水對等利益，在一定的程度上前進了塑膠機械的自動化水平，推動了塑膠行業的發展。

3、變頻器造紙機械上的運用

造紙公司是高能耗公司每噸紙所耗電能在500度以上，電能消耗十分嚴重，從設備和類型看50%以上為風機、泵類負載，而這些設備如今基本上是選用閥門或擋板來調度風量或液體流量的，很多的能量消耗在閥門或擋板上，選用變頻器進行調度，可以很多減少損耗，節約電能經濟利益十分明顯，值得公司大力推廣。

4、變頻器在注塑機節能中運用

注塑機是對各種塑料進行加熱、融熔、攪拌、增壓后，將塑料流體寫入模具控內，結束工件一次注塑成型的設備，它的工序進程基本是一樣的，大致可分為7個工序進程：鎖模、射膠、保壓、熔膠、冷卻、開模、頂針每一個工序都需要不一樣的壓力和流量，也就是說被加工的工件不都是在最大壓力或流量下工作的，其壓力和流量是靠壓力比例閥和流量比例閥來調度的，通過調整壓力或流量比例閥的打開度來控制壓力和流量大小。

可是，油泵電機在恒速工作、各工序中油泵的輸入功率并沒有多大改動，若用變頻器來調度電機（油泵）的轉速，來結束對壓力和流量的調度，這么既經濟又有用。

5、變頻器在鍋爐變頻調速技術運用

（1）變頻器在鍋爐變頻調速的鼓（引）風控制體系

為了提高鍋爐風量的控制水平，又能抵達節能的作用，選用變頻調速方法對風量進行調度，是首選的方案。由于，運用變頻調速技術可根據用汽量的改動，隨時調整鼓（引）風機的轉速，減少了噪音對環境的污染（電機均工作于額定轉速以下，風的噪音隨之降低），對前進工業清洗水平起到一定的作用。由于鼓（引）風機長時間低于額定轉速的狀況之下工作，電機及風機的軸承不易損壞，延長了運用壽數，電機的發熱量也減少了，修補量降低，停機時間減少，節約了很多的維修費用。

（2）變頻調速器在油田采油井油機中的運用

其一、變頻器具有軟起動功用，起動時電流較小，對電網沖擊小，起動時能耗大為降低。

其二、引進變頻器控制，可結束設備上、下行程自動辨認然后控制抽油機上、下行程的電機工作頻率分別可調，以改動抽油機上、下行程的工作速度。亦可對變頻器能耗制動進行精確控制，以使變頻器更適應當工作工況。加上抽油機沖次的恣意調節，可運用抽油機的抽汲參數對不一樣油進而言更趨合理，當調節適當時，可前進泵的充溢系數，減少泵的漏失，然后前進泵效抵達增產目的。

（3）變頻器在中央空調冷卻泵上的運用

中央空調基本工作原理為選用壓縮機強逼制冷循環，將建筑物中的熱量通過冷媒（通常為水）轉移到制冷劑中，通過冷卻塔再將熱量轉移到大氣中，其間循環水的冷卻泵和冷凍泵所消耗的能量約占總耗能的60%。空調設備均按規劃工況的最大制冷量來考慮的，絕大大都的時間在低負荷情況下工作，因此，運用變頻器進行驅動將節約很多的能量。