VFD是變頻驅動器。 變頻器還可以稱為變速驅動器，可調速驅動器，變頻器，交流變頻器，微驅動器和變頻器。它是一種通過控制頻率和電壓來控制電動機速度的系統。頻率與電動機的速度成正比。通過調節頻率，可以根據要求或應用改變速度。變頻器使過程可靠，輸出變量易於控制。變頻器有不同的類型，如電壓源反轉（VSI），電流源反轉（CSI），脈衝寬度調製（PWM）。主要是基於PWM的變頻器在工業中使用，因為CSI在構造時需要大電感器，而VSI具有較差的功率因數。 變頻器可延長電機的使用壽命。
變頻器在許多應用中用於節省電力。在本文中，解釋了可以使用變頻器的不同應用。 變頻器的一個應用是水泥工業。在每個階段的水泥製造過程中使用VFD。本文討論了VFD在水泥工業中的需求。變速驅動器在輸送機中非常重要，可以控制扭矩和速度。
我們的許多家用電器也使用變頻器。在空調系統中，變頻器用於節約能源。文章介紹瞭如何使用變頻器節省能源.VFD可用於灌溉系統。可以使用VFD根據要求控制水流量。 變頻器可實現多流量泵送。 變頻器適用的應用很多。因為它節省了大量的能源;它也用於許多行業。
變頻器的工作原理：
變頻器將輸入的50 Hz電源轉換為DC，然後轉換為可變電壓，可變頻率輸出。在[1]中提到了變頻驅動器的框圖。
圖1變頻器方框圖
圖1顯示了變頻器的框圖。圖中顯示變頻器有三個階段，如輸入轉換器，直流總線和輸出逆變器。輸入轉換器由二極管橋組成。 Dc總線由電感和電容組成。輸出轉換器由IGBT組成。輸出逆變器連接到電機。 變頻器三個階段的工作如下：轉換器：
電機控制器的第一級或變頻器是轉換器。轉換器由六個二極管組成。三相電壓直接提供給轉換器。轉換器允許電流僅在一個方向上流動。如果L1，L2，L3中的一個相電壓大於另外兩個相電壓，則連接到該相電壓的二極管導通，並且在二極管的負側使用相同的原理。在輸出端出現六個電流脈衝，因此它也被稱為6脈衝變頻器。 6脈衝變頻器用於建築電氣系統，如電子鎮流器，不間斷電源等.變頻器可配置為12脈衝變頻器和18脈衝變頻器。由於6脈衝變頻器具有更多的諧波失真以避免該缺點，因此大多使用12脈衝變頻器或18脈衝變頻器。轉換器單元將3相輸入AC電源轉換為DC。轉換器的常用配置是3相全波二極管橋。
直流母線：
變頻器的第二級是直流母線。直流母線的基本原理是去除漣漪。直流母線是轉換器和逆變器之間的鏈路。在整流電路的輸出端，我們得到直流信號。整流器的輸出包含大量波紋，因此直流總線可以消除輸出中的波紋。它還為驅動器提供保護。在DC總線的輸出處存在無紋波Dc。
逆變器：
變頻器的最後一個階段是逆變器。逆變器由晶體管組成。晶體管用作開關。在工業中，IGBT是絕緣柵雙極晶體管最常用的。如果從頂部開關中的一個閉合，則電動機的相位連接到正DC總線，並且該相上的電壓變為正。相同的原理用於底部的開關，並且對於這些底部開關，相位獲得負DC總線，並且該相上的電壓變為負。通過以任何順序接通開關，可以改變電動機的相位和旋轉。因此，使相電壓為正，負或零，可變頻率在輸出端得到。由於頻率與電機速度成正比，電機速度根據要求或應用而變化。因此，逆變器是將濾波後的直流電源轉換為交流電源的單元，交流電源供給連接到它的電動機。
速度控制方法：
用於控制電動機速度的方法如下：
- V / F控制
在電動機中，電動機定子中感應的電壓與頻率和氣隙磁通量成正比。如果我們降低頻率保持電壓恆定，則氣隙通量會增加。這是不希望的效果。因此，要改變速度，我們必須保持V / F比率不變。 V / F方法使用可以將多個電機連接到單個變頻器的技術。 V / F控制技術具有低啟動電流和寬範圍速度等優點。在需要精確調速操作器的地方不使用V / F控制方法。
- 帶編碼器的V / F使用帶編碼器的
要精確速度調節V / F.編碼器提供高參考頻率。因此，速度調節取決於編碼器提供的反饋。但是這種方法成本很高，因此不能在許多應用中使用。
- 開環V / F控制
為了實現動態速度響應，開環V / F控制在工業中得到應用。在該方法中，定子電壓和頻率同時變化。氣隙通量保持不變。隨著頻率和電壓一次變化，V / f比保持不變。
- 閉環V / F控制
在閉環V / F控制中，使用反饋系統。測量電動機的速度和參考速度。根據這兩個速度之間的差異，頻率和電壓變化以保持V / F比恆定。要測量電動機傳感器的使用速度並改變頻率控制器的使用。主要是比例控制器被使用。
所有上述控制方法都使用脈衝寬度調製技術通過改變固定信號的寬度來改變速度。通過改變固定信號的寬度，頻率變化。 PWM為逆變器模塊中使用的晶體管或開關提供觸發角。 PWM通過將三角波與參考信號進行比較來產生觸發角。在工業中，主要用作初始瞬態的PWM發電機較少。
可變頻率驅動的應用：
- 水泥工業中的變頻器的應用：
主要成分是石灰石和粘土。將這些材料粉碎成細粉，然後混合。在每個階段的水泥製造過程中使用變頻器。 變頻器用於控制風機，軋機，輸送機等的速度。通過變頻驅動的控制過程可實現高效的速度控制，低功率損耗，節能，低汙染和顯著節約經濟性。
下圖顯示了水泥製造過程：
圖2
圖2顯示了水泥製造過程的框圖。水泥由粘土，石灰石等原料組成。水泥製造過程涉及不同的步驟，如圖所示。這些步驟是破碎，預混和研磨原料。熟料化是進行冷卻以避免進一步化學反應的過程。熟化後，進行水泥的最終研磨。水泥製造過程的最後一步是水泥的運輸。
水泥工業的整個過程分為幾個部分。如下所述的兩部分：
- 水泥窯引風機
- 輸送機的
水泥窯引風機需要在整個操作過程中控制過程要求。以前的阻尼器，葉片，可變滑動離合器用於控制速度。但是它們具有諸如高功耗和需要維護的缺點。為了克服這個缺點，使用變頻器。在[2]中提到了水泥工業的優點。
1、保持均勻的工作溫度，降低風扇噪音並節省工廠寶貴的佔地面積。
2、ID風扇功率可以達到幾千馬力，並且使用驅動器來控制空氣流量可以節省相當多的能量.
3、 變頻器以精確匹配系統運行條件的方式優化風扇RPM。
- 輸送機
傳送帶用於處理原材料和成品材料。輸送機在水泥生產過程中不斷使用，因此制動輸送機的機會增加。它增加了運營成本。為降低運營成本，延長皮帶的使用壽命和可用性非常重要。變速驅動器可為輸送機提供精確的扭矩和速度控制。這減少了齒輪箱，皮帶輪和皮帶等機械設備的壓力，特別是在啟動和停止期間，以及在運行和維護期間。通過使用變頻器，可以控制輸送機的速度以匹配生產能力並因此減少磨損並節省能源。對於維護檢查，皮帶更換或維修或避免結冰，可以使傳送帶以低速運行。
- 空調變頻驅動
隨著經濟的快速發展和人們生活水平的提高，中央空調系統在酒店，寫字樓，超市，醫院，工廠等中越來越受歡迎。空調用電量日益增加。如果我們採用合理的智能技術，加上使用變頻器的最佳現代設計，我們就可以節約能源。空調系統主要由製冷壓縮機組，冷（熱）介質循環水系統，冷卻循環水系統，冷卻塔風機和盤管風機組成。 然而，空調系統目前存在缺點，即根據季節難以控制其輸出溫度。
從流體力學理論來看，離心泵或風扇的輸出流量與其速度成正比，輸出壓力與速度的平方成正比，而輸出功率與速度的立方成正比。由此可以很容易地得出結論，我們可以通過控制它們的速度來調節泵和風扇的輸出功率。
空調系統具有冷卻水系統閉環控制 塊。系統所要求的循環水溫標準為12℃ 進水口和7℃出 水口，允許溫差為5℃。如果進氣口和出口之間的溫度差為3℃，則表明供應的實際需求為3℃/ 5℃= 60％。通過使用變頻器，我們可以將泵的速度控制在其額定速度的60％。最終節省了能量。
圖3
圖3顯示了使用變頻器的空調系統的框圖。方框圖包括ZCD，變頻器，LCD顯示屏，微控制器，電源，溫度參考，柵極驅動電路，感應電機和鍵盤。使用變頻器（七級逆變器）可以節省空調系統的能源。該系統的方框圖在圖3中提到。它由230V交流電源組成，供給整流電路。整流電路將交流電轉換為直流電。這個調節的直流電壓被提供給產生純正弦波的七電平逆變器，並將其提供給感應電動機。微控制器用於根據給定的溫度產生PWM序列。反過來，PWM序列僅控制相控整流器和七電平逆變器的輸出。柵極驅動電路用於有效驅動相控整流器和七電平逆變器中的開關。
LCD用於顯示電流和設定溫度。
- 灌溉系統中的變頻驅動
在灌溉應用中，變頻器幫助農民根據需要控制或改變流量壓力。可以管理流程的各種變化。
1.單泵，多頭工作點
變頻器可用於灌溉具有不同水流要求的不同區域。 變頻器可用於大多數不同的灌溉系統，從微/滴灌到灑水噴頭和中心樞軸。在諸如微灌的固定塊系統中，灌溉區域可以分成多個區域，每個區域可以具有不同的壓力要求。例如，如果存在需要不同壓力水平的不同區域，則變頻器將根據閥門在其各自區域中操作時的要求改變泵速。下圖顯示了具有多頭工作點的單泵。
圖4
圖4顯示了與變頻器連接的電機，用於灌溉具有不同水流量要求的不同區域。可以使用變頻器調節水流量。該方法廣泛用於灌溉目的。
2.多流量泵
在許多應用中，如果需要改變水流量，可以使用變頻器。有許多應用需要在同一應用中連接兩個以上的電機但需要不同的速度。因此在這種情況下，變頻器有助於保持壓力恆定。 如果有兩個並聯的泵，則可以使用兩個變頻器並允許它們級聯。這意味著當泵1超過其流量並且不再能夠滿足壓力條件時，因為它在泵曲線上向右泵送太遠，第二個 可以調用變頻器，然後兩個泵將平衡流量和在確定的壓力下供應所需的物質。當流量增加或減少時，泵將相應地斜坡上升直到流量減少並且第二個 不再需要泵並且它將脫落並且僅泵1將運行。
變頻器有助於在許多應用中節省能源。它是一種電力轉換裝置。它將基本固定頻率轉換為可變頻率，可變電壓輸出。該固定輸出電壓用於控制感應電動機的速度。 變頻器在水生應用中的主要功能是提供節能。通過控制泵的速度而不是通過使用節流閥來控制流量，可以節省大量能量。
變頻器用於控制過程溫度，壓力或流量，無需使用單獨的控制器。合適的傳感器和電子設備用於將驅動設備與其連接。還可以降低維護成本，因為較低的運行速度可以延長軸承和電機的使用壽命。
變頻器官網：www.czdrives.com
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