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变频器在应用中的12个技巧

文章出处:雷天责任编辑:Admin
发表时间:2018/3/14

1)信号线 及控制线应选用屏蔽线,这样对防止干扰有利。当线路较长时,例如距离跃100 m,导线截面应放大些。信号线 及控制线不要与动力线放置在同一电缆沟或桥架中,以免相互干扰,最好穿管放置,这样更合适。

2)传输信 号以选用电流信号为主,因电流 信号不容易衰减,亦不容易受干扰。实际应 用中传感器输出的信号是电压信号,可以通 过变换器将电压信号变换成电流信号。

3)变频器 闭环控制一般都是正作用的,即输入信号大,输出量亦大(例如中 央空调制冷工作时及一般压力、流量、温度等控制时)。但亦有反作用的,即输入信号大,输出量反小(例如中 央空调在制热工作时以及供热站的取暖热水泵)。闭环控制如图1所示。

4)在闭环 控制时能选用压力信号的,就不要选用流量信号。这是因 为压力信号传感器价格低,安装容易,工作量小,调试方便。但工艺 过程有流量配比要求的,且要求精确时,那就必 须选用流量控制器,并根据实际的压力、流量、温度、介质、速度等 来选用合适的流量计(例如电磁式、靶式、涡街式、孔板式等)。

5)变频器内置的PLC、PID功能适 合用于信号变动量较小、较稳定的系统。但由于内置的PLC、PID功能在 工作时只调时间常数,所以难 以得到较为满意的过度过程要求,而且调试比较费时。

另外这 种调节不是智能的,故一般不经常采用,而是选 用外置的智能化的PID 调节器。例如日本富士PXD 系列、厦门安东等,十分方便。使用时只要设置SV(上限值),工作时有PV(运行值)指示,又是智能化,保证具 有最佳的过渡过程条件,使用较为理想。关于PLC,可按控制量的性质、点数、数字量、模拟量、信号处理等要求,选用外置PLC 的各种品牌,例如西门子的S7-400、S7-300、S7-200等。

6)信号变 换器在变频器外围电路中亦被经常用到,一般由 霍尔元件加电子线路组成。按信号 变换和处理方式可分为电压变电流、电流变电压、直流变交流、交流变直流、电压变频率、电流变频率、一进多出、多进一出、信号叠加、信号分 路等各种变换器。例如深圳的圣斯尔CE-T 系列电量隔离传感器/变送器,应用十分方便。国内类似产品不少,用户可 按需要自行选择应用。

7)变频器 在应用时往往要配外围电路,其方式常有:

(1)由自制 继电器等控制元件组成的逻辑功能电路;

(2)买现成 的单元外置电路(例如日本三菱公司的);

(3)选用简 易可编程控制器LOGO(国外、国内都有此产品);

(4)使用变 频器不同功能时,可选用功能卡(例如日本三垦变频器);

(5)选用中 小型可编程序控制器。

8)多台水 泵并联恒压供水(例如城 市自来水厂的清水泵、中大型水泵站、供热水中心站等)的变频 技术改造方案常见的有两种。

按使用经验,方案(1)节省初投资,但节能效果差。起动时 先起动变频器至50 Hz 后,再起动工频,后转入节能控制。供水系 统中只有采用变频器拖动的水泵,压力略小些,系统存在湍流现象,有损耗。方案(2)投资较大,但比方案(1)多节能20%,3台泵压力一致,无湍流损耗,效果更佳。

9)多台水 泵并联恒压供水时采用信号串联方式只用一个传感器,其优点如下。

(1)节省成本。只要一套传感器及PID,如图4所示。

(2)因只有一个控制信号,所以输出频率一致,即同频率,这样压力亦一致,不存在湍流损耗。

(3)恒压供水时,当流量变化,泵的开动台数通过PLC 控制随之变化。最少时1 台,中等量时2台,较大量时3 台。当变频 器不工作停机时,电路(电流)信号是通路的(有信号流入,无输出电压、频率)。

(4)更有利的是,因为系 统只有一个控制信号,即使3 台泵投入不同,但工作频率却相同(即同步),压力亦一致,这样湍流损耗为零,亦即损耗最小,所以节电效果最佳。

10)减小基底(基本频率)是提高 起动转矩最有效的方式。原理分析如下。

(2)为什么 减小基底频率提高起动转矩是最有效的呢?具体如表1 所列。

由表1知,由于起 动转矩大幅度提高,所以一 些难以起动的设备,例如挤出机、清洗机、甩干机、混料机、涂料机、混合机、大型风机、水泵、罗茨鼓 风机等均能顺利起动了。这比通 常提高起动频率进行起动效果明显。使用此 法再配合由重载变轻载措施,提高电 流保护到最大值,几乎一 切设备都能起动了。因此说 采用减小基底频率来提高起动转矩是最有效的,亦是最方便的办法。

(3)在应用 此条件时基底频率减小不一定非要一下降至30 Hz。可采用每5 Hz逐步进行下降,下降到 达的频率只要能起动系统就行。

(4)基底频 率下限不要低于30 Hz。从转矩看,下限越低转矩越大。但亦要考虑,电压上升过快,动态du/dt过大时对IGBT有损伤。实际使用结果是,在50 Hz下降到30 Hz 的范围 时可安全放心地使用此提升转矩的措施。

(5)有人担心,例如下降基底频率为30 Hz 时电压已达380 V。那么当 正常工作有可能需要达到50 Hz 时,是否输出电压跃380 V,这样电动机受不了,回答是 这样的现象是不会发生的。

(6)有人担 心如下降基底为30 Hz 时,电压已达380 V。那么正 常工作有可能需要达50 Hz 时输出 频率是否可达额定频率50 Hz,回答是 输出频率当然可以达到50 Hz。

(7)以上(5)(6)两条由 软件编写过程决定。使用过程已证实了,这两点尽可放心。

11)动压、静压、全压三者间关系如下:

(1)静压是 水泵出水口压力直至最高点时所需压力(扬程),一般每10 m高水柱是1 kg水压。

动压是水流动过程中,液体与管壁、阀门(调节阀、制回阀、减压阀等)、同一断 面不同层存在的流速差所引起的阻力所造成的压力降,这部分计算很困难,按实际经验,动压臆20%(最大时)静压值。

全压越(静压+动压)臆1.2 静压。

水泵一 定要设定下限频率约在30 Hz,否则易 把封闭管内水抽空。因大量空气溶入水中,待起动水泵时,易产生气室,形成高压危险。

12)经验值 与经济值介绍如下:

应用变 频器对各种设备来说实现节电是可行的,这已有 很多现实成功案例证实。

(1)经验值是较保守的,而且有较大富裕度,不是最经济的,有潜力可挖。使用经 验值时按现场实际布置,使用工况参数,要有一定的变动,以不影 响正常使用为下限条件。这是有 可能实现节能的前提。

经济值 是以满足系统下限条件为原则,把经验值适度下降,挖掘潜 力来实现节能功效。若使用工况参数不变,节能从何说起?况且变 频器本身不是能源的发生器械(发电机、蓄电池、太阳能),其自身效率很高,在97%—98%,但总还存在损耗,为2%—3%。

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