嫂子給我打來(lái)電話，老胡在外面出差做項(xiàng)目，家里大掃除，請(qǐng)我過(guò)去幫幫忙。去樓頂曬衣服的時(shí)候嫂子夸他們小區(qū)的電梯真不錯(cuò)，運(yùn)行平穩(wěn)，沒(méi)有急加速和抖動(dòng)。我告訴嫂子，這是變頻器控制的。
變頻器到底是個(gè)啥？
嫂子好奇的問(wèn)我
作為工控銷售，必須和嫂子科普下變頻器！
變頻技術(shù)是指把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)變速運(yùn)行的設(shè)備。而這個(gè)過(guò)程只有電源頻率的變化而沒(méi)有電能的變化。在交流異步電動(dòng)機(jī)和同步電機(jī)的各類調(diào)速方法中，變頻調(diào)速的性能最好、調(diào)速范圍大、靜態(tài)穩(wěn)定性好、運(yùn)行效率高。通用變頻器分為四個(gè)部分，整流橋，濾波部分，控制單元和逆變單元。
變頻器的工作方式是整流單元將工頻交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再通過(guò)高容量電容濾波和儲(chǔ)能，由控制單元設(shè)定工作程序，控制逆變單元將直流電轉(zhuǎn)化為所需要的交流電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
用手給嫂子比劃的通用變頻器拓?fù)鋱D
通常意義上的低壓變頻器，其輸出電壓為220~650V，輸出功率為0.2~400KW，變頻器主電路采用交-直-交電路。根據(jù)不同的變頻控制理論，其模式主要有以下三種，U / F = C 的正弦脈寬調(diào)制模式、矢量控制（VC）模式和直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）模式。U/F控制具有轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能，能在電機(jī)帶負(fù)載情況下啟動(dòng)電機(jī)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能和轉(zhuǎn)差補(bǔ)償。矢量控制需要將電流矢量分解為互相垂直的轉(zhuǎn)子電流和勵(lì)磁電流，通過(guò)運(yùn)算調(diào)節(jié)器對(duì)兩種電流分別進(jìn)行調(diào)制。直接轉(zhuǎn)矩控制是依量測(cè)到的電機(jī)電壓及電流，去計(jì)算電機(jī)磁通和轉(zhuǎn)矩的大概值，而在控制轉(zhuǎn)矩后，也可以控制電機(jī)的速度，直接轉(zhuǎn)矩控制是ABB的專利。V/F控制和矢量控制都很容易實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，而且加減速時(shí)間可以自行設(shè)定，調(diào)速范圍廣而且調(diào)速平滑。也可以改變啟動(dòng)頻率，增加轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)。適合對(duì)電機(jī)帶負(fù)載啟動(dòng)，減小沖擊電流對(duì)電機(jī)的傷害。變頻器驅(qū)動(dòng)在風(fēng)機(jī)、水泵時(shí)，大大減少了不合理的負(fù)載能耗，所以變頻器在節(jié)能方面也有很大的成效。
變頻該如何選型呢？還有其它的應(yīng)用場(chǎng)合嗎？
聊完這么多，嫂子問(wèn)我
變頻器的選型首先考慮到電流選型。對(duì)于一般負(fù)載而言，可以根據(jù)電機(jī)的額定電流選擇變頻器，在常規(guī)環(huán)境下，變頻器的最大持續(xù)工作電流大于電機(jī)電流即可。但是需要考慮到變頻器在極限情況下需要提供短時(shí)間的過(guò)載電流。
變頻器有一條過(guò)載電流曲線，是一條反時(shí)限曲線，描述了過(guò)載電流和時(shí)間的關(guān)系。因此，只要電機(jī)的電流曲線在變頻器的過(guò)載電流曲線之內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)選型成功。這就是在不同情況下，同一臺(tái)變頻器可以驅(qū)動(dòng)大功率電機(jī)但是不可以驅(qū)動(dòng)小功率電機(jī)的原因（這里不懂可以在評(píng)論區(qū)留言，作者曾用22千瓦變頻器帶過(guò)11千瓦的電機(jī)，并且用勵(lì)磁調(diào)速測(cè)試負(fù)載的時(shí)候成功燒毀電機(jī)。）
總之，變頻器的選型最終依據(jù)是變頻器的電流曲線，包括機(jī)械負(fù)載的電流曲線。市場(chǎng)上很多品牌的變頻器在35千瓦及35千瓦一下的機(jī)器用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載G型適配電機(jī)功率比用于風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載P型機(jī)器都小一檔，既都采用G/P合一的方式，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載在實(shí)際使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載的情況。但是G/P合一的變頻器在其硬件的驅(qū)動(dòng)部分并沒(méi)又增加容量，只是改變了控制軟件。實(shí)際上就是反時(shí)限曲線發(fā)生了變化，導(dǎo)致在實(shí)際使用過(guò)程中容易遭到誤解。特別是當(dāng)用戶工藝過(guò)程改變，例如：水泵流量增加、濃度變大或者風(fēng)量增加時(shí)，電機(jī)的實(shí)際電流往往會(huì)上升，導(dǎo)致變頻器過(guò)載保護(hù)。
變頻器應(yīng)用領(lǐng)域和效用舉例
曾在長(zhǎng)沙某酒店水泵房用施耐德ATV610變頻器做供水項(xiàng)目，由于供水管道過(guò)長(zhǎng)，業(yè)主要求把水泵停機(jī)減速時(shí)間延長(zhǎng)至25分鐘！因?yàn)樗猛＼嚂r(shí)間快會(huì)導(dǎo)致水流在水管中形成水錘效應(yīng)！破壞管道和水泵，此刻變頻器的自動(dòng)化控制功能在該項(xiàng)目上大顯神通！
在嫂子家搞完衛(wèi)生累的我滿頭大汗！嫂子說(shuō)你這么熱脫衣服涼快一下吧！我臉紅地說(shuō)嫂子別舍不得這點(diǎn)電費(fèi)，你家空調(diào)是個(gè)變頻空調(diào)，打開(kāi)給我涼快一下吧！長(zhǎng)時(shí)間用很省電的！
