变频器的优缺点20130425.docx

变频器调速的优缺点比较

变频器目前以广泛应用与现代工业现场，它的特点、优势及不足，本文简单介绍一下
1、 变频调速特点

● 转速与频率成正比
● 能够连续调速
● 操作方便，噪声低
● 调速范围宽，调速精度高
● 效率高，功率因数高（采取措施）
● 可以控制起动，运行，停止（锁定输出，线性制动或软停止）
● 可靠性高，易于维护
● 起动电流和运行电流小，过载能力大

2、 变频器与软起的比较

软起动器
● 软起动器是一种智能化的降压起动器, 在起动电机时可以有效 地控制和限制起动电流, 同时可减少对电机及其驱动的设备的机械应力.
● 软起动可以将机械从零速平滑地加速到额定转速, 也可以控制平滑地减速到零速
● 在只需要软起动和软停止而不需要调速的场合可以使用软起动器
● 软起动器为了降低起动电流,必须实施降压起动, 同时降低了起动转矩
变频器
● 变频器可以实现软起动和软停止
● 也可以根据负载的变化和系统的要求调节速度和改变输出转矩
● 电机起动后可以不以工频转速运行
● 变频器在起动电机的同时不必降低起动转矩
结论
● 从功能上,变频器可以取代软起动器,但软起动器不能取代变频器
● 从成本上,变频器高于软起动器, 但其优势自不待言.

3、 变频器的优势
● 效率最高的调速方法
● 维护率很低
● 控制灵活,可集成多种功能
● 可四象限运行
● 使用最最普通的鼠笼式异步电动机
● 初始投资可能略大,但是可以快速收回投资,并创造更多的经济效益
● 节能,尤其是风机,泵和空气压缩机
● 机械磨损减少, 降低维护费用
● 提高产品质量和生产效率,
● 软起动, 减少对电网和设备的冲击

4、变频器快速增长的原因
● 节能, 尤其是风机,泵和压缩机应用
● 通过减少传动环节的应力提高机械设备的使用寿命
● 减少电机中的电流冲击,从而延长电机的使用寿命
● 可以使用通用的鼠笼式异步电机, 价格低廉, 安装维护简单, 易于采购
● 采用变频器, 改造原来的绕线转子电机或直流电机非常简单
● 变频器内无接触器和其他运动部件, 是固态设备, 可靠性高

5、 变频器在机械控制中的作用
减少维护量
● 变频器所具有的软起和软停功能可以显著地减少机械系统和轴承的损伤, 从而可以大幅度延长系统的使用寿命.
● 变频器可以明显减少泵对供水管网的冲击,从而可以减少对长距离供水管网的维护.
● 降速运行可以延长轴承的使用周期.
● 变频器有助于避免冲击性负载和反冲性负载,从而可以提高传动环节如减速箱或链条,皮带等的使用寿命.
削弱振动和噪声
● 在低于额定转速的情况下,泵和风机的噪声大幅度降低
● 现代变频控制可以抑制变频器本身造成的电机的额外噪声
● 通过变频控制还可以避免机械设备固有的共振
同步速以上运行
● 通过变频器,在不使用减速箱的情况下可以使得机械运行于在额定转速以上
多个传动点联动运行
● 通过变频器,可以方便地控制多个传动点,使其同步或比例运行

6、 变频器对电气的影响

频繁的起停控制
● 由于变频器可以进行软起, 所以可以对电机和负载进行频繁的起停和正反转控制,而不需要过多考虑电机的热容量
电气保护
● 变频器将电机屏蔽于电气扰动之外,
● 从电机侧不能看到电网的瞬间波动
● 轻微的电网不平衡不影响电机的平衡运行
● 变频器可提供电机过载,堵转,短路等的精确保护, 从而避免电机的过载和堵转.
效率
● 变频器的效率很高,可以最大限度地降低电机的损耗.
● 变频控制的效率远远优于其它的调速方式

7、 变频器对电网的影响

软起动
● 变频器近乎理想的起动电流最大程度地减少了对供电系统的扰动
● 对其它设备的影响几可忽略不计
● 可以减少变压器,开关,电缆及其保护装置的容量,节省投资.
● 对于有备用发电机的场合,发电机的容量可以减少30-50%
功率因数
● 变频器的相移功率因子接近于己于1,对于很轻的负载也是如此.从而可以省却功率因数补偿的投资.
短路容量
● 通过变频器,电机不再产生对电网的短路电流,从而可以减少开关的容量.

8、 变频在风机、泵、压缩机应用中其他好处

● 不再需要压力缓冲装置
● 相对间歇运行的系统控制效果更加连续
● 通过一台变频器可以简化多泵控制系统
● 消除起动,停止时的冲击,延长泵,轴承,阀门和管网等的寿命
● 延长泵的密封和叶片的使用寿命
● 比截流阀和挡板提供更宽的控制范围
● 相对阀门控制线性度和控制精度更高
● 对旧的管网提供压力限幅

9、变频带来的负面影响及策略
能耗方面
● 电机用变频器控制后相对于直接起动能耗增加3-5%
● 变频器中的能耗2-3%
● 电机中的能耗占0-3%
谐波电流
● 变频器中的整流环节从电网吸收非正弦电流, 其中包括很多谐波电流
● 谐波电流的抑制通常通过直流电抗器或交流电抗器来解决
● 当变频器负载超过供电容量的30-40%,或没有安装电抗器,就必须评估谐波电流的影响
● 变频器带来的谐波效应远远低于同等容量的直流调速装置
射频干扰
● 伴随PWM(脉宽调调制)的高速切换形成射频干扰
● 变频器设计时需要考虑抑制这种射频干扰,例如采用射频干扰滤波器
● 对于异常敏感的场合需要安装附加射频干扰滤波器
电机噪声
● 变频器的传统设计会给电机带来额外的噪声
● 通过提高开关频率和Whisper Wave技术可以降低电机噪声
● 在额定频率和额定负载下比直接运行带来的电机噪声增加量不超过2-3dB
● 一般来讲,在低于额定频率和负载下,噪声比工频运行还要小