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| 什么是變頻？淺析變頻器的八大應用場景 |
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2023/7/6 15:00:49 |
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可以說有電機的地方，幾乎都會見到變頻器的身影。變頻器的出現，使電力電子技術的研究得以大顯身手。今天，變頻器遍布于工農業各個領域，從事于電氣自動化工作的朋友們對變頻器已經非常熟悉。
變頻器是工業技術和科技發展的產物，在工業自動化控制和機械化自動化控制過程中具有很重要的作用，變頻器不僅能夠達到相同工頻運行時的效果，而且更加的安全，節能，高效！變頻器在生產過程中的調速節能作用，非常誘人，當下人們高度重視節能環保，不僅僅是化工、鋼鐵等工廠，以及礦山這些行業應用變頻器，農業、畜牧業、養殖業、服務業，也開始使用變頻器。
什么是變頻器？
變頻器，顧名思義，就是可以改變頻率的器件，它是一個頻率和電壓能調整輸出的交流電源而已，主要用來給異步電機進行調速使用。變頻器是將工頻（50Hz或60Hz）轉換成通過各種不同頻率的交流系統功率，控制電路控制主電路，整個電流電路將交流電轉換為直流電，直流中間電路平滑整個電流電路的輸出，轉換電路將直流電再轉換為交流電。
變頻器工作原理是將三相工頻電源經過幾組相控開關控制直接產生所需要變壓變頻電源，其優點是效率高，能量可以方便返回電網，其最大的缺點輸出的最高頻率必須小于輸入電源頻率1/3或1/2，否則輸出波形太差，電機產生抖動，不能工作。故交交變頻器至今局限低轉速調速場合，因而大大限制了它的使用范圍。
盡管變頻器控制的是電機電源的頻率和電壓，但我們通常把它看成一種速度控制，因為該調節的結果是電機速度的變化。調節電機速度的原因多種多樣，例如：1.節省能源，提高系統效率；2.在混合動力應用中轉換能源；3.調整驅動器速度以適應工藝需求；4.調整驅動器的轉矩或功率以適應工藝需求；4.改善工作環境；5.降低噪音水平，如風機和泵運行的噪音；6.減少機器中的機械應力，延長使用壽命；7.減少高峰期用電，避免高峰期用電價格增加，并減小所需的電機規模。
因為變頻器廣泛用于工業中，所以存在很多不同類型的變頻器。已衍生出了許多適用于各類應用的單相和三相變頻器。各類變頻器的區別包括：頻率和電壓控制方式的不同；諧波抑制技術的不同。
變頻器中采用的三大變頻設計包括：脈沖寬度調制 (PWM)、電流源逆變器和電壓源逆變器。最常見的是 PWM 技術。PWM 技術需要多次開啟和關閉變頻器的功率逆變器設備——晶體管或絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT)，從而使得電壓的均方值 (RMS) 達到合適水平。PWM 技術即通過調制脈寬來改變輸出頻率和輸出電壓。
變頻器八大行業應用場景
變頻技術在許多領域中得到廣泛應用。其中一個主要應用是在交流電驅動系統中，例如交流電機驅動系統。通過使用變頻器，可以根據需要調整電機的轉速，以適應不同的工作要求。這種能夠調節轉速的靈活性使得交流電驅動系統在許多工業和商業應用中非常有用，例如電梯、風力發電機、制冷設備等。此外，變頻技術還用于電力系統中的電能調節和功率因數校正，以提高能源利用效率和電網的穩定性。它還在太陽能和風能發電系統中得到廣泛應用，用于將不穩定的直流電轉換為穩定的交流電，并將其與電力系統網格連接。
大型洗衣機：自家用的洗衣機和工業用大型洗衣機還是有區別的。涉及到清洗大量衣物的場合，需要用到工業洗衣機，洗衣全過程有洗滌階段、漂洗階段、脫水甩干階段，這些階段需要電機的轉速不同，高中低速各不相同，旋轉時間也各不相同，這些復雜的控制，只需要用變頻器控制電機，使用變頻器的多段速功能就可以實現。
空調負載類：寫字樓、商場和一些超市、廠房都有中央空調，在夏季的用電高峰，空調的用電量很大。在炎熱天氣，北京、上海、深圳空調的用電量均占峰電40%以上。因而用變頻裝置，拖動空調系統的冷凍泵、冷水泵、風機是一項非常好的節電技術。目前，全國出現不少專做空調節電的公司，其中主要技術是變頻調速節電。
電梯高架游覽車類負載：由于電梯是載人工具，要求拖動系統高度可靠，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，邊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。如上海三菱、廣州日立、青島富士、天津奧的斯等均采用交流變頻調速。不少原來生產的電梯也進行了變頻改造。
印染機類負載：大部分印染機械都是多單元聯合工作的設備。工藝上要求各單元以相同的線速度同步運行并保持張力恒定，否則會斷布、纏布、色度不均、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。因為直流惦記固有的缺點，印染行業逐步采用交流變頻技術。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組成，屬于印染調速系統中復雜的一種。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。
污水處理等環保類負載：環境保護越來越重視，它關系到人類賴以生存的環境。于是乎清潔能源、綠色城市均出現了。變頻調速可用在三個方面的環保類負載。一是工業污水處理，二是垃圾電廠，三是工業排煙、排氣、除塵的控制。
音樂噴泉：在公園、廣場、大的居民小區，我們經常會看到噴泉，節假日還會有精彩的噴泉表演。噴泉開啟時，水柱高低錯落有致，襯著五顏六色的燈光，伴著音樂的音階和曲調跳動，非常受孩子們的歡迎。看似這樣復雜的操控，也必然缺不了變頻器的參與。音樂的高低變化通過變送器轉化成電信號，電信號控制變頻器，從而控制水泵的頻率變化，這樣就創造出了水柱的高低起伏的變化。
魚塘供氧泵：養魚的朋友都知道，魚塘中魚苗的密度大，要保證水中的含氧量適中才可以，以往魚塘供氧泵需要定時人工開啟，來增加水中的氧氣，時間掌握不好，就會出現問題。采用變頻器后，可通過氧含量傳感器檢測水中的氧含量，然后把信號傳送給變頻器，從而決定變頻器是否啟動，需要運行在多少頻率，也就是水泵可以隨時根據水中的實際含氧量來決定轉速是多少，從而達到節省人工，節省電費的目的。
農家院與別墅：真正的農家院一般在農村，偏遠的山區也有。別墅往往都在郊區，有一部分規模比較小的別墅或者自建別墅并不是統一物業。它們的共同特點就是遠離城鎮，很可能使用不到市政自來水，一般是自己打井，下泵抽水。以往用水泵抽水，使用時送電，不用時斷電。為了方便，一般是抽一次水用很多天。使用變頻器帶動水泵抽水，就可以像使用自來水那樣方便，打開水龍頭就有水，不用水時關閉水龍頭即可，而且每次都是新鮮的井水，不需要儲存。
文章來源： 全科電工，電子發燒友，華強電子網
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_529046.html
來源：賢集網
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