变频器如何实现“变频”?
变频器在工业自动化控制方面应用及其广泛,它可以实现三相交流电动机的无极调速,无极调速主要依据电动机转速公式:n = 60f/p (1-s)
n——电动机的转速(每分钟旋转次数,rpm/min)
f——电源的频率(交流电的工作频率,Hz)
p——电动机的磁极对数(电动机制造完成后其磁极对数固定不变)
s——电动机的转差率(异步电机存在转差率,同步电机转差率为零)
变频器是一种能够把电压和频率固定不变的交流电转换为电压和频率可变的交流电装置,它的工作过程包括整流、平波、逆变等几个阶段。
电动机使用变频器的目的就是为了调速,并且降低启动电流。变频器为了产生可调的电压和频率,三相工频(50Hz)交流电源首先经过交流电(AC)到直流电(DC)的转化,这个过程叫做“整流”。
平波和逆变阶段
整流后的直流电压中含有脉动的电压(电流),为了***这种波动,我们使用电容或电感来吸收脉动电压(电流)。
要实现电源电压、频率的改变必须先把电源转变为近似的直流电源(整流过程),而后利用电子半导体元器件如IGBT开关来控制输出脉动电压,产生的脉动电压需经过数字调制方法(PWM)等方式才能正确的转化为需要的模拟正弦波输出电压,此过程实现了直流到交流的逆变以及输出电压、频率的改变。循环风机高速启动,传动带与轴承之间磨损非常厉害,使传动带变成了一种易耗品。
近年来国内变频器之所以迟迟没有成熟,正是因为当前变频器市场还面临着诸多产业瓶颈。具体来说,一方面是技术难以突破,目前国内变频器主要还处于初级成长阶段,更多的发力在中低端市场。而髙端市场则很少涉及。
另一方面这几年变频器市场割据战不断,企业为了构建自己的竞争优势,大打价格战,却忽略了对产品质量、性能、用户需求的考虑,导致市场乱象丛生;而且部分只看到眼前利益未制定长远规划的企业也在一定程度上阻碍了整个行业的进步。
此外,国外品牌长期占据国内市场,向本土品牌建设提出了挑战。目前,外资品牌占据国内变频器市场95%以上的份额,本土品牌尚难与其抗衡,生存空间也在逐渐减少。可以说,民族品牌的崛起迫在眉睫。
由于变频器为电子器件装置,对环境要求比较严格,从产品的说明书中也可以看出环境对变频器的影响。比如振动会导致电子器件损伤;潮湿环境、腐蚀性气体及灰尘会造成器件锈蚀、接触不良、绝缘性能降低。变频器适应新能源现在以太阳能和风力为能源的燃料电池以其低廉的价格崭露头角,有后来居上之势。温度是影响变频器性能又一主要“病因”,由于变频器在运作过程中,自身温度会不断升高,若外界温度同样高的话,散热不佳,影响变频器功能。
预防措施:
在安装变频器时,要保持其稳定性,对于存在振动冲击较大的场合,应采取防止措施,如利用橡胶避震。
安装的环境要保持干燥,防止腐蚀性气体侵袭变频器,对于灰尘的危害,要对变频器做定期清扫,保持其清洁。
安装环境的温度也要合理控制,有阳光照射的场合要用窗帘遮盖,若温度仍比较高,可适当安装空调。
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