變頻器在國內(nèi)的應(yīng)用
2018-08-11
20世紀90年代開始，交流變頻調(diào)速裝置在我國的應(yīng)用有了突飛猛進的發(fā)展。由于變頻調(diào)速在頻率范圍、動態(tài)相應(yīng)、調(diào)速精度、低頻轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)差補償、通訊功能、智能控制、功率因數(shù)、工作效率、使用方便等方面是以往的交流調(diào)速方式無法比擬的，它以體積小、重量輕、通用性強、拖動領(lǐng)域?qū)?、保護功能完善、可靠性高、操作簡便等優(yōu)點，深受鋼鐵、冶金、礦山、石油、石化、化工、醫(yī)藥、紡織、機械、電力、輕工、建材、造紙、印刷、卷煙、自來水等行業(yè)的歡迎，社會效益非常顯著。在變頻領(lǐng)域，我公司起步較早，銷量較大，應(yīng)用負載較多?？梢哉f，伴隨著我國變頻技術(shù)成長。
下面，用實例來談變頻調(diào)速裝置的應(yīng)用及效益。
1泵類負載
泵類負載，量大面廣，包括水泵、油泵、化工泵、泥漿泵等，有低壓中小容量，也有高壓大容量。
采用變頻控制時，電機或泵的轉(zhuǎn)數(shù)下降，軸承等機械部件磨損降低，泵端密封系統(tǒng)不易損壞，機泵故障率降低，維修工作量大為減少。高樓的恒壓供水變頻系統(tǒng)，雖然只是變頻器的簡單應(yīng)用，但很好得滿足了高層用戶用水的壓力穩(wěn)定性，大大節(jié)約了能源。
2風(fēng)機類負載
風(fēng)機類負載，也是量大面廣設(shè)備，各行各業(yè)普遍應(yīng)用，多數(shù)是調(diào)節(jié)擋板開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量，浪費大量電能。某煉油廠65噸/時中壓鍋爐是為回收催化裂化裝置生產(chǎn)中產(chǎn)生的一氧化碳氣而設(shè)置的主要動力設(shè)備。由于燃燒燃料的不同，所需風(fēng)量相差近一倍。為此，他們對鍋爐風(fēng)機采用變頻調(diào)速控制，去掉了風(fēng)機擋板，年節(jié)電67萬度，節(jié)電率67.7%，鍋爐燃燒率提高1.6~2.7%，節(jié)省燃料油989~1628噸。
3軋機類負載
在冶金行業(yè)，近年用交流變頻,軋機交流已是一種趨勢。尤其在輕負載軋機，如寧夏民族鋁制品廠的多機架鋁軋機組采用通用型變頻器，滿足低頻帶載啟動，機架間同步運行，恒張力，操作簡單可靠。
4卷揚機類負載
卷揚機類負載，采用變頻調(diào)速，穩(wěn)定、可靠。鐵廠的高爐卷揚設(shè)備是主要的煉鐵輸送設(shè)備。他要求啟、制動平穩(wěn)、加減速均勻、可靠性高。原多采用串極、直流或轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式，效率低可靠性差。用交流變頻替代上述調(diào)速方式，可以取得理想的效果。某鋼廠對其300m3高爐卷揚設(shè)備控制系統(tǒng)用變頻加制動單元和制動電阻取代原直流或轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式，精度高、運行平穩(wěn)、機械特性強、料車停車位置準確，杜絕了掉道事故，減輕了工人勞動強度，降低了噪聲，節(jié)電且增產(chǎn)，多年使用未出現(xiàn)故障，效果顯著。
5轉(zhuǎn)爐類負載
轉(zhuǎn)爐類負載，用交流變頻替代直流機組是一種簡單可靠，運行平穩(wěn)的調(diào)速方式。轉(zhuǎn)爐傾動和氧槍升降采用交流變頻調(diào)速拖動。經(jīng)過多年的生產(chǎn)應(yīng)用，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，技術(shù)指標(biāo)完全滿足工藝要求。轉(zhuǎn)爐、氧槍主傳動系統(tǒng)引起的熱停工可以減少90%以上，為鋼廠以后穩(wěn)定生產(chǎn)打下堅實的基礎(chǔ)。
6輥道類負載
輥道類負載，多在鋼鐵冶金行業(yè)，采用交流電機變頻控制，可提高設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性。
鋼鐵中型廠后道工序改造，采用變頻裝置拖動交流電機并和PLC接口，產(chǎn)生良好的效果。調(diào)速精度高，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)備可靠性高，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。由于變頻制動效果好，省去了機械制動閘。由于速度連續(xù)可調(diào)，省卻了大量減速機裝置，同時改善了生產(chǎn)環(huán)境，消除了噪音。單節(jié)電一項，一年半就可收回全部變頻裝置的投資。變頻器應(yīng)用于輥道類負載，可以采用一臺變頻裝置帶多臺籠式電機的技術(shù)。
7大型窯爐煅燒爐類負載
冶金、建材、燒堿等大型工業(yè)轉(zhuǎn)窯（轉(zhuǎn)爐）以前大部分采用直流、整流子電機、滑差電機、串機調(diào)速或中頻劇組調(diào)速。由于這些調(diào)速方式或有滑環(huán)、或效率低，經(jīng)過改造，采用交流變頻控制，效果極好。
8吊車、翻斗車類負載
吊車、翻斗車等負載轉(zhuǎn)巨大且要平穩(wěn)，正反頻繁且要可靠。變頻裝置控制吊車、翻斗車滿足這些要求
石化工廠采用變頻調(diào)速和PLC控制焦化翻斗車，取得了較高可靠性和經(jīng)濟效益。
9拉絲機類負載
生產(chǎn)鋼絲的拉絲機，要求高速、連續(xù)。鋼絲強度200kg/mm2,調(diào)速系統(tǒng)精度高、穩(wěn)定度高且要求同步。某金屬制品廠活套式拉絲機采用變頻控制，運行幾年工作正常。由于用異步機取代了直流機，提高了設(shè)備可靠性，并提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
10運送車類負載
煤礦的原煤裝運列車或鋼廠的鋼水運送車燈采用變頻技術(shù)效果很好。采用變頻器控制系統(tǒng)，對原煤裝運車雙速電機系統(tǒng)進行了改造。起?？焖伲^載能力強，正反轉(zhuǎn)靈活，達到了煤面平整、重量正確（不多裝或少裝），基本上不需要人工操作，提高原煤生產(chǎn)效率，節(jié)約電能。鋼水運輸車采用變頻技術(shù)，運駛速度快而平穩(wěn)，安全可靠。
11電梯高架游覽車類負載
由于電梯是載人工具，要求拖動系統(tǒng)可靠，又要頻繁的加減速和正反轉(zhuǎn)，電梯動態(tài)特性和可靠性的提高，便增加了電梯乘坐的安全感、舒適感和效率。過去電梯調(diào)速直流居多，近幾年逐漸轉(zhuǎn)為交流電機變頻調(diào)速，無論是日本，還是德國。我國不少電梯廠都爭先恐后的用變頻調(diào)速來裝備電梯。
單軌高架游覽車，行駛中頻繁起動、停車、上坡、下坡，并要求起停平穩(wěn)、車速恒定。由于是載人車，運行必須安全可靠，常年日曬雨淋，環(huán)境惡劣。以往要求調(diào)速性能高的傳動裝置，多采用帶測速反饋的矢量控制系統(tǒng)，價格較高，為了降低價格，并維修方便。我們采用通用型變頻器轉(zhuǎn)矩適量控制方式，成功地解決了起動/賈素、停車/減速、恒速/變速行駛等，并防止了“下滑”、“沖站”現(xiàn)象的產(chǎn)生，達到了安全可靠，用戶非常滿意。
12給料機類負載
冶金電力煤炭化工等行業(yè)，給料機眾多，無論圓盤給料機，還是振動給料機，采用變頻調(diào)速，效果均非常顯著。如圓盤給料機，原為滑差調(diào)速，低頻轉(zhuǎn)矩小，故障多，經(jīng)?？ㄞD(zhuǎn)。采用變頻調(diào)速，由于是異步機，可靠性高、節(jié)電，更重要的是和溫度變送器閉環(huán)控制可以保證輸送物料的準確，不至于使氧化劑輸送過量超溫而造成事故，保證了生產(chǎn)的有序性。
13堆取料機類負載
堆取料機是煤場、碼頭、礦山堆取的主要設(shè)備，主要功能是堆料和取料。老式的堆取料機，其堆料和取料均為手動操作，生產(chǎn)效率低，工人勞動強度大。經(jīng)過改進采用變頻調(diào)速。實現(xiàn)自動堆料和半自動取料，提高了設(shè)備可靠性，設(shè)備運行平穩(wěn)，無沖擊和搖動現(xiàn)象，取料過程按1/cos∮規(guī)律回轉(zhuǎn)調(diào)速，提高了抖輪回轉(zhuǎn)取料效率和皮帶運煤的均勻度，很受工人歡迎。
14破碎機類負載
冶金礦山、建材應(yīng)用不少破碎機、球磨機，該類負載采用變頻后，效果顯著。
露天礦在重負載鍔式破碎機用交流變頻調(diào)速裝置拖動和工業(yè)控制機控制，提高了設(shè)備可靠性，減少了維修費用，提高了自動化程度，提高了效率，可以節(jié)約大量的能源。
15攪拌機類負載
化工、醫(yī)藥行業(yè)攪拌機非常之多，采用變頻調(diào)速取代其他調(diào)速方式，好處特多。
發(fā)酵罐電機原為齒輪調(diào)速，如遇攪拌速度變化需拆卸三角皮帶，即笨重又不安全。該用變頻調(diào)速后，可以大量節(jié)約電能，發(fā)酵過程可以得到明顯好轉(zhuǎn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，減少了維修，減少了工人勞動強度，有益于工廠，有益于工人。
16紡織機類負載
紡織的工藝復(fù)雜，工位多，要求張力控制，有的要求位置控制。目前變頻控制系統(tǒng)在紡織行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
如：粗紗機、細紗機、梳棉機、噴氣織機等。通過PLC控制系統(tǒng)達到紡織中變頻調(diào)速、張力、位置等多種控制。
17特種電源類負載
許多電源，如實驗室電源等可用變頻裝置來完成，好處是投資少、見效快、體積小、操作簡單。
海爾集團開發(fā)的60KVA變頻電源控制系統(tǒng)，從合同立項到安裝驗收完成緊用了15天。經(jīng)過多年試用，該系統(tǒng)有以下優(yōu)點：
A、 可靠。運行多年，未發(fā)生故障跳閘。
B、 運行穩(wěn)定，電壓、頻率波動極小。
C、 調(diào)頻方便，可輸出三相220VAC±5%/60Hz±1%（可輸出單相110VAC±5%/60Hz±1%）
D、 噪音?。?lt;45分貝），改善了操作人員的環(huán)境。
E、 大大節(jié)約了能源的損耗
18切片、造粒機類負載
石化行業(yè)切片、造粒設(shè)備很多，由于變頻調(diào)速精度高，平穩(wěn)可靠，使用變頻調(diào)速后可提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，減少維修，給企業(yè)帶來極大好處。擠出機上使用變頻調(diào)速器，由于變頻調(diào)速精度高、可靠性高、功率因數(shù)高，可以很大程度上提高設(shè)備的生產(chǎn)效率，降低能源損耗，并消除了啟動時電流沖擊，減少了維修，減少了工人的勞動強度。
19造紙機類負載
我國造紙工業(yè)的紙機，過去要求精度高的多采用SCR直流調(diào)速方式，有的用滑差電機、整流子電機。由于存在滑環(huán)和碳刷造成可靠性和精度不高。導(dǎo)致造紙機械落后，一般車速只有200米/分左右，難同國外1000米/分相比。因而造紙機械的變頻化已是大勢所趨。
20音樂噴泉類負載
非常招攬游人的音樂噴泉，其水的高低和量的大小是靠變頻控制的。目前較多的大型噴泉多采用變頻控制。美觀而經(jīng)濟。
21磨床等機械類負載
磨床主軸電機轉(zhuǎn)速很高，需要電源的頻率也高，有200 Hz 400 Hz甚至800Hz。以前主軸電機的電源多由中頻發(fā)電機組拖動。中頻機組體積大、效率低、噪聲大、故障多、精度差。目前使用變頻控制后，好處甚多。一是精度高，加工的軸承等表面光滑，而是占地小、噪音小（90Db降到30dB），三是提高產(chǎn)品質(zhì)量，四是節(jié)點。
22卷煙機類負載
卷煙行業(yè)過去進口的卷煙機，不論莫林8，還是莫林10，均非無極調(diào)速。因而，在卷煙行業(yè)主要是解決無極調(diào)速和可靠性問題，技術(shù)簡單，變頻器用法簡單，收效極大。
卷煙機改造迅速，受益很大?，F(xiàn)在國產(chǎn)的卷煙機大部分都裝備了變頻調(diào)速功能。
23減震和降低噪音型負載
不少負載，如大型空壓機、中頻機組等噪聲大、振動大。采用變頻技術(shù)，可以減震降噪，達到標(biāo)準以內(nèi)。石油工廠碼頭螺桿泵是作為油輪卸油用，卸油掃艙時振動和噪音很大。因為振動往往使管架晃動，閥門和船破裂，噪聲超過90分貝，振動和噪聲成為卸船掃艙的大難問題。通過變頻調(diào)速，控制最佳狀態(tài)，使螺桿泵出口壓力恒定，把振動和噪聲控制在標(biāo)準內(nèi)。目前一些較早的大型空壓機設(shè)備也存在一定的問題需要變頻改造。
24印染機類負載
大部分印染機械都是多單元聯(lián)合工作設(shè)備。工藝上要求各單元以相同的縣速度同步運行并保持張力恒定。否則會斷布、纏布、色度不勻、色彩度不夠，縮水率過大等質(zhì)量問題。以往的印染機械無論是共電源方式或分電源方式都是采用直流調(diào)速系統(tǒng)。
因為直流電機固有的缺點，現(xiàn)在印染行業(yè)多數(shù)采用交流變頻技術(shù)。圓網(wǎng)印花機由進布單元、印花單元、烘房導(dǎo)帶單元及落布單元四部分組成，屬于印染調(diào)速系統(tǒng)復(fù)雜的一種。采用變頻調(diào)速形成速度鏈控制。同步性能好，精度高，可靠性高。
變頻調(diào)速正在逐步地成為電氣傳動的中樞。它取代著變級調(diào)速、滑差調(diào)速、整流子電機調(diào)速、液力耦合調(diào)速、串級調(diào)速及直流調(diào)速。除了節(jié)電外（12~70%），更重要的事，產(chǎn)生增產(chǎn)、降耗、優(yōu)質(zhì)的效果，深受設(shè)計、工程、操作人員歡迎。
