使用变频器的十个理由

使用变频器的十个理由

当今变频器产业得到飞速发展变频器产品的产业化规模日趋壮大交流变

频器自20 世纪60 年代左右问世到20 世纪80 年代在主要工业化国家已广泛使用而从20 世纪90 年代以来随着人们节能环保意识的加强变频器的应用

越来越普及下面例举使用变频调速的10 个理由来说明变频器应用在国外日趋普及的基本认识:

(1) 控制电机的启动电流

当电机通过工频直接启动时它将会产生7 到8 倍的电机额定电流这个电

流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量从而降低电机的寿命而变频调

速则可以在零速零电压启动(当然可以适当加转矩提升) 一旦频率和电压的关系建立变频器就可以按照V/F 或矢量控制方式带动负载进行工作使用变频调速

能充分降低启动电流提高绕组承受力用户最直接的好处就是电机的维护成本

将进一步降低电机的寿命则相应增加

(2) 降低电力线路电压波动

在电机工频启动时电流剧增的同时电压也会大幅度波动电压下降的幅

度将取决于启动电机的功率大小和配电网的容量电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常如PC 机传感器接近开关和接触

器等均会动作出错而采用变频调速后由于能在零频零压时逐步启动则能最

大程度上消除电压下降

(3) 启动时需要的功率更低

电机功率与电流和电压的乘积成正比, 那么通过工频直接启动的电机消耗的

功率将大大高于变频启动所需要的功率在一些工况下其配电系统已经达到了最高极限其直接工频启动电机所产生的电涌就会对同网上的其他用户产生严重的影响, 从而将受到电网运行商的警告, 甚至罚款如果采用变频器进行电机起停, 就不会产生类似的问题

(4) 可控的加速功能

变频调速能在零速启动并按照用户的需要进行光滑地加速而且其加速曲线

也可以选择(直线加速S 形加速或者自动加速) 而通过工频启动时对电机或相连的机械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动这种振动将进一步加剧机械磨损和损耗降低机械部件和电机的寿命另外变频启动还能应用在类似灌装线上以

防止瓶子倒翻或损坏

(5) 可调的运行速度

运用变频调速能优化工艺过程并能根据工艺过程迅速改变还能通过远控

PLC 或其他控制器来实现速度变化

(6) 可调的转矩极限

通过变频调速后能够设置相应的转矩极限来保护机械不致损坏从而保证

工艺过程的连续性和产品的可靠性目前的变频技术使得不仅转矩极限可调甚

至转矩的控制精度都能达到3 5 左右在工频状态下电机只能通过检测电

流值或热保护来进行控制而无法像在变频控制一样设置精确的转矩值来动作(7) 受控的停止方式

如同可控的加速一样, 在变频调速中, 停止方式可以受控并且有不同的停

止方式可以选择(减速停车自由停车减速停车直流制动) 同样它能减少对

机械部件和电机的冲击从而使整个系统更加可靠寿命也会相应增加

(8) 节能

离心风机或水泵采用变频器后都能大幅度地降低能耗这在十几年的工程经

验中已经得到体现由于最终的能耗是与电机的转速成立方比所以采用变频后

投资回报就更快厂家也乐意接受

(9) 可逆运行控制

在变频器控制中要实现可逆运行控制无须额外的可逆控制装置只需要改

变输出电压的相序即可这样就能降低维护成本和节省安装空间

(10) 减少机械传动部件

由于目前矢量控制变频器加上同步电机就能实现高效的转矩输出, 从而节省

齿轮箱等机械传动部件, 最终构成直接变频传动系统从而就能降低成本和空间, 提高稳定性

变频器主要用于交流电动机(异步电机或同步电机)转速的调节，是公认的交流电动机最理想、最有前途的调速方案，除了具有卓越的调速性能之外，变频器还有显著的节能作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。自上世纪80年代被引进中国以来，变频器作为节能应用与速度工艺控制中越来越重要的自动化设备，得到了快速发展和广泛的应用。在电力、纺织与化纤、建材、石油、化工、冶金、市政、造纸、食品饮料、烟草等行业以及公用工程（中央空调、供水、水处理、电梯等）中，变频器都在发挥着重要作用。

（1）变频器与节能

变频器产生的最初用途是速度控制，但目前在国内应用较多的是节能。中国是能耗大国，能源利用率很低，而能源储备不足。在2003年的中国电力消耗中，60-70％为动力电，而在总容量为5.8亿千瓦的电动机总容量中，只有不到2000万千瓦的电动机是带变频控制的。市场研究报告分析，在中国，带变动负载、具有节能潜力的电机至少有1.8亿千瓦。因此国家大力提倡节能措施，并着重推荐了变频调速技术。

应用变频调速，可以大大提高电机转速的控制精度，使电机在最节能的转速下运行。以风机水泵为例，根据流体力学原理，轴功率与转速的三次方成正比。当所需风量减少，风机转速降低时，其功率按转速的三次方下降。因此，精确调速的节电效果非常可观。与此类似，许多变动负载电机一般按最大需求来生产电动机的容量，故设计裕量偏大。而在实际运行中，轻载运行的时间所占比例却非常高。如采用变频调速，可大大提高轻载运行时的工作效率。因此，变动负载的节能潜力巨大。

作为节能目的，变频器广泛应用于电力、冶金、石油、化工、市政、中央空调、水处理等行业中。以电力行业为例，由于中国大面积缺电，电力投资将持续增长，同时，国家电改方案对电厂的成本控制提出了要求，降低内部电耗成为电厂关注焦点，因此变频器在电力行业有着巨大的发展潜力，尤其是高压变频器和大功率变频器。市场研究报告显示，仅电力行业，2003年的变频器市场规模就达到了2.5亿元。因此，变频器的节能应用前景非常广阔。

（2）变频器与工艺控制（速度控制）

目前，中国的设备控制水平与发达国家相比还比较低，制造工艺和效率都不高。但随着中国加入WTO，产品质量和生产效率都需要面临国际竞争，因此提高设备控制水平至关重要。由于变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点，在许多需要精确速度控制的应用中，变频器正在发挥着提升工艺质量和生产效率的显著作用。

以纺织行业为例，中国具有世界最大的的纺织产品生产能力，市场范围遍及全球，产业规模庞大。纺织与化纤行业也是变频器应用最多、使用密度最高的行业。在最常见的化纤机械设备中，选用变频器的设备有螺杆挤出机、纺丝机和后加工机等。选用变频器较多的棉纺设备主要有细纱机、粗纱机、精梳机等。这些设备都要求精确速度控制、多单元同步传动或比例同步(牵伸)传动等，应用变频器可以提高工艺要求、提升产品质量，同时减轻了人工的劳动强度、提高了生产效率，可以说，变频器是纺织行业增强国际竞争能力的重要装备。市场调查显示，2003年变频器在纺织与化纤行业的市场规模超过了10亿元。

此外，在食品、饮料、包装、造纸、机床、电梯等行业，国内的企业需要扩大生产规模，提高生产技术，变频器的应用前景和发展潜力都不可小觑。

（3）变频家电

除了工业相关行业，在普通家庭中，节约电费、提高家电性能、保护环境等受到越来越多的关注，变频家电成为变频器的另一个广阔市场和应用趋势。带有变频控制的冰箱、洗衣机、家用空调等，在节电、减小电压冲击、降低噪音、提高控制精度等方面有很大的优势。目前，中国是世界上最主要的家电供应国，但家电采用变频器的比例很低，而在日本，90％以上的家电是变频控制。据调查，2003年，中国的变频家电同比增长超过200％，但体现在市场中的变频家电并不多见，因此，变频家电具有非常好的发展潜力。?

（4）前景广阔的中国变频器市场

中国拥有庞大的产业群，并保持着持续稳定的发展；与国际接轨，众多的企业需要提升国际竞争力；人们生活质量不断提高等。这些都是变频器市场的增长驱动力和更广泛应用的基础。

2004中国变频器市场研究报告显示，中国的变频器市场在过去几年内保持着12％-20％的高速增长，在2003年，由于工业行业及建筑业的迅猛发展以及各行业的大量投资，当年同比增长达到了近40％，市场规模超过了55亿元人民币。进入2004年，因2003年的市场基数突然增大，加上国家加强了对冶金、建材等行业的宏观控制，变频器市场增长率将大幅回落。但由于中国经济的整体快速发展和中国加入WTO，市场对产品的要求将逐步提高，提升生产设备的水平势在必行，用于生产工艺控制的变频器将越来越多地被采用，另一方面，我国电力供需严重失衡，高峰季节的限闸拉电现象普遍，节能呼声空前。因此，在未来三年内，中国变频器市场仍将保持着10％左右的快速增长。市场研究报告认为，至少在10年以后，中国的变频器市场才能饱和并趋于成熟，因此，中国的变频器市场具有广阔的发展空间。