變頻器主要用于交流電動(dòng)機(jī)(異步電機(jī)或同步電機(jī))轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié),是公認(rèn)的交流電動(dòng)機(jī)最理想、最有前途的調(diào)速方案,除了具有卓越的調(diào)速性能之外,變頻器還有顯著的節(jié)能作用,是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想調(diào)速裝置。自上世紀(jì)80年代被引進(jìn)中國(guó)以來(lái),變頻器作為節(jié)能應(yīng)用與速度工藝控制中越來(lái)越重要的自動(dòng)化設(shè)備,得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。在電力、紡織與化纖、建材、石油、化工、冶金、市政、造紙、食品飲料、煙草等行業(yè)以及公用工程(中央空調(diào)、供水、水處理、電梯等)中,變頻器都在發(fā)揮著重要作用。
變頻器與節(jié)能
變頻器產(chǎn)生的最初用途是速度控制,但目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是節(jié)能。中國(guó)是能耗大國(guó),能源利用率很低,而能源儲(chǔ)備不足。在2003年的中國(guó)電力消耗中,60-70%為動(dòng)力電,而在總?cè)萘繛?.8億千瓦的電動(dòng)機(jī)總?cè)萘恐校挥胁坏?000萬(wàn)千瓦的電動(dòng)機(jī)是帶變頻控制的。據(jù)中國(guó)工控網(wǎng)的市場(chǎng)研究報(bào)告分析,在中國(guó),帶變動(dòng)負(fù)載、具有節(jié)能潛力的電機(jī)至少有1.8億千瓦。因此國(guó)家大力提倡節(jié)能措施,并著重推薦了變頻調(diào)速技術(shù)。
應(yīng)用變頻調(diào)速,可以大大提高電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制精度,使電機(jī)在最節(jié)能的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。以風(fēng)機(jī)水泵為例,根據(jù)流體力學(xué)原理,軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。當(dāng)所需風(fēng)量減少,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí),其功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。因此,精確調(diào)速的節(jié)電效果非?捎^(guān)。與此類(lèi)似,許多變動(dòng)負(fù)載電機(jī)一般按最大需求來(lái)生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)的容量,故設(shè)計(jì)裕量偏大。而在實(shí)際運(yùn)行中,輕載運(yùn)行的時(shí)間所占比例卻非常高。如采用變頻調(diào)速,可大大提高輕載運(yùn)行時(shí)的工作效率。因此,變動(dòng)負(fù)載的節(jié)能潛力巨大。
作為節(jié)能目的,變頻器廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工、市政、中央空調(diào)、水處理等行業(yè)中。以電力行業(yè)為例,由于中國(guó)大面積缺電,電力投資將持續(xù)增長(zhǎng),同時(shí),國(guó)家電改方案對(duì)電廠(chǎng)的成本控制提出了要求,降低內(nèi)部電耗成為電廠(chǎng)關(guān)注焦點(diǎn),因此變頻器在電力行業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿,尤其是高壓變頻器和大功率變頻器。中國(guó)工控網(wǎng)的市場(chǎng)研究報(bào)告顯示,僅電力行業(yè),2003年的變頻器市場(chǎng)規(guī)模就達(dá)到了2.5億元。因此,變頻器的節(jié)能應(yīng)用前景非常廣闊。
變頻器與工藝控制(速度控制)
目前,中國(guó)的設(shè)備控制水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還比較低,制造工藝和效率都不高。但隨著中國(guó)加入WTO,產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率都需要面臨國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),因此提高設(shè)備控制水平至關(guān)重要。由于變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍廣、調(diào)速精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn),在許多需要精確速度控制的應(yīng)用中,變頻器正在發(fā)揮著提升工藝質(zhì)量和生產(chǎn)效率的顯著作用。
以紡織行業(yè)為例,中國(guó)具有世界最大的的紡織產(chǎn)品生產(chǎn)能力,市場(chǎng)范圍遍及全球,產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大。紡織與化纖行業(yè)也是變頻器應(yīng)用最多、使用密度最高的行業(yè)。在最常見(jiàn)的化纖機(jī)械設(shè)備中,選用變頻器的設(shè)備有螺桿擠出機(jī)、紡絲機(jī)和后加工機(jī)等。選用變頻器較多的棉紡設(shè)備主要有細(xì)紗機(jī)、粗紗機(jī)、精梳機(jī)等。這些設(shè)備都要求精確速度控制、多單元同步傳動(dòng)或比例同步(牽伸)傳動(dòng)等,應(yīng)用變頻器可以提高工藝要求、提升產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)減輕了人工的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了生產(chǎn)效率,可以說(shuō),變頻器是紡織行業(yè)增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的重要裝備。中國(guó)工控網(wǎng)的市場(chǎng)調(diào)查顯示,2003年變頻器在紡織與化纖行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)了10億元。
此外,在食品、飲料、包裝、造紙、機(jī)床、電梯等行業(yè),國(guó)內(nèi)的企業(yè)需要擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,提高生產(chǎn)技術(shù),變頻器的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Χ疾豢尚∮U。
變頻家電
除了工業(yè)相關(guān)行業(yè),在普通家庭中,節(jié)約電費(fèi)、提高家電性能、保護(hù)環(huán)境等受到越來(lái)越多的關(guān)注,變頻家電成為變頻器的另一個(gè)廣闊市場(chǎng)和應(yīng)用趨勢(shì)。帶有變頻控制的冰箱、洗衣機(jī)、家用空調(diào)等,在節(jié)電、減小電壓沖擊、降低噪音、提高控制精度等方面有很大的優(yōu)勢(shì)。目前,中國(guó)是世界上最主要的家電供應(yīng)國(guó),但家電采用變頻器的比例很低,而在日本,90%以上的家電是變頻控制。據(jù)調(diào)查,2003年,中國(guó)的變頻家電同比增長(zhǎng)超過(guò)200%,但體現(xiàn)在市場(chǎng)中的變頻家電并不多見(jiàn),因此,變頻家電具有非常好的發(fā)展?jié)摿?/div>