变频器在实际应用中的作用及应用案例

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：可编程序控制器、变频器、伺服电机、人机界面是驱动控制系统中不可缺少的组成部分。通常，纺织机械系统中的电动机普遍采用通用变频器控制，所有的变频器则统一由PLC控制。图解演示例如，图11-35所示变频器在电梯智能控制中的应用。图11-35 变频器在电梯智能控制中的应用5.变频器在民用改善环境中的应用随着人们对生活质量和环境的要求不断提高

变频器是一种依托于变频技术开发的新型智能型驱动和控制装置，广泛地应用于交流异步电动机速度控制的各种场合，其高效率的驱动性能及良好的控制特性，已成为目前公认的最理想、最具有发展前景的调速方式之一。

变频器的各种突出功能使其在节能、提高产品质量或生产效率、改造传统产业使其实现机电一体化、工厂自动化、改善环境等各种方面得到了广泛的应用。其所涉及的行业领域也越来越广泛，简单来说，只要使用到交流电动机的场合，特别是需要运行中实现电动机转速调整的环境中，几乎都可以应用变频器。

1.变频器在节能方面的应用

变频器在节能方面的应用主要体现在风机、泵类等作为负载设备的领域中，一般可实现20%～60%的节电率。

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图11-32所示为变频器在锅炉和水泵驱动电路中的节能应用。该系统中有两台风机驱动电动机和一台水泵驱动电动机，这三台电动机都采用了变频器驱动方式，耗能下降25%～40%左右，大大节省了能耗。

图11-32 变频器在锅炉和水泵驱动电路中的节能应用

2.变频器在提高产品质量或生产效率方面的应用

变频器的控制性能使其在提高产品质量或生产效率方面得到广泛应用，如传送带、起重机、挤压、注塑机、机床、纸/膜/钢板加工、印刷板开孔机等各种机械设备控制领域。

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例如，图11-33所示为变频器在典型挤压机驱动系统中的应用。挤压机是一种用于挤压一些金属或塑料材料的压力机，其具有将金属或塑料锭坯一次加工成管、棒、型材的功能。

图11-33 变频器在典型挤压机驱动系统中的应用

提示说明

采用变频器对该类机械设备进行调速控制，不仅可根据机械特点调节挤压机螺杆的速度，提高生产量，可检测挤压机柱体的温度，实现控制螺杆的运行速度；另外，为了保证产品质量一致，使挤压机的进料均匀，需要对进料控制电动机的速度进行实时控制，为此，在变频器中设有自动运行控制、自动检测和自动保护电路。

3.变频器在改造传统产业、实现机电一体化方面的应用

近年来，变频器的发展十分迅速，在工业生产领域和民用生活领域都得到的广泛的应用，特别在一些传统产业的改造建设中起到了关键作用，使它们从功能、性能及结构上都有一个质的提高，同时可实现国家节能减排的基本要求。

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例如，图11-34所示为变频器在纺织机械中的应用。

图11-34 变频器在纺织机械中的应用

纺织工业是我国最早产生的民族工业之一，在工业生产中占有举足轻重的地位，传统纺织机械的自动化也是我国工业自动化发展的一个重要项目。可编程序控制器、变频器、伺服电机、人机界面是驱动控制系统中不可缺少的组成部分。

在纺织机械中有多个电动机驱动的传动机构，互相之间的转动速度和相位都有一定的要求。通常，纺织机械系统中的电动机普遍采用通用变频器控制，所有的变频器则统一由PLC控制。

4.变频器在自动控制系统中的应用

随着控制技术的发展，一些变频器除了基本的软起动、调速控制之外，还具有多种智能控制、多电动机一体控制、多电动机级联控制、转矩控制、自动检测和保护功能，输出精度高达0.1%～0.01%，由此在自动化系统中也得到了广泛的应用，常见的主要有化纤工业中的卷绕、拉伸、计量；各种自动加料、配料、包装系统及电梯智能控制中。

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例如，图11-35所示变频器在电梯智能控制中的应用。在该电梯智能控制系统中，电梯的停车、上升、下降、停车位置等根据操作控制输入指令，变频器由检测电路或传感器实时监测电梯的运行状态，根据检测电路或传感器传输的信息，实现自动控制。