1變頻調(diào)速理論

1.1變頻的工作原理

異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率F成正比(n=(1-S)×60×f/p)。改變定子供電頻率會改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變電機(jī)的輸入功率。變頻調(diào)速裝置將電網(wǎng)的50 Hz交流電變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電，驅(qū)動交流電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。其特點(diǎn)是效率高，無調(diào)速帶來的附加轉(zhuǎn)差損失，調(diào)速范圍大，精度高，無級調(diào)速，大量節(jié)能。由于其與自動控制系統(tǒng)通訊方便，已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

1.2變頻調(diào)速的節(jié)能原理

以變頻器調(diào)速水泵為例，變頻器節(jié)能空間的計(jì)算方法如下。根據(jù)流體力學(xué)的知識，P(功率)=Q(流量)×H(壓力)。流量與轉(zhuǎn)速n的冪成正比，壓力h與轉(zhuǎn)速n的平方成正比..當(dāng)水泵效率不變，所需流量Q降低時(shí)，可調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，使電機(jī)轉(zhuǎn)速N成比例降低。此時(shí)電機(jī)的功率P會按照立方關(guān)系大大降低，比風(fēng)門和閥門節(jié)能40% ~ 50%，從而達(dá)到省電的目的。比如一臺電機(jī)的功率為P0=55 kW，當(dāng)轉(zhuǎn)速降至原轉(zhuǎn)速的4/5時(shí)，節(jié)電率為48%從P=(4/5)3P0=64/125×55=28.16 kW，當(dāng)轉(zhuǎn)速降至原轉(zhuǎn)速的1/2時(shí)，P = (1/2) 3P0 = 1/。

2控制原理

2.1變頻器控制原理

電源直接作為變頻器的輸入電源，再通過變頻器的輸出連接到電機(jī)。它可以調(diào)節(jié)和控制電機(jī)的啟動、停止和轉(zhuǎn)速。裝置還提供報(bào)警指示、故障指示、待機(jī)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)等保護(hù)信息，以及一些必要的電流、轉(zhuǎn)速指示，方便運(yùn)行人員操作控制。有手動和自動操作模式。

1)手動模式下，泵的運(yùn)行由控制柜上的啟停按鈕控制，可以根據(jù)需要控制泵的啟停。該模式主要用于設(shè)備調(diào)試、自動故障和維護(hù)。

2)自動運(yùn)行時(shí)，您可以直接從控制面板將轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到自動位置，按下啟動按鈕，變頻器的輸出頻率將從零開始上升。系統(tǒng)將自動完成泵的啟動、停止、循環(huán)變頻的所有操作過程，并根據(jù)液位反饋?zhàn)詣诱{(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，以保持液位穩(wěn)定。

2.2液位控制原理

施耐德ATV61變頻器采用目前廣泛使用的PID控制技術(shù)。PID嵌入在變頻器的應(yīng)用宏中，如根據(jù)液位調(diào)節(jié)頻率，根據(jù)PID調(diào)節(jié)參數(shù)，使系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，始終保持液位穩(wěn)定。在加壓給料泵的應(yīng)用中，加壓過濾器水箱的液位信號變成4 ~ 20 mA的標(biāo)準(zhǔn)信號，送入變頻器內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)器。PID運(yùn)行與給定的液位參數(shù)比較后，運(yùn)行頻率輸出給變頻器，變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)供水量，維持恒定的液位。2.4增壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)勢

2.3改善設(shè)備的啟動特性，延長設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

充電泵電機(jī)額定電流為287.8 A，直接啟動時(shí)電流為額定電流的5 ~ 7倍。產(chǎn)生的電流沖擊和轉(zhuǎn)矩沖擊會給供電系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)帶來不利影響，因此有必要采用軟啟動方案。但采用常規(guī)降壓啟動時(shí)，由于啟動過程中工頻不變，滑差過大的存在必然導(dǎo)致大的過電流。采用變頻控制方式的軟啟動方案時(shí)，變頻器驅(qū)動電機(jī)從零速啟動，逐漸調(diào)節(jié)頻率，直至達(dá)到其額定轉(zhuǎn)速。一般電動機(jī)的起動電流小于額定電流的1.5倍，不會產(chǎn)生過電流，能提供與額定轉(zhuǎn)矩相等的起動轉(zhuǎn)矩，從而改善起動特性，直接延長設(shè)備的使用壽命，降低故障率，提高運(yùn)行可靠性。

2.4.3優(yōu)化員工的工作環(huán)境。

變頻器加壓給料泵的平穩(wěn)調(diào)速保證了設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行，取消了員工對閥門等設(shè)備的頻繁操作，實(shí)現(xiàn)了無人值守。同時(shí)降低了閥門開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的噪音，優(yōu)化了工作環(huán)境，降低了員工的工作強(qiáng)度。