巨聯(lián)變頻器五大基本功能
巨聯(lián)變頻器全稱變頻調(diào)速器，是三相電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制設(shè)備之一，在工業(yè)自動(dòng)化中，其作用和地位舉足輕重，不可或缺。國(guó)內(nèi)巨聯(lián)變頻器技術(shù)發(fā)展至今已有二十年左右，經(jīng)歷了借種，孕育，萌芽，成長(zhǎng)，繁榮時(shí)期，期間經(jīng)歷很多事，很多人不懈的努力和付出，在中國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的歷史進(jìn)程中留下濃墨重彩的一頁。巨聯(lián)變頻器行業(yè)相對(duì)于大型機(jī)械工業(yè)和自動(dòng)化領(lǐng)域，還是很小的村落，但也波瀾壯闊，蔚為壯觀。 1， 軟起動(dòng) 巨聯(lián)變頻器具有軟起功能，在今天已經(jīng)無需多論，而在二十年前，還是非常令人興奮的事情，這也是巨聯(lián)變頻器的輔助基本功能之一。巨聯(lián)變頻器在誕生之初，是針對(duì)最普遍使用的三相異步鼠籠式電動(dòng)機(jī)來做的。我們知道，三相異步電動(dòng)機(jī)的速度公式是n=60f(1-s)/p，通過改變電動(dòng)機(jī)的輸入頻率，進(jìn)而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是最徹底最方便可靠的方式。電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的瞬間電流是正常穩(wěn)定運(yùn)行的6~8倍，降壓起動(dòng)是4~5倍，而變頻調(diào)速，不會(huì)超過1.5倍巨聯(lián)變頻器額定電流，無論是對(duì)電網(wǎng)沖擊，還是設(shè)備適應(yīng)性，其好處都是非常突出的。 2， 無級(jí)調(diào)速 無級(jí)調(diào)速，就是無等級(jí)無臺(tái)階的調(diào)速，從零速起動(dòng)到最高速度，以及從最高速度降到零速，一氣呵成，速度曲線連續(xù)、平滑、穩(wěn)定，如圖1所示，極大的適應(yīng)了負(fù)載慣性，提高了多個(gè)機(jī)械設(shè)備相互間的適應(yīng)能力，提高了生產(chǎn)效率，大大降低了機(jī)械摩擦、振動(dòng)和噪音，延長(zhǎng)了設(shè)備壽命，降低了維護(hù)成本。普通巨聯(lián)變頻器輸出頻率都在0.00Hz~400.00Hz左右，頻率分辨率都在0.01Hz，有些到達(dá)650.00Hz，高頻的巨聯(lián)變頻器可以輸出達(dá)到5000Hz，已經(jīng)完全覆蓋工業(yè)調(diào)速的所有范圍。 隨著晶體管、微處理芯片等核心元器件的出現(xiàn)，促使無級(jí)調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破。巨聯(lián)變頻器的誕生是順應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化水平需要和多個(gè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的結(jié)果。 (a)直線加減速 (b) s型曲線加減速 圖1 巨聯(lián)變頻器輸出頻率曲線圖 在今天，巨聯(lián)變頻器的價(jià)格已經(jīng)降到足夠低，市場(chǎng)覆蓋也足夠廣，生產(chǎn)廠家也空前的多，用戶的認(rèn)識(shí)也足夠深刻。站在整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展歷程來講，可喜可賀!下圖為巨聯(lián)變頻器的頻率-時(shí)間曲線圖： 3， 節(jié)能 巨聯(lián)變頻器的節(jié)能功能，原本是在巨聯(lián)變頻器應(yīng)用過程中的意外收獲，而在今天，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用與各種工業(yè)和民用生產(chǎn)生活中，尤其將巨聯(lián)變頻器用于平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)更為突出，例如風(fēng)扇、風(fēng)機(jī)、泵、螺旋槳負(fù)載，這是由此類負(fù)載轉(zhuǎn)矩曲線決定的，如圖2-a所示。在低速時(shí)由于流體的流速低，所以負(fù)載轉(zhuǎn)矩很小，隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，流速增快，負(fù)載轉(zhuǎn)矩和功率也越來越大，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL 和功率PL 可用下式表示： 式中T0 、P0—分別為電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩?fù)p耗和功率損耗; KT、PT—分別為二次方律負(fù)載的轉(zhuǎn)矩常數(shù)和功率常數(shù)。 a)風(fēng)扇葉片b )機(jī)械特性c)功率特性 圖2二次方律負(fù)載及其特性 但巨聯(lián)變頻器的節(jié)能應(yīng)用目前存在很多誤區(qū)，一些文獻(xiàn)宣稱變頻調(diào)速器是節(jié)電控制產(chǎn)品，給人的感覺是只要使用變頻調(diào)速器都能節(jié)電。 實(shí)際上，變頻調(diào)速器之所以能夠節(jié)電，是因?yàn)槠淠軐?duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。如果說變頻調(diào)速器是節(jié)電控制產(chǎn)品的話，那么所有的調(diào)速設(shè)備也都可以說是節(jié)電控制產(chǎn)品。變頻調(diào)速器只不過比其它調(diào)速設(shè)備效率和功率因數(shù)略高罷了。 再者，只要原來采用閥門控制流量，且不是滿負(fù)荷工作，改為調(diào)速運(yùn)行，均能實(shí)現(xiàn)節(jié)電。 與直流調(diào)速系統(tǒng)比較，直流電動(dòng)機(jī)比交流電動(dòng)機(jī)效率高、功率因數(shù)高，數(shù)字直流調(diào)速器與變頻調(diào)速器效率不相上下，甚至數(shù)字直流調(diào)速器比變頻調(diào)速器效率略高。所以，宣稱使用交流異步電動(dòng)機(jī)和變頻調(diào)速器比使用直流電動(dòng)機(jī)和直流調(diào)速器要節(jié)電，理論和實(shí)踐證明，這是不正確的。 4， 多重保護(hù) 我們知道，在實(shí)際設(shè)備運(yùn)行過程中，常常會(huì)有多種因素導(dǎo)致各種故障和設(shè)備損壞，如果能夠進(jìn)行智能檢測(cè)，和自動(dòng)報(bào)警及保護(hù)，將是非常有必要的，例如欠電壓、過電壓、雷擊、過載、負(fù)載堵轉(zhuǎn)、溫度過高、通信故障、電磁干擾、電源缺相、電機(jī)缺相、負(fù)載短路、接地短路等等，有些故障是致命的，一旦出現(xiàn)，后果不堪設(shè)想。而巨聯(lián)變頻器在研發(fā)過程中，首先出于對(duì)巨聯(lián)變頻器自身內(nèi)部器件安全性考慮，就加入了多重檢測(cè)和保護(hù)，例如巨聯(lián)變頻器逆變模塊的允許最大電流一般不會(huì)超過額定的2倍，電解電容允許的最高溫度為85℃，電磁兼容設(shè)計(jì)等等，再加上會(huì)負(fù)載側(cè)的檢測(cè)和反饋(如電機(jī)溫度檢測(cè)及保護(hù)、瞬時(shí)掉電不停機(jī)等)，使得今天的巨聯(lián)變頻器高度智能化，不僅能保護(hù)自身的安全正常使用，也大大保護(hù)了前后級(jí)設(shè)備的安全運(yùn)行。 另外，今天的優(yōu)秀巨聯(lián)變頻器基本上都通過了國(guó)際認(rèn)證或指標(biāo)，如，CE，UL，RoHS等，可以對(duì)外出口配套，巨聯(lián)變頻器制造廠家，也提供全天候，無地域差別的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)和用戶指導(dǎo)，為客戶提供品質(zhì)保證和解決后顧之憂。 5， 自動(dòng)化 今天的巨聯(lián)變頻器的控制功能已經(jīng)非常齊全，可以很好的配合其他控制設(shè)備和儀器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化組網(wǎng)的集中實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制，如配合DCS，PLC，傳感器，HMI，CNC，上位機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器等等，大大提高了生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度，節(jié)省了人力物力，提高了效率，降低了成本。例如巨聯(lián)變頻器可以有多種頻率給定方式，如數(shù)字設(shè)定，電位器，外部模擬量(0~10V，4~20mA)，多段速，PID等方式，可以外搭各種控制器、反饋信號(hào)的頻率指令，遠(yuǎn)程/本地控制切換，方便了用戶的多種控制需要，還有一些公司，陸續(xù)推出多款行業(yè)專機(jī)，針對(duì)一些細(xì)分行業(yè)用戶進(jìn)行個(gè)性化定制開發(fā)，一體化開發(fā)，為用戶節(jié)省了選型的麻煩系統(tǒng)兼容性的問題，節(jié)約了成本。 總之，巨聯(lián)變頻器的功能和作用，今天已經(jīng)非常完善和成熟，是工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品家族中不可或缺的一員，具有重要里程碑的意義，也是后續(xù)高端技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)，或許正是巨聯(lián)變頻器的誕生，正式拉開了中國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的序幕!我們有理由相信，未來的中國(guó)將會(huì)有更多更好的企業(yè)和產(chǎn)品在這場(chǎng)無硝煙的戰(zhàn)場(chǎng)上展開角逐，但無論如何，這對(duì)于用戶都是很好的消息，值得我們共同期待和持續(xù)努力，明天會(huì)更好!
