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            廣州市寶米勒電氣技術有限公司

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            變頻器應用時的12個技巧問題

            bmller 2021-04-02

            01

            信號線及控制線應選用屏蔽線,這樣對防止干擾有利。當線路較時,例如距離躍100 m,導線截面應放大些。信號線及控制線不要與動力線放置在同一電纜溝或橋架中,以免相互干擾,最好穿管放置,這樣更合適。

            02

            傳輸信號以選用電流信號為主,因電流信號不容易衰減,亦不容易受干擾。實際應用中傳感器輸出的信號是電壓信號,可以通過變換器將電壓信號變換成電流信號。

            03

            變頻器閉環控制一般都是正作用的,即輸入信號大,輸出量亦大(例如中央空調制冷工作時及一般壓力、流量、溫度等控制時)。但亦有反作用的,即輸入信號大,輸出量反?。ɡ缰醒肟照{在制熱工作時以及供熱站的取暖熱水泵)。

            04

            在閉環控制時能選用壓力信號的,就不要選用流量信號。這是因為壓力信號傳感器價格低,安裝容易,工作量小,調試方便。但工藝過程有流量配比要求的,且要求精確時,那就必須選用流量控制器,并根據實際的壓力、流量、溫度、介質、速度等來選用合適的流量計(例如電磁式、靶式、渦街式、孔板式等)。

            05

            變頻器內置的PLC、PID功能適合用于信號變動量較小、較穩定的系統。但由于內置的PLC、PID功能在工作時只調時間常數,所以難以得到較為滿意的過度過程要求,而且調試比較費時。
              另外這種調節不是智能的,故一般不經常采用,而是選用外置的智能化的PID 調節器。例如日本富士PXD 系列、廈門安東等,十分方便。使用時只要設置SV(上限值),工作時有PV(運行值)指示,又是智能化,保證具有最佳的過渡過程條件,使用較為理想。關于PLC,可按控制量的性質、點數、數字量、模擬量、信號處理等要求,選用外置PLC 的各種品牌。

            06

            信號變換器在變頻器外圍電路中亦被經常用到,一般由霍爾元件加電子線路組成。按信號變換和處理方式可分為電壓變電流、電流變電壓、直流變交流、交流變直流、電壓變頻率、電流變頻率、一進多出、多進一出、信號疊加、信號分路等各種變換器。例如深圳的圣斯爾CE-T 系列電量隔離傳感器/變送器,應用十分方便。國內類似產品不少,用戶可按需要自行選擇應用。

            07

            變頻器在應用時往往要配外圍電路,其方式常有:
            ?。?)由自制繼電器等控制元件組成的邏輯功能電路;
            ?。?)買現成的單元外置電路;
            ?。?)選用簡易可編程控制器LOGO;
            ?。?)使用變頻器不同功能時,可選用功能卡;
            ?。?)選用中小型可編程序控制器。

            08

            多臺水泵并聯恒壓供水(例如城市自來水廠的清水泵、中大型水泵站、供熱水中心站等)的變頻技術改造方案常見的有以下兩種
            方案(1)節省初投資,但節能效果差。起動時先起動變頻器至50 Hz 后,再起動工頻,后轉入節能控制。供水系統中只有采用變頻器拖動的水泵,壓力略小些,系統存在湍流現象,有損耗
            方案(2)投資較大,但比方案(1)多節能20%,猿臺泵壓力一致,無湍流損耗,效果更佳。

            09

            多臺水泵并聯恒壓供水時采用信號串聯方式只用一個傳感器,其優點如下。
            ?。?)節省成本。只要一套傳感器及PID。
            ?。?)因只有一個控制信號,所以輸出頻率一致,即同頻率,這樣壓力亦一致,不存在湍流損耗。
            ?。?)恒壓供水時,當流量變化,泵的開動臺數通過PLC 控制隨之變化。最少時1 臺,中等量時2臺,較大量時3 臺。當變頻器不工作停機時,電路(電流)信號是通路的(有信號流入,無輸出電壓、頻率)。
            ?。?)更有利的是,因為系統只有一個控制信號,即使3 臺泵投入不同,但工作頻率卻相同(即同步),壓力亦一致,這樣湍流損耗為零,亦即損耗最小,所以節電效果最佳。

            10

            減小基底(基本頻率)是提高起動轉矩最有效的方式。

            為什么減小基底頻率提高起動轉矩是最有效的呢?具體如表1 所列。
            由于起動轉矩大幅度提高,所以一些難以起動的設備,例如擠出機、清洗機、甩干機、混料機、涂料機、混合機、大型風機、水泵、羅茨鼓風機等均能順利起動了。這比通常提高起動頻率進行起動效果明顯。使用此法再配合由重載變輕載措施,提高電流保護到最大值,幾乎一切設備都能起動了。因此說采用減小基底頻率來提高起動轉矩是最有效的,亦是最方便的辦法。
            在應用此條件時基底頻率減小不一定非要一下降至30 Hz??刹捎妹? Hz逐步進行下降,下降到達的頻率只要能起動系統就行。
            基底頻率下限不要低于30 Hz。從轉矩看,下限越低轉矩越大。但亦要考慮,電壓上升過快,動態du/dt過大時對IGBT有損傷。實際使用結果是,在50 Hz下降到30 Hz 的范圍時可安全放心地使用此提升轉矩的措施。
            有人擔心,例如下降基底頻率為30 Hz 時電壓已達380 V。那么當正常工作有可能需要達到50 Hz 時,是否輸出電壓躍380 V,這樣電動機受不了,回答是這樣的現象是不會發生的。
            有人擔心如下降基底為30 Hz 時,電壓已達380 V。那么正常工作有可能需要達50 Hz 時輸出頻率是否可達額定頻率50 Hz,回答是輸出頻率當然可以達到50 Hz。

            11

            動壓、靜壓、全壓三者間關系如下。
            靜壓是水泵出水口壓力直至最高點時所需壓力(揚程),一般每10 m高水柱是1 kg水壓。
              動壓是水流動過程中,液體與管壁、閥門(調節閥、制回閥、減壓閥等)、同一斷面不同層存在的流速差所引起的阻力所造成的壓力降,這部分計算很困難,按實際經驗,動壓臆20%(最大時)靜壓值。
              全壓=(靜壓+動壓)=1.2 靜壓。
              水泵一定要設定下限頻率約在30 Hz,否則易把封閉管內水抽空。因大量空氣溶入水中,待起動水泵時,易產生氣室,形成高壓危險。

            12

            經驗值與經濟值介紹如下。
              應用變頻器對各種設備來說實現節電是可行的,這已有很多現實成功案例證實。
              經驗值是較保守的,而且有較大富裕度,不是最經濟的,有潛力可挖。使用經驗值時按現場實際布置,使用工況參數,要有一定的變動,以不影響正常使用為下限條件。這是有可能實現節能的前提。
              經濟值是以滿足系統下限條件為原則,把經驗值適度下降,挖掘潛力來實現節能功效。若使用工況參數不變,節能從何說起?況且變頻器本身不是能源的發生器械(發電機、蓄電池、太陽能),其自身效率很高,在97%到98%,但總還存在損耗,為2%到3%。


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