變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機、水泵的應(yīng)用上。風(fēng)機、泵類負載采用變頻調(diào)速后,節(jié)電率為20%~60%,這是因為風(fēng)機、泵類負載的實際消耗功率基本與轉(zhuǎn)速的三次方成比例。當(dāng)用戶需要的平均流量較小時,風(fēng)機、泵類采用變頻調(diào)速使其轉(zhuǎn)速降低,節(jié)能效果非常明顯。而傳統(tǒng)的風(fēng)機、泵類采用擋板和閥門進行流量調(diào)節(jié),電動機轉(zhuǎn)速基本不變,耗電功率變化不大。據(jù)統(tǒng)計,風(fēng)機、泵類電動機用電量占全國用電量的31%,占工業(yè)用電量的50%。在此類負載上使用變頻調(diào)速裝置具有非常重要的意義。目前,應(yīng)用較成功的有恒壓供水、各類風(fēng)機、中央空調(diào)和液壓泵的變頻調(diào)速。
如果風(fēng)門調(diào)節(jié)失靈或調(diào)節(jié)不當(dāng)就會造成定型機失控,從而影響成品質(zhì)量。循環(huán)風(fēng)機高速啟動,傳動帶與軸承之間磨損非常厲害,使傳動帶變成了一種易耗品。在采用變頻調(diào)速后,溫度調(diào)節(jié)可以通過變頻器自動調(diào)節(jié)風(fēng)機的速度來實現(xiàn),解決了產(chǎn)品質(zhì)量問題。此外,變頻器能夠很方便地實現(xiàn)風(fēng)機在低頻低速下啟動并減少了傳動帶與軸承之間的磨損,還可以延長設(shè)備的使用壽命,同時可以節(jié)能40%。
變頻器按頻率變換的方法分為交-交型變頻器和交-直交型變頻器。交-交型變頻器可將工頻交流電直接轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可以控制的交流,故稱直接式變頻器。交直-交型變頻器則是先把工頻交流電通過整流裝置轉(zhuǎn)變成直流電,然后再把直流電變換成頻率、電壓均可以調(diào)節(jié)的交流電,故又稱為間接型變頻器。
正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式
其特點是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低,機械特性硬度也較好,能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求,已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是,這種控制方式在低頻時,由于輸出電壓較低,轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著,使輸出轉(zhuǎn)矩減小。另外,其機械特性終究沒有直流電動機硬,動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意,且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機轉(zhuǎn)矩利用率不高,低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降,穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。