變頻器在國內的應用
2018-08-11
20世紀90年代開始，交流變頻調速裝置在我國的應用有了突飛猛進的發展。由于變頻調速在頻率范圍、動態相應、調速精度、低頻轉矩、轉差補償、通訊功能、智能控制、功率因數、工作效率、使用方便等方面是以往的交流調速方式無法比擬的，它以體積小、重量輕、通用性強、拖動領域寬、保護功能完善、可靠性高、操作簡便等優點，深受鋼鐵、冶金、礦山、石油、石化、化工、醫藥、紡織、機械、電力、輕工、建材、造紙、印刷、卷煙、自來水等行業的歡迎，社會效益非常顯著。在變頻領域，我公司起步較早，銷量較大，應用負載較多。可以說，伴隨著我國變頻技術成長。
下面，用實例來談變頻調速裝置的應用及效益。
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，電機或泵的轉數下降，軸承等機械部件磨損降低，泵端密封系統不易損壞，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，雖然只是變頻器的簡單應用，但很好得滿足了高層用戶用水的壓力穩定性，大大節約了能源。
2風機類負載
風機類負載，也是量大面廣設備，各行各業普遍應用，多數是調節擋板開度來調節風量，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中產生的一氧化碳氣而設置的主要動力設備。由于燃燒燃料的不同，所需風量相差近一倍。為此，他們對鍋爐風機采用變頻調速控制，去掉了風機擋板，年節電67萬度，節電率67.7%，鍋爐燃燒率提高1.6~2.7%，節省燃料油989~1628噸。
3軋機類負載
在冶金行業，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，采用變頻調速，穩定、可靠。鐵廠的高爐卷揚設備是主要的煉鐵輸送設備。他要求啟、制動平穩、加減速均勻、可靠性高。原多采用串極、直流或轉子串電阻調速方式，效率低可靠性差。用交流變頻替代上述調速方式，可以取得理想的效果。某鋼廠對其300m3高爐卷揚設備控制系統用變頻加制動單元和制動電阻取代原直流或轉子串電阻調速方式，精度高、運行平穩、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，節電且增產，多年使用未出現故障，效果顯著。
5轉爐類負載
轉爐類負載，用交流變頻替代直流機組是一種簡單可靠，運行平穩的調速方式。轉爐傾動和氧槍升降采用交流變頻調速拖動。經過多年的生產應用，系統運行穩定可靠，技術指標完全滿足工藝要求。轉爐、氧槍主傳動系統引起的熱停工可以減少90%以上，為鋼廠以后穩定生產打下堅實的基礎。
6輥道類負載
輥道類負載，多在鋼鐵冶金行業，采用交流電機變頻控制，可提高設備可靠性和穩定性。
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，產生良好的效果。調速精度高，提高了產品質量，設備可靠性高，保證了生產的連續性，提高了產品質量。由于變頻制動效果好，省去了機械制動閘。由于速度連續可調，省卻了大量減速機裝置，同時改善了生產環境，消除了噪音。單節電一項，一年半就可收回全部變頻裝置的投資。變頻器應用于輥道類負載，可以采用一臺變頻裝置帶多臺籠式電機的技術。
7大型窯爐煅燒爐類負載
冶金、建材、燒堿等大型工業轉窯（轉爐）以前大部分采用直流、整流子電機、滑差電機、串機調速或中頻劇組調速。由于這些調速方式或有滑環、或效率低，經過改造，采用交流變頻控制，效果極好。
8吊車、翻斗車類負載
吊車、翻斗車等負載轉巨大且要平穩，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速和PLC控制焦化翻斗車，取得了較高可靠性和經濟效益。
9拉絲機類負載
生產鋼絲的拉絲機，要求高速、連續。鋼絲強度200kg/mm2,調速系統精度高、穩定度高且要求同步。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，提高了設備可靠性，并提高了產品質量。
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效果很好。采用變頻器控制系統，對原煤裝運車雙速電機系統進行了改造。起?？焖?，過載能力強，正反轉靈活，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，提高原煤生產效率，節約電能。鋼水運輸車采用變頻技術，運駛速度快而平穩，安全可靠。
11電梯高架游覽車類負載
由于電梯是載人工具，要求拖動系統可靠，又要頻繁的加減速和正反轉，電梯動態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。過去電梯調速直流居多，近幾年逐漸轉為交流電機變頻調速，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、車速恒定。由于是載人車，運行必須安全可靠，常年日曬雨淋，環境惡劣。以往要求調速性能高的傳動裝置，多采用帶測速反饋的矢量控制系統，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”現象的產生，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，給料機眾多，無論圓盤給料機，還是振動給料機，采用變頻調速，效果均非常顯著。如圓盤給料機，原為滑差調速，低頻轉矩小，故障多，經?？ㄞD。采用變頻調速，由于是異步機，可靠性高、節電，更重要的是和溫度變送器閉環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，生產效率低，工人勞動強度大。經過改進采用變頻調速。實現自動堆料和半自動取料，提高了設備可靠性，設備運行平穩，無沖擊和搖動現象，取料過程按1/cos∮規律回轉調速，提高了抖輪回轉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速裝置拖動和工業控制機控制，提高了設備可靠性，減少了維修費用，提高了自動化程度，提高了效率，可以節約大量的能源。
15攪拌機類負載
化工、醫藥行業攪拌機非常之多，采用變頻調速取代其他調速方式，好處特多。
發酵罐電機原為齒輪調速，如遇攪拌速度變化需拆卸三角皮帶，即笨重又不安全。該用變頻調速后，可以大量節約電能，發酵過程可以得到明顯好轉，提高了產品質量，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。目前變頻控制系統在紡織行業中得到廣泛應用。
如：粗紗機、細紗機、梳棉機、噴氣織機等。通過PLC控制系統達到紡織中變頻調速、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。
海爾集團開發的60KVA變頻電源控制系統，從合同立項到安裝驗收完成緊用了15天。經過多年試用，該系統有以下優點：
A、 可靠。運行多年，未發生故障跳閘。
B、 運行穩定，電壓、頻率波動極小。
C、 調頻方便，可輸出三相220VAC±5%/60Hz±1%（可輸出單相110VAC±5%/60Hz±1%）
D、 噪音小（<45分貝），改善了操作人員的環境。
E、 大大節約了能源的損耗
18切片、造粒機類負載
石化行業切片、造粒設備很多，由于變頻調速精度高，平穩可靠，使用變頻調速后可提高產品質量和產量，減少維修，給企業帶來極大好處。擠出機上使用變頻調速器，由于變頻調速精度高、可靠性高、功率因數高，可以很大程度上提高設備的生產效率，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
我國造紙工業的紙機，過去要求精度高的多采用SCR直流調速方式，有的用滑差電機、整流子電機。由于存在滑環和碳刷造成可靠性和精度不高。導致造紙機械落后，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。美觀而經濟。
21磨床等機械類負載
磨床主軸電機轉速很高，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?。?0Db降到30dB），三是提高產品質量，四是節點。
22卷煙機類負載
卷煙行業過去進口的卷煙機，不論莫林8，還是莫林10，均非無極調速。因而，在卷煙行業主要是解決無極調速和可靠性問題，技術簡單，變頻器用法簡單，收效極大。
卷煙機改造迅速，受益很大?，F在國產的卷煙機大部分都裝備了變頻調速功能。
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，可以減震降噪，達到標準以內。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。通過變頻調速，控制最佳狀態，使螺桿泵出口壓力恒定，把振動和噪聲控制在標準內。目前一些較早的大型空壓機設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合工作設備。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速系統。
因為直流電機固有的缺點，現在印染行業多數采用交流變頻技術。圓網印花機由進布單元、印花單元、烘房導帶單元及落布單元四部分組成，屬于印染調速系統復雜的一種。采用變頻調速形成速度鏈控制。同步性能好，精度高，可靠性高。
變頻調速正在逐步地成為電氣傳動的中樞。它取代著變級調速、滑差調速、整流子電機調速、液力耦合調速、串級調速及直流調速。除了節電外（12~70%），更重要的事，產生增產、降耗、優質的效果，深受設計、工程、操作人員歡迎。
