控制電機(jī)的啟動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)

變頻調(diào)速系統(tǒng)在各類中小型企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。這都是得益于我們可以變頻調(diào)速方案可以提供精確的速度控制，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。因此，它可以很容易地控制機(jī)械傳動(dòng)的上升、下降、橫移等運(yùn)行動(dòng)作，提高過程的效率(變速不依賴于機(jī)械部分)，比傳統(tǒng)的勻速運(yùn)行的電機(jī)更節(jié)能。以下是在生產(chǎn)活動(dòng)中使用變頻調(diào)速的10個(gè)理由:

(1)控制電機(jī)的啟動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。

電動(dòng)機(jī)直接用工頻起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的4 ~ 7倍。過大的電流會(huì)增加電機(jī)繞組的電應(yīng)力并產(chǎn)生熱量，從而縮短電機(jī)的壽命。變頻器(以下簡(jiǎn)稱-VFD)采用變頻調(diào)速技術(shù)，可以按照V/F或矢量控制方式驅(qū)動(dòng)負(fù)載。采用變頻調(diào)速可以充分降低啟動(dòng)電流，提高繞組的承載能力，降低機(jī)械設(shè)備的沖擊、故障率和設(shè)備維護(hù)成本。

(2)減少電網(wǎng)電壓波動(dòng)和電網(wǎng)污染。

當(dāng)電機(jī)以工頻啟動(dòng)時(shí)，電流會(huì)急劇增加，而電壓會(huì)大幅波動(dòng)。電壓降的大小將取決于起動(dòng)馬達(dá)的功率和配電網(wǎng)絡(luò)的容量。電壓下降會(huì)導(dǎo)致同一供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓敏感設(shè)備跳閘或工作異常，如PC、傳感器、接近開關(guān)、接觸器等。但采用變頻驅(qū)動(dòng)方案后，由于可以在零頻率、零電壓下分步啟動(dòng)，可以很大程度上消除電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。

(3)啟動(dòng)所需功率較低，降低了電網(wǎng)容量要求。

電機(jī)的功率與電流和電壓的乘積成正比，所以直接用工頻啟動(dòng)的電機(jī)消耗的功率會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻所需的功率。在某些工況下，其配電系統(tǒng)已達(dá)到優(yōu)良極限，其直接工頻起動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的浪涌會(huì)對(duì)同網(wǎng)其他用戶造成嚴(yán)重影響，將被電網(wǎng)運(yùn)行人員警告甚至罰款。如果采用VFD來啟動(dòng)和停止電機(jī)，可以改善這類問題。

(4)可控加速功能，改善設(shè)備工況。

變頻調(diào)速可以從零速開始，根據(jù)用戶需要均勻加速，其加速曲線也可以選擇(直線加速、S形加速或自動(dòng)加速)。如果電機(jī)或所連接的機(jī)械部分的軸或齒輪在工頻啟動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生劇烈振動(dòng)，這種振動(dòng)會(huì)進(jìn)一步加劇機(jī)械磨損和損耗，降低機(jī)械部分和電機(jī)的使用壽命。

(5)運(yùn)行速度可調(diào)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

變頻調(diào)速方案能優(yōu)化工藝流程，并能根據(jù)工藝流程快速變化。還可以通過遙控PLC或其他控制器實(shí)現(xiàn)智能速度控制，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的加工效果。

(6)可調(diào)扭矩限制，提供設(shè)備保護(hù)。

變頻調(diào)速后，可以設(shè)定相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩極限，保護(hù)機(jī)械不受損壞，從而保證工藝的連續(xù)性和產(chǎn)品的可靠性。目前變頻技術(shù)不僅使轉(zhuǎn)矩極限可調(diào)，而且轉(zhuǎn)矩控制精度可以達(dá)到3% ~ 5%左右。在工頻狀態(tài)下，只能通過檢測(cè)電流值或熱保護(hù)裝置來控制電機(jī)，無法像變頻控制那樣設(shè)定準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)矩值。

(7)可控停機(jī)模式，實(shí)現(xiàn)精確控制。

就像可控加速一樣，在變頻調(diào)速中，可以控制停止方式，有不同的停止方式可供選擇(減速停車、自由停車、減速停車+DC制動(dòng))。同樣，它可以減少對(duì)機(jī)械部件和電機(jī)的沖擊，從而使整個(gè)系統(tǒng)更加可靠，并相應(yīng)延長(zhǎng)其使用壽命。

(8)降低能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

對(duì)于離心風(fēng)機(jī)或水泵等二次負(fù)載使用VFD可以大大降低能耗，這在十幾年的工程經(jīng)驗(yàn)中已經(jīng)有所體現(xiàn)。因?yàn)樽罱K能耗是電機(jī)轉(zhuǎn)速的平方比，變頻后投資回報(bào)會(huì)更快?！?

(9)設(shè)備運(yùn)行方向可逆，易于實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。

在VFD control中，實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)行控制，不需要額外的可逆控制器件，只需要改變輸出電壓的相序，可以降低維護(hù)成本，節(jié)省安裝空間。

(10)減少機(jī)械傳動(dòng)部件，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

目前矢量控制變頻器老驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高效率的扭矩輸出，從而省去齒輪箱等機(jī)械傳動(dòng)部件，最終形成直接變頻傳動(dòng)系統(tǒng)。

我國(guó)能源利用效率低下，主要原因是粗放型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，結(jié)構(gòu)不合理、技術(shù)裝備落后、管理水平低。采用變頻器對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，對(duì)節(jié)約能源、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。變頻器在省力化、自動(dòng)化、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品合格率方面的應(yīng)用與在節(jié)能領(lǐng)域同樣重要。機(jī)械設(shè)備采用變頻調(diào)速傳動(dòng)，可以增加設(shè)備的使用壽命，減小機(jī)械設(shè)備的噪音，使設(shè)備小型化，工作環(huán)境、生活環(huán)境更具有舒適性。

變頻調(diào)速技術(shù)的原理是通過改變電機(jī)的輸入頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制。變頻調(diào)速技術(shù)的關(guān)鍵是控制電機(jī)的輸入頻率，通過改變電機(jī)的輸入頻率，可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制。變頻調(diào)速技術(shù)可以有效提高電機(jī)的調(diào)速效率，從而提高電機(jī)的性能和可靠性。

1)變頻調(diào)速技術(shù)的原理是把工頻50 Hz 的交流電轉(zhuǎn)換成三相頻率和電壓可調(diào)的交流電，通過改變交流電動(dòng)機(jī)定子繞組的供電頻率，在改變頻率的同時(shí)也改變電壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的(即VVVF技術(shù))。目前的變頻器系統(tǒng)還采用微機(jī)控制技術(shù)，它可根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、平滑地增速或減速。

2)交流變頻調(diào)速系統(tǒng)一般由三相交流異步電動(dòng)機(jī)、變頻器及控制器組成，它與直流調(diào)速系統(tǒng)相比具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：

(1)異步電動(dòng)機(jī)比直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，價(jià)格低，它沒有換向器，運(yùn)行可靠;

(2)控制電路比直流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易于維護(hù);

(3)變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，能平滑調(diào)速，其調(diào)速靜態(tài)精度及動(dòng)態(tài)品質(zhì)好，而且節(jié)能顯著，是目前世界公認(rèn)的交流電動(dòng)機(jī)的最理想、最有前途的調(diào)速技術(shù)，因而在國(guó)際上獲得了廣泛的應(yīng)用。

變頻調(diào)速技術(shù)的特點(diǎn)主要有：

1)可以實(shí)現(xiàn)高效率的調(diào)速控制;

2)可以實(shí)現(xiàn)精確的調(diào)速控制;

3)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的調(diào)速控制;

4)可以實(shí)現(xiàn)靈活的調(diào)速控制;

5)可以實(shí)現(xiàn)安全可靠的調(diào)速控制。變頻調(diào)速技術(shù)可以有效提高電機(jī)的調(diào)速效率，從而提高電機(jī)的性能和可靠性。