系统集成

VFD的ABC

找到合适的应用以匹配电机的需要,并了解使用变频驱动(VFD)的条件。

凯文公司凯文公司 2017年6月5日

植物内部今天,交流电机正在成为行业标准。许多植物正在向液压马达的AC电动机转移到AC电动机,在某些情况下,在供电的大负载时,DC电机,这在过去更受欢迎。这种转变可以归因于各种原因,最多都与成本进行。交流电动机更紧凑,需要比液压马达或带刷子的直流电机更少维护。将其与与液压马达相关的更昂贵的硬件接合,这很明显为什么更多的工厂管理人员在操作内部移动到交流电机。

由于成本是一个驱动因素,操作人员需要对交流电机进行更精确的控制。他们需要能够优化其使用,以避免不必要的能源浪费。这是重要的了解实际应用的变频驱动器(VFD)交流电机。

在要问的问题中:

  • vfd什么时候有益?
  • 在什么条件下应该使用VFD?
  • VFD和软起动器之间有什么区别?

了解这些问题的答案将最大限度地使用,并最大限度地减少在工厂设置中操作交流电机的成本。

全电压启动器,软启动器和VFDS

有几种供电和控制交流电机的方法。除了VFD之外,还可以替代地应用全电压启动器或软启动器。最基本的电机控制涉及使用全电压启动器。通过这种方法,全电压施加到电机上,并且尽可能快地升高到最大速度。

问题运算符遇到全电压启动器,是电流的冲击最多可达电机的全负载电流的七倍。在很短的时间段内,将电流的非常高的电流应用于电机及其控制部件。如果大型电机需要进行频繁的开始和停止,它可以更快地磨损设备,并且在设施的公用事业上是一种昂贵的负担。

相反,软启动器通过将负载和扭矩输出减小到电机来消除这种负担。该方法允许电动机以由软启动器本身的设置确定的速度升高。操作员可以设置特定的斜坡时间,并且从接通到指定时间的时间,电机以全速运行。这允许减少电流涌入,降低了对工厂的公用事业的过早失败和额外负担的风险。软启动器非常适用于速度斜坡和扭矩控制是关键部件的应用,以及在流体变化速度快速以避免压力浪涌的管道系统中。

VFD通过允许操作员始终控制电动机的浪涌电流和速度,进一步提取该概念。VFD可以在开始/停止周期和整个运行时控制电机。需要VFD,需要完整的速度控制,并且关键问题是能耗。软起动器将是较便宜的选择,但在大的马力情况下,可以随着VFD而随着时间的推移实现节省。

基本应用变频

流量控制是植物设置内部VFD的最常见应用之一。改变泵速度以控制流动的能力是至关重要的。系统条件通常需要减少的流速。阻尼器和阀门通常用于实现这种减少,但这种策略没有帮助节能。相反,VFD可以控制流速,同时优化所需的能量。

可能存在操作员需要在一天中的某些时间以低于最大速度运行电机的情况,但随后在其他时间提高速度。这是当今环境中vfds普及的真实驱动因素:节省能源并降低运营成本。如果操作员只是希望以恒定的速度运行AC电动机,则可以使用齿轮箱。但是,如果应用程序使其是可变扭矩负载,则VFD是拟合解决方案。

例如,在非常基本的水平上,想象一下,AC电动机用于在冷却塔上运行风扇。操作员希望粉丝运行的速度越快,它需要的马力和能量越多。由于外部环境在全天移位,温度可能会很酷。因此,也许风扇只需要以低于当天更热的时间所需的速度运行。当任务可以在较低级别完成时,通过全速运行昂贵的能量正在浪费。

额外的好处

除了节能节省成本外,大多数vfd还允许作业者设置不同的参数来限制扭矩。这是通过限制电机上的输出电流来实现的。这个期望的结果完全是由过程驱动的。有一个需要保护它是什么电机是驱动的,和许多设备在工厂设置有机械限制。因此,通过过度扭矩超过这些限制可能会导致严重损坏或代价高昂的故障。

大多数vfd都是非常灵活的,因此它们可以配置为使用集成到它们中的输入和输出(I/O)。这些I/O可以用于任何数量的不同的功能,包括启动/停止功能,方向改变,恒速选择,宏选择,速度调整等。此外,vfd的模拟输出可以被配置为为工厂控制系统提供参数反馈,包括功耗,实际速度,频率,扭矩等。例如,如果工艺发生变化,现在需要以不同的速度运行,工厂控制系统可以根据驱动器指定的输入速度调整信号。

在流量控制的情况下,VFDS已经演变为许多可以使用预定义的宏将泵与泵集成的点。在这种情况下,流量计将直接连接到驱动器的模拟输入。操作员可以远程调整所需流程,并且驱动器将通过执行内部PID环路来维持该流程。有些驱动器允许操作员设置流量表,并且还可以设置为随着需求所需的要求,将额外的泵联机。

VFD的内置I / O不是控制驱动器的唯一方法。许多驱动器提供灵活性,允许各种不同的通信协议,可以控制大多数制造商控制器的VFD。所有标准协议都适用于大多数VFD。这允许操作员与一个通信电缆具有双向通信,而不是多个线。

为什么这是重要的?通过利用单个电缆,与多根电线相反,安装成本至少保持在最小,并且可以传输更大量的数据。此数据不适用于高级控件,但也不适用于监控。通常,操作员正在寻求监控驱动器的速度,扭矩,电流和温度。可以在该电缆上传送更多的数据,而不是VFD的内置I / O可以容纳。当某种情况呼叫多个数据时,涉及许多I / O的数据,今天的许多VFD可以处理这些要求。

最后,维护效益是有效利用植物在工厂操作中有效利用VFD的载体的主要部分。由于受控开始,由于设备上的磨损减少和撕裂,因此可以显着降低维护成本。另外,在将VFD施加到电动机的情况下消除了对阻尼器和阀门的需要,也可以消除这些设备的维护成本。

VFDS继续在行业中获得人气,因为他们提供的不同利益,其中大部分将以一种方式与成本和节能有关。

Kevin Goodsell.是工程经理瓦林公司