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增压站内装配变频器有什么作用呢(变频器怎么设定水压)

先进的变频器结合了控制、安全、网络和效率技术。所有行业的交流电机及其他相关轴旋转应用领域,没有比交流变频器影响更大。变频器能准确控制电机速度和扭矩,降低整体能耗,最大限度地减少设备磨损,为许多以前需要更复杂、更昂贵的机电解决方案的应用打开了大门。变频器本身经历了巨大的技术进步,加速了它们在基本功能之外的使用。它们有足够的能力作为小型独立控制系统或更大的工业物联网 (IIoT) 数据收集计划的一部分起着不可或缺的作用。变频器有些进步已经分阶段进行了一段时间,但在过去的十年里,变频器已从简单独立的加

先进的变频器结合了控制、安全、网络和效率技术。

所有行业的交流电机及其他相关轴旋转应用领域,没有比交流变频器影响更大。变频器能准确控制电机速度和扭矩,降低整体能耗,最大限度地减少设备磨损,为许多以前需要更复杂、更昂贵的机电解决方案的应用打开了大门。

增压站内装配变频器有什么作用呢(变频器怎么设定水压)

变频器本身经历了巨大的技术进步,加速了它们在基本功能之外的使用。它们有足够的能力作为小型独立控制系统或更大的工业物联网 (IIoT) 数据收集计划的一部分起着不可或缺的作用。

变频器有些进步已经分阶段进行了一段时间,但在过去的十年里,变频器已从简单独立的加速/减速电机速度控制器发展成为先进高效的设备。控制器和安全网络连接在一起,可作为一个完整的小型系统控制器。本文将讲解交流变频器常用的更高级功能,以及如何最好地使用工业厂房或设施。

控制早期沟通速度

特斯拉在 1888 年获得了第一个三相交流电机专利。然而,由于交流电机的速度难以调整,爱迪生的直流电机在 20 世纪上半叶仍然是制造业之王. 尽管特斯拉知道交流电比直流电更可靠、更高效,但缺乏实际的速度控制使交流电机处于观望状态。

直流电机的速度控制相对简单,但最初交流电机需要昂贵且复杂的机械系统来控制速度。工业用途的另一个因素是,当从零速或低速启动时,直流电机的扭矩远大于交流电机。

1960年代制造出了固态交流变频器,尽管它们最初只适用于重工业中的超大型电机。直到1980年代,变频器进入工业控制的主流。

变频器突然发展的关键因素之一是半导体技术的进步。在 1990年代和 2000年代初,芯片变得更小、更可靠、更便宜,主要是由于手机技术的发展,它被转移到工业硬化组件和产品中。

现代变频器

今天的变频器外形尺寸紧凑,各种尺寸的电机都可以可靠运行,跨度范围接近 0Hz 一直到 400Hz。与标称的 50Hz 固定速度相比,这是一个相当大的范围。不仅如此, 1% 最大输出频率精度也可以实现 0.01Hz 分辨率的精确速度控制。同样,转矩控制可以在低至 0.5Hz 在这速度下施加高达 200% 的额定转矩(见图 1)。

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图 1. 现代变频器在提供高效率的同时,提供先进的控制、安全和网络功能

这些马力和扭矩能力使变频器和交流电机可以用于更多的应用。然而,原始变频器仅用于驱动电机,而不是更先进的控制功能。

随着技术的不断进步,驱动器变得更加强大。具有基本的斜坡算法和简单的 PID 电路控制功能的基本模拟设备已转换为具有先进电机控制功能的全数字控制器。基本控制设备已发展为内置可编程逻辑控制 (PLC) 功能。许多变频器获得了广泛的数据通信能力。

高级变频器功能,特别是提供集成 PLC 功能的功能仍然受到一些限制,如连接输入/输出 (I/O) 的数量和程序内存的大小。然而,这种类型的简单本地控制需要许多应用程序,如罐区、升降站和分流门。

先进的自动化

由交流变频器驱动的电机可为许多应用提供足够的精度,并且板载 PLC 逻辑使变频器可以稳定地控制许多本地操作(见图 2)。然而,用户总是意识到历史模拟变频器伺服驱动器与高精度(以及相应的高价)的差距。

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图 2. 今天的变频器已经获得了加速使用的特点

在最终精度和扭矩控制方面,变频器驱动电机和伺服电机之间存在明显差异,但有两个关键因素使变频器与伺服的界限变得模糊。许多情况下,变频器解决方案现在可以在以前为伺服系统保留的应用中工作,但成本只是其中的一小部分。

高级控制模式

最常见最简单的变频器控制算法是 伏特/赫兹(V/Hz或V/f)。大多数现代变频器仍将默认使用这种控制模式,因为它需要最少的步骤来启动和运行系统,而且它仍然适用于80% 以上的电机控制应用。但其他20%呢?这就是这些更先进的控制方法所发挥的作用。

在许多情况下,这些算法需要变频器连接到电机时执行自动调谐程序。这允许它设置一些内部参数以提供更准确的控制。无传感器矢量、磁场定向控制和全闭环磁通矢量技术是使用隐藏或实际编码器反馈的特定模式变频器可以提供更准确的控制。当然,这些功能会把变频器推向灰色区域,几乎类似于伺服功能。与类似的伺服系统相比,这些先进的设备被正确应用在变频器控制模式可以为用户节省数百或数千元。

交流永磁 (PM) 电机

传统上,变频器仅和三相交流电机兼容。现在,变频器拥有更先进的控制模式和更多的智能,对永磁电机的支持正变得越来越普遍。

与标准的IM电机相比,这些电机的优势在于尺寸更小,效率更高。永磁电机的引线可以在断电时短路,这样电机就能像伺服一样保持位置,而且它们还能在0RPM时提供最大的扭矩和良好的动态性能。这些特点使它们非常有吸引力,特别是对于那些关注空间和速度控制精度的机器制造商来说,或者对于那些前期成本较高但被节能所抵消的应用

变频器驱动安全

除了控制功能,新的安全相关功能已经在先进变频器上变得司空见惯。这里有几个例子:

· 关闭安全扭矩 (STO)

· 火灾模式

· 安全停止模式

· 安全制动控制

· 安全限速

· 安全方向

· 加速度受到安全限制

关闭安全扭矩内置于最新变频器中,目的是满足EN ISO 13849-1 PLd 和 EN 61508 SIL2(EN 60204-1,stop category 0) 等适用标准。当安全设备连接到变频器的关闭安全扭矩输入时,驱动电路确保只有在检测到安全条件时才能为输出供电。与需要外部接触器和接线来中断上游和/或下游电路的旧方法相比,这是一个安全联锁变频器的首选方法。上述其他安全功能也有助于设计应用程序以提高安全性。

火灾模式允许变频器忽略所有的内部故障,并在特殊输入显示有火灾状况时保持启用。变频器基本上会一直运行,直到它被破坏,这样看起来可能有悖常理。然而,当控制重要的生命安全设备,如排风扇或楼梯间加压风扇时,这是一个常见的需求,以便从火灾中逃生的人能够获得新鲜空气。值得注意的是,在大多数情况下,一旦变频器被置于火灾模式,它可能会被永久损坏,并且不在制造商的保修范围内。

连接的变频器

除了控制和安全之外,变频器的联网和通信方面也是另一个进展迅速的领域。最初的变频器依赖于简单的离散和模拟硬接线I/O信号。这发展到了工业数字现场总线连接,使许多变频器在一个网络上联网(见图3)。

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图3。工业以太网协议已成为许多变频器与控制器和其他设备联网的事实标准。

近年来,使用Modbus TCP和EtherNet/IP等各种工业协议的以太网通信已成为多个变频器联网的事实标准,而且在许多情况下,现在比硬接线I/O更普遍。越来越多的变频器通过以太网接收其指令信号,并向相关的PLC或其他控制器提供状态信息。当然,以太网连接的变频器也可以提供大量的操作数据和统计信息,并接受来自更高级别的组件,如PLC的配置信息。

作为首选解决方案的变频器系统

除了前面描述的功能外,在大多数应用中安装变频器的主要好处仍然是显著提高能源效率和设备寿命。将电机从使用跨线启动器的开/关控制转换为变频器控制可以减少多达50%的能源消耗。

这是有可能的,有几个原因。在适合负载的情况下,以低于100%的速度运行电机,可以极大地节约能源。平稳的电机加速大大减少了浪涌电流,并减少了公用事业公司可能基于其计费率的高峰值。一些变频器甚至有一个 "睡眠模式",在PID控制过程中使电机断电,以符合工艺要求。

例如,当用变频器操作的优质高效电机取代标准效率的开/关控制的20KW电机时,用户往往会发现。

每年可节省高达上千元的成本,这是由于电机的效率和电机的运行速度比全速低20%,这对负载来说仍然是最佳的。

投资回报快,因为节约的能源可能在两年内就能支付升级的费用。

优化机器和设备运行,生产更高质量的产品,减少浪费和设备磨损。

交流变频器的转变既不是轻微的,也不是一夜之间的。相反,一个稳定的演变使这个组件从一个简单的电机控制的基本电源设备发展成为一个全面的平台,可以安全地指导增强的电机功能,并提供先进的工业物联网信息和诊断。

设计变频器应用时应该熟悉所有最新的可能性,因为这些使得现代变频器在安全、控制板设计、本地工业控制和与全厂自动化系统的集成等许多方面都至关重要。

如果想学习更多变频器的知识请点个赞再加个关注。

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