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行业新闻
工控常识:变频器有什么作用以及为什么要用到它

发布者:ming  时间:2020-09-04 09:05:06

    最近的工作是组装变频器厂家和在制造厂做质量工程师。在这个行业里也混了几年,对变频器有了一个粗浅的认识。


    1、为什么要变频器?


    以交流电驱动的电机,它的转速与电机的结构有关(具体的说是绕组的磁极数),也与电源的频率有关。


    同步电机为例,它的转速公式:60f/p


    f:电源的频率


    p:磁极对数


    异步电机的转速:60f(1-s)/p


    s:转差率,即异步电机速度n和同步速度n0之差与同步速度之比。s(n0-n)/n0


    异步电动机负载越大,转速就越低,其转差率就越大;反之,负载越小,转速就越高,其转差率就越小。异步电动机带额定负载时,其额定转速很接近同步转速,因此转差率很小,一般为0.01~0.06。


    电机做好后,它的磁极数就定下来了,没有办法再变,即使有办法变,速度也是有“档”,无法实现"无级"变速。


    想要变换电机的转速,就可以通过改变电源的频率来实现。


    要变频率,就得用到变频器。


    具体怎么算磁极数,这个是由电机设计师绕组的连接方式决定。简单地说,电机正常工作时,电机里有几对磁NS极。一般的《电机与拖动》书中都会有具体的讲解。


    2为什么要改变电机的速度?


    A,节能/省钱


    电机的输出功率,与电机的转速有关。通过变频,就可以实现电机功率的可调。


    比如:商用中央空调。白天,楼里办公的人多,需要的制冷量大。晚上下班了,但有人在值班,空调不能关。这个时候,通过驱动空调的电机转速调整,就可以实现不同时段空调制冷量的需求,达到了节能的目的,也就省了电费。


    在没有变频空调的时候,怎么办呢?有一个办法是:采用多个空调机组并联使用。当白天空调需求旺,就多开几部空调。晚上需求量不大的了,就去停掉几部空调。这样麻烦。同时,多部空调机组的采购费用加起来,要超过一台同等制冷量的定频空调。


    同等的制冷量,变频空调要比定频空调价格贵,主要是驱动空调的启动柜贵。但可以通过节省电费把这个价格差赚回来,这就是变频空调的价格竞争优势。


    B,实现低功率启动,减少对电网的冲击


    用电器接入电网的一瞬间,电器内部的突变电流是正常工作电流的6-8倍,这种电流突变,如果功率大了,就会对电网有冲击。


    我们平时家庭用的电器,功率不大,这个问题不明显。当电器的功率太大的时候,比如商用中央空调,这个问题就明显了。


    C,可以获得高转速


    以我现在做的这个行业为例,现在有一种磁悬浮离心压缩机,它的旋转部分的轴承是利用强磁将轴顶起来,悬在空中。旋转部分高速转动时,对零件没有摩擦,阻力小,且没有磨损。驱动的电机就可以以很高的转速带动叶轮工作。为了让电机可以高速转,就用变频器提供200Hz的电源来驱动电机。


    当然,为了让齿轮高速转,也有其它办法:利用齿轮多次变速,但这样一来,最后一级齿轮的寿命就不会久。


    采用磁悬浮结构的压缩机,可以有很高的转速,这样,同等制冷量的二台压缩机,采用50Hz电机驱动的普通轴承压缩机,个头要比磁悬浮的大很多。


    D,电机的功率相对可以做得小一点


    通过变频器将要高速的旋转部分,可以将由静止慢慢加速到最高转速。如果采用直接启动,电机的功率要做得很大很大很大,就是大牛拉小车的意思。


    这个很好理解,汽车由静止加速到100公里的时间。这个加速时间越短的汽车,它的发动机排量都是越大。


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