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| 什么是变频？浅析变频器的八大应用场景 |
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2023/7/6 15:00:49 |
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可以说有电机的地方，几乎都会见到变频器的身影。变频器的出现，使电力电子技术的研究得以大显身手。今天，变频器遍布于工农业各个领域，从事于电气自动化工作的朋友们对变频器已经非常熟悉。
变频器是工业技术和科技发展的产物，在工业自动化控制和机械化自动化控制过程中具有很重要的作用，变频器不仅能够达到相同工频运行时的效果，而且更加的安全，节能，高效！变频器在生产过程中的调速节能作用，非常诱人，当下人们高度重视节能环保，不仅仅是化工、钢铁等工厂，以及矿山这些行业应用变频器，农业、畜牧业、养殖业、服务业，也开始使用变频器。
什么是变频器？
变频器，顾名思义，就是可以改变频率的器件，它是一个频率和电压能调整输出的交流电源而已，主要用来给异步电机进行调速使用。变频器是将工频（50Hz或60Hz）转换成通过各种不同频率的交流系统功率，控制电路控制主电路，整个电流电路将交流电转换为直流电，直流中间电路平滑整个电流电路的输出，转换电路将直流电再转换为交流电。
变频器工作原理是将三相工频电源经过几组相控开关控制直接产生所需要变压变频电源，其优点是效率高，能量可以方便返回电网，其最大的缺点输出的最高频率必须小于输入电源频率1/3或1/2，否则输出波形太差，电机产生抖动，不能工作。故交交变频器至今局限低转速调速场合，因而大大限制了它的使用范围。
尽管变频器控制的是电机电源的频率和电压，但我们通常把它看成一种速度控制，因为该调节的结果是电机速度的变化。调节电机速度的原因多种多样，例如：1.节省能源，提高系统效率；2.在混合动力应用中转换能源；3.调整驱动器速度以适应工艺需求；4.调整驱动器的转矩或功率以适应工艺需求；4.改善工作环境；5.降低噪音水平，如风机和泵运行的噪音；6.减少机器中的机械应力，延长使用寿命；7.减少高峰期用电，避免高峰期用电价格增加，并减小所需的电机规模。
因为变频器广泛用于工业中，所以存在很多不同类型的变频器。已衍生出了许多适用于各类应用的单相和三相变频器。各类变频器的区别包括：频率和电压控制方式的不同；谐波抑制技术的不同。
变频器中采用的三大变频设计包括：脉冲宽度调制 (PWM)、电流源逆变器和电压源逆变器。最常见的是 PWM 技术。PWM 技术需要多次开启和关闭变频器的功率逆变器设备——晶体管或绝缘栅双极型晶体管 (IGBT)，从而使得电压的均方值 (RMS) 达到合适水平。PWM 技术即通过调制脉宽来改变输出频率和输出电压。
变频器八大行业应用场景
变频技术在许多领域中得到广泛应用。其中一个主要应用是在交流电驱动系统中，例如交流电机驱动系统。通过使用变频器，可以根据需要调整电机的转速，以适应不同的工作要求。这种能够调节转速的灵活性使得交流电驱动系统在许多工业和商业应用中非常有用，例如电梯、风力发电机、制冷设备等。此外，变频技术还用于电力系统中的电能调节和功率因数校正，以提高能源利用效率和电网的稳定性。它还在太阳能和风能发电系统中得到广泛应用，用于将不稳定的直流电转换为稳定的交流电，并将其与电力系统网格连接。
大型洗衣机：自家用的洗衣机和工业用大型洗衣机还是有区别的。涉及到清洗大量衣物的场合，需要用到工业洗衣机，洗衣全过程有洗涤阶段、漂洗阶段、脱水甩干阶段，这些阶段需要电机的转速不同，高中低速各不相同，旋转时间也各不相同，这些复杂的控制，只需要用变频器控制电机，使用变频器的多段速功能就可以实现。
空调负载类：写字楼、商场和一些超市、厂房都有中央空调，在夏季的用电高峰，空调的用电量很大。在炎热天气，北京、上海、深圳空调的用电量均占峰电40%以上。因而用变频装置，拖动空调系统的冷冻泵、冷水泵、风机是一项非常好的节电技术。目前，全国出现不少专做空调节电的公司，其中主要技术是变频调速节电。
电梯高架游览车类负载：由于电梯是载人工具，要求拖动系统高度可靠，又要频繁的加减速和正反转，电梯动态特性和可靠性的提高，边增加了电梯乘坐的安全感、舒适感和效率。过去电梯调速直流居多，近几年逐渐转为交流电机变频调速，无论日本还是德国。我国不少电梯厂都争先恐后的用变频调速来装备电梯。如上海三菱、广州日立、青岛富士、天津奥的斯等均采用交流变频调速。不少原来生产的电梯也进行了变频改造。
印染机类负载：大部分印染机械都是多单元联合工作的设备。工艺上要求各单元以相同的线速度同步运行并保持张力恒定，否则会断布、缠布、色度不均、色彩度不够、缩水率过大等质量问题。以往的印染机械无论是共电源方式或分电源方式都是采用直流调速系统。因为直流惦记固有的缺点，印染行业逐步采用交流变频技术。圆网印花机由进布单元、印花单元、烘房导带单元及落布单元组成，属于印染调速系统中复杂的一种。采用变频调速形成速度链控制。同步性能好，精度高，可靠性高。
污水处理等环保类负载：环境保护越来越重视，它关系到人类赖以生存的环境。于是乎清洁能源、绿色城市均出现了。变频调速可用在三个方面的环保类负载。一是工业污水处理，二是垃圾电厂，三是工业排烟、排气、除尘的控制。
音乐喷泉：在公园、广场、大的居民小区，我们经常会看到喷泉，节假日还会有精彩的喷泉表演。喷泉开启时，水柱高低错落有致，衬着五颜六色的灯光，伴着音乐的音阶和曲调跳动，非常受孩子们的欢迎。看似这样复杂的操控，也必然缺不了变频器的参与。音乐的高低变化通过变送器转化成电信号，电信号控制变频器，从而控制水泵的频率变化，这样就创造出了水柱的高低起伏的变化。
鱼塘供氧泵：养鱼的朋友都知道，鱼塘中鱼苗的密度大，要保证水中的含氧量适中才可以，以往鱼塘供氧泵需要定时人工开启，来增加水中的氧气，时间掌握不好，就会出现问题。采用变频器后，可通过氧含量传感器检测水中的氧含量，然后把信号传送给变频器，从而决定变频器是否启动，需要运行在多少频率，也就是水泵可以随时根据水中的实际含氧量来决定转速是多少，从而达到节省人工，节省电费的目的。
农家院与别墅：真正的农家院一般在农村，偏远的山区也有。别墅往往都在郊区，有一部分规模比较小的别墅或者自建别墅并不是统一物业。它们的共同特点就是远离城镇，很可能使用不到市政自来水，一般是自己打井，下泵抽水。以往用水泵抽水，使用时送电，不用时断电。为了方便，一般是抽一次水用很多天。使用变频器带动水泵抽水，就可以像使用自来水那样方便，打开水龙头就有水，不用水时关闭水龙头即可，而且每次都是新鲜的井水，不需要储存。
文章来源： 全科电工，电子发烧友，华强电子网
原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_529046.html
来源：贤集网
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