本文介紹了矢量變頻器在恒壓供水自動控製係統
、紡織機械、提升設備
、水泥機械
、物流機械等相關領域的典型應用實例。

一
、變頻器在恒壓供水自動控製係統中的應用：

　　 變頻調速恒壓供水設備以其節能
、安全、高品質的供水質量等優點，使供水行業的技術裝備水平從90年nian代dai初chu開kai始shi經jing曆li了le一yi次ci飛fei躍yue。恒heng壓ya供gong水shui調tiao速su係xi統tong實shi現xian水shui泵beng電dian機ji無wu級ji調tiao速su，依yi據ju用yong水shui量liang的de變bian化hua自zi動dong調tiao節jie係xi統tong的de運yun行xing參can數shu
，在zai用yong水shui量liang的de變bian化hua自zi動dong調tiao節jie係xi統tong的de運yun行xing參can數shu，在zai用yong水shui量liang發fa生sheng變bian化hua時shi保bao持chi水shui壓ya恒heng定ding以yi滿man足zu用yong水shui要yao求qiu，是shi當dang今jin最zui先xian進jin、合理的節能型供水係統。

　　 變頻恒壓供水自動控製係統工作原理如下：

　　 係統正常運行時
，用戶用水管網上的壓力傳感器對用戶的用水水壓進行數據采樣，並將壓力信號轉換為電信號，傳輸至PID調(tiao)節(jie)器(qi)

，然(ran)後(hou)與(yu)用(yong)戶(hu)設(she)定(ding)的(de)壓(ya)力(li)值(zhi)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)和(he)運(yun)算(suan)，並(bing)將(jiang)比(bi)較(jiao)和(he)運(yun)算(suan)的(de)結(jie)果(guo)轉(zhuan)換(huan)為(wei)頻(pin)率(lv)調(tiao)節(jie)信(xin)號(hao)和(he)水(shui)泵(beng)啟(qi)動(dong)台(tai)數(shu)信(xin)號(hao)分(fen)別(bie)送(song)至(zhi)變(bian)頻(pin)器(qi)和(he)可(ke)編(bian)程(cheng)控(kong)製(zhi)器(qi)（PLC）；變頻器據以調節水泵電機的電源頻率，進而調整水泵的轉速
；可編程控製器械根據PID調(tiao)節(jie)器(qi)傳(chuan)輸(shu)過(guo)來(lai)的(de)水(shui)泵(beng)啟(qi)動(dong)台(tai)數(shu)信(xin)號(hao)控(kong)製(zhi)水(shui)泵(beng)的(de)運(yun)轉(zhuan)。通(tong)過(guo)對(dui)水(shui)泵(beng)的(de)啟(qi)動(dong)和(he)停(ting)止(zhi)台(tai)數(shu)及(ji)其(qi)中(zhong)變(bian)頻(pin)泵(beng)轉(zhuan)速(su)的(de)調(tiao)節(jie)，將(jiang)用(yong)戶(hu)管(guan)網(wang)中(zhong)的(de)水(shui)壓(ya)恒(heng)移(yi)穩(wen)於(yu)用(yong)戶(hu)預(yu)先(xian)設(she)計(ji)的(de)壓(ya)力(li)值(zhi)
，使(shi)供(gong)水(shui)泵(beng)組(zu)“提升”的水量與用戶管網不斷變化的用水量保持一致
，達到“變量恒壓供水”的目的。

　　 以下矢量變頻器在某市市政供水工程中的應用係統由可編程控製器，變頻器和電動機組成，采用可編程序控製器（PLC）控製變頻調速器，具有控製水泵恒壓供水的功能。通過安裝在管網上的壓力傳感器，把水壓轉換成4～20mA的模擬信號
，通過PLC內置的PID控kong製zhi器qi，來lai改gai變bian電dian動dong水shui泵beng轉zhuan速su。當dang用yong戶hu用yong水shui量liang增zeng大da，管guan網wang壓ya力li低di於yu設she定ding壓ya力li時shi，變bian頻pin調tiao速su的de輸shu出chu頻pin率lv將jiang增zeng大da，水shui泵beng轉zhuan速su提ti高gao，供gong水shui量liang加jia大da，當dang達da到dao設she定ding壓ya力li時shi，電dian動dong水shui泵beng的de轉zhuan速su不bu在zai變bian化hua，使shi管guan網wang壓ya力li恒heng定ding在zai設she定ding壓ya力li上shang；反之亦然。這樣通過閉環PID控製就達到恒壓供水的目的。

當電機出現故障（即：過壓、過流
、過載
、電機過熱保護）後，係統會自動停止運行，當係統恢複後，再重新按操作步驟進行操作。

　　 二、變頻器在紡織機械中的應用

　　 棉紡織設備的大部分機器采用了變頻調速技術、可編程控器(PLC)技術，也已有相當一部分的產品采用了工控機


、單片機
、交流伺服係統、觸摸屏人機界麵以及現場總線技術
，實現了紡機產品的機電一體化，變頻器在紡織設備上應用很普及，從清花
、梳棉、並條
、粗紗、細紗
、絡筒、整經
、漿紗、無梭織機等均已采用。按使用情況可分為三種類型：

　　 第一類：一台主機選用一台變頻器控製一台電動機，如並條機、粗紗機
、細紗機等。

　　 第二類：一台主機選用一台變頻器控製多台電動機，如並紗機
、氣流紡機(單錠單電機傳動型)等。

　　 第三類：一台主機用多台變頻器分別控製多台電動機
，並由計算機控製多電機協調同步，和實現卷繞成形功能
，如取消錐輪的新型粗紗機、取消長邊軸傳動和無級變速器的新型漿紗機，分條整經機等。

　　 紡織設備上應用的變頻器的容量範圍：

　　 0. 37KW～500KW
， 90%以上為0.37KW～37KW。

　　 矢量變頻器在梳棉機中的應用。

　　 某棉紡廠使用的梳棉機老機在設計方麵由於受到當時的技術條件、設備製造成本，市場需要等因素的限製不可避免的存在著一些缺陷。如A186Dxingshumianjidaochuandongxitongzhongdedianciliheqiyouyuguzhangjiaogao，jingchangzaochengtingji
，bushichuhuojing，geishengchanxiaolvyuchanpinzhiliangzaochengyidingdesunshi
，yaobaochiyuweihuxutourudaliangderenliyuwuli。guanxinglundianciliheqibeiqiyong。zheyangzaiyoumanzhuankuaideguochengzhongchanshengxitiao，yanzhongshichuxianpobian，mianwangladuandexianxiangyingxiangshengchanzhiliang。weibimianzhezhongxianxiang
，caozuogongyongbudangdecaozuobanfalaimibuyishangshebeiquexian，danyaozaochengdaliangdefeitiao
，tongyangshibukequde。

　　 使用矢量變頻器改善梳棉機運行狀態的過程：A186D梳棉機為了使道夫達到升、降速平滑
，在機械傳動中設計雙速電機，慣性輪、電磁離合器，用電氣加機械的手段來實現。A186E、A186F
、FA201梳棉機設計中又增加了電動機的星-三角轉換這一控製環節，從而進一步改善了升、降速頻率。FA201B
、FA212梳(shu)棉(mian)機(ji)采(cai)用(yong)了(le)威(wei)科(ke)矢(shi)量(liang)變(bian)頻(pin)器(qi)調(tiao)速(su)
，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)了(le)道(dao)夫(fu)升(sheng)速(su)斜(xie)率(lv)的(de)任(ren)意(yi)調(tiao)節(jie)，道(dao)夫(fu)工(gong)藝(yi)轉(zhuan)速(su)的(de)任(ren)意(yi)可(ke)變(bian)的(de)功(gong)能(neng)。為(wei)老(lao)機(ji)改(gai)造(zao)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)好(hao)的(de)範(fan)例(li)。

　　 對A186D老機進行矢量變頻器調速改造，不但提高設備性能，降低故障停機。還能提高生產效率與生產質量。

　　 三、變頻器在提升設備中的應用

　　 變頻器可通過其外部控製端子實現啟停、正反轉、S曲線加減速及多段速度控製。矢量控製運算中要用到的電機本身的一些參數，可由變頻器自動測出。此外，該變頻器還具有過流、過載、電動機過熱、過(guo)壓(ya)及(ji)欠(qian)壓(ya)，超(chao)速(su)及(ji)失(shi)速(su)等(deng)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)。變(bian)頻(pin)器(qi)還(hai)能(neng)提(ti)供(gong)運(yun)行(xing)停(ting)止(zhi)信(xin)號(hao)
，零(ling)速(su)信(xin)號(hao)


，速(su)度(du)到(dao)達(da)信(xin)號(hao)及(ji)運(yun)行(xing)準(zhun)備(bei)信(xin)號(hao)等(deng)，可(ke)編(bian)程(cheng)控(kong)製(zhi)器(qi)綜(zong)合(he)外(wai)部(bu)信(xin)號(hao)和(he)變(bian)頻(pin)器(qi)給(gei)出(chu)的(de)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)，經(jing)分(fen)析(xi)及(ji)邏(luo)輯(ji)運(yun)算(suan)向(xiang)外(wai)部(bu)設(she)備(bei)及(ji)變(bian)頻(pin)器(qi)給(gei)出(chu)控(kong)製(zhi)命(ming)令(ling)。電(dian)梯(ti)調(tiao)速(su)控(kong)製(zhi)的(de)關(guan)鍵(jian)是(shi)啟(qi)動(dong)加(jia)速(su)和(he)減(jian)速(su)平(ping)層(ceng)，對(dui)其(qi)控(kong)製(zhi)時(shi)要(yao)掌(zhang)握(wo)以(yi)下(xia)幾(ji)點(dian)：

　　 1、啟動控製

　　 為使電梯啟動時平穩無衝擊
，無反向溜車，啟動控製應按以下順序：

　　 （1）首先向變頻器發出預勵磁命令，給電動機建立磁場(此時速度給定為零)；

　　 （2）經第一級延時後發出打開抱閘指令

；

　　 （3）再經第二級延時確認抱閘打開後給出速度指令。

　　 2
、減速平層控製

　　 diantijiansuanzhaojulizhijietingchepingceng，jiyaoqiugecengzhandejiansujuliwanquanyizhi。jiansudaopingcengshiwupaxingguocheng，youyunxingsuduzhijiexianglingsujiansu。weibaozhengtingcheshideshushigan，yingquerendiantidaodalingsushi(此信號由變頻器給出)才給出合抱閘命令
，再經一級延時
，給出停止勵磁指令。若停車後電梯沒有平層
，應進行再平層控製。

　　 3、再平層控製

　　 若電梯停車後沒有準確平層，或平層後因鋼絲繩形變使轎廂移位，應進行再平層。再平層應在較低的速度下進行(通常為運行速度的1%)，且應在電梯門打開，電梯處在平層區內的情況下進行。變頻器有很好的低頻轉矩扭力，我們測得電梯在110%額定載重下仍能可靠地進行再平層。

　　 由於控製係統采用了脈衝編碼定位控製技術，故井道內省略了減速感應器，隻在轎頂留下了一套平層感應裝置，並具有再平層功能。

　　 實踐證明，改造後的電梯運行舒適感好，啟動、減速、平層的舒適感不因轎廂負載的變化而變化，取得了令人滿意的效果。

　　 改造中應注意的幾個問題

　　 diantijishugaizaobingmeiyougudingmoshi，yiqieyinggenjuxianchangshijiqingkuanglaiding。danwomenzaijiangjiushijiaoliushuangsutihetiaoyatiaosutigaizaochengbianpintiaosudiantiguochengzhongjiaodeyixiajigechangyudaodewentiyingtebieyinqizhuyi，yiquebaogaizaohoudiantideanquanshiyong。

　　 1、貨梯改全自動集選控製方式時，應補裝安全觸板或光電保護裝置，無測重裝置的應設法補裝。

　　 2、保持原額定載重量，額定速度不變
，保持鋼絲繩原曳引比方式不變。

　　 3、應用線路或軟件保證轎頂行慢車時
，轎內和機房不能走車，以確保轎頂操作人員的安全。

　　 4
、層門無自動關閉裝置的應在每層層門上增設可靠的層門自動關閉裝置。

　　 5
、層門門扇是由繩、鏈聯接時
，被動門扇應補設電氣安全裝置。

　　 6、檢查測試限速器、安全鉗及其聯動情況，不合格的限速器必須更換。

　　 7
、製動器應作全麵分解
，閘帶上不允許有油垢，電磁鐵可動鐵芯與銅套間要幹淨
，並用石墨粉潤滑。

　　 四、變頻器在水泥機械中的應用

　　 變頻調速技術在我國水泥行業的應用日趨廣泛。在生產工藝需要調速的許多環節，如回轉窯
、單冷機、喂料機、配料係統
、風機、水泵等

，以交流變頻調速取代調壓調速
、滑差調速以及直流調速已成為一種必然趨勢。

　　 在水泥粉磨工藝中，球磨機入磨物料粒度的大小，對其台時產量影響較大，預破碎工藝作為提高磨機台時產量、降低粉磨電耗的重要途徑，引起了許多水泥企業的重視。根據工藝要求

，水泥立窯放料每次持續2～3 min，間隔2～3 min，但目前幾乎所有水泥企業中破碎機處於工頻恒速運行狀態
，24 hlianxuyunzhuan
，zaochengdiannengdejudalangfei，bingyingxiangdianjiheposuijideshiyongshouming。lingyifangmian
，youyuposuijijuyoushifendadeguanxing
，buyipinfanqiting

，suoyijishishiyongbianpinqiyenanyijiejuexitongzhidongshichanshengdebengshengdianyayinqibaohudianludongzuo
，shixitongwufazhengchanggongzuo。

　　 針對係統的以上特點，利用係列變頻器實現破碎機的變頻調速和軟啟動
；利用再生能量回饋單元克服破碎機製動過程中產生的過高的泵升電壓；利用PLCshixianxitongdeluojibihuankongzhi，shiposuijidegongzuoyuliyaofangliaotongbu，shixianjianxieyunxing。congerzaigaishangongyikongzhizhiliangdetongshi，zuidaxiandudijieyueledianneng

，jiangdileshengchanchengben。xianchangtiaoshiheyunxingjieguobiaoming，xitongyunxingkekao，jiedianlvkeda60%以上。

　　 上shang述shu係xi統tong已yi在zai某mou水shui泥ni廠chang投tou入ru實shi際ji運yun行xing。係xi統tong根gen據ju送song料liao信xin號hao自zi動dong實shi現xian啟qi製zhi動dong運yun行xing，破po碎sui機ji運yun行xing速su度du連lian續xu可ke調tiao。電dian機ji可ke以yi實shi現xian頻pin繁fan軟ruan啟qi動dong，基ji本ben無wu啟qi動dong電dian流liu衝chong擊ji
，啟qi動dong力li矩ju足zu夠gou。係xi統tong在zai變bian頻pin運yun行xing條tiao件jian下xia，若ruo變bian頻pin器qi突tu然ran故gu障zhang，則ze自zi動dong切qie換huan至zhi“工頻”狀態繼續運行，同時發出聲光報警信號(內部可選)。根據現場工況需要
，將有放料信號時變頻運行給定頻率設為43 Hz
，係統運行電流為27 A，運行電壓280 V，改造後的係統平均每年耗電5.7萬度。根據現場記錄，係統在改造前工作頻率為工頻50 Hz，運行電流為32 A
，運行電壓400 V，平均每年耗電19.42萬度。改造後的節電率為70.6%。該係統的突出優點如下：

　　 1
、利用變頻調速技術改造了水泥熟料破碎機的拖動係統，滿足了破碎機的低速、間歇運行特點
，保證了工藝控製質量，節能效果明顯
，並有利於延長破碎機和電機的使用壽命。

　　 2、利用能量回饋控製技術克服破碎機大慣性引起的泵升電壓，有效地保證了變頻器的安全運行。係統除了變頻器和能量回饋裝置所具有的20餘種保護功能和故障自診斷功能外
，還增設了電機過熱、控製回路保護及報警。

　　 3
、利用可編程控製器PLC實現了各種邏輯控製、變頻器啟製動自動控製及手動/自動、工頻/變頻轉換和故障自切換等功能，使係統控製靈活方便，功能齊全。

　　 五、係列變頻器在物流機械中的應用

　　 調速皮帶秤是一種用於測量和控製皮帶輸送機的速度和物料流量的實時連續計量裝置，廣泛應用散裝固態原料的計量控製和輸送。

　　 當電機驅動時，物料隨著皮帶的運動輸出
，經荷重傳感器Ｗ檢測並將其轉換成電信號
，送入控製器中；同tong時shi速su度du傳chuan感gan器qi也ye將jiang檢jian測ce的de電dian動dong機ji轉zhuan速su信xin號hao送song入ru控kong製zhi器qi中zhong。速su度du信xin號hao和he荷he重zhong信xin號hao經jing控kong製zhi器qi進jin行xing變bian換huan和he處chu理li
，計ji算suan出chu物wu料liao的de瞬shun時shi流liu量liang和he累lei計ji流liu量liang等deng
，並bing與yu設she定ding值zhi進jin行xing比bi較jiao後hou，通tong過guoＰＩＤ等方式調節輸出控製信號，以控製電動機轉速，使物料的流量穩定在設定值上。

　　 由於皮帶秤是一個集控製、計量與輸送為一體的設備，采用變頻器可以確保其在工業環境下的穩定
、可靠的工作。

　　 實shi踐jian證zheng明ming，在zai工gong業ye環huan境jing比bi較jiao惡e劣lie的de情qing況kuang下xia
，采cai用yong滑hua差cha電dian機ji調tiao速su時shi
，由you於yu滑hua差cha離li合he器qi密mi封feng性xing不bu好hao，離li合he器qi容rong易yi被bei灰hui塵chen或huo異yi物wu堵du死si而er造zao成cheng飛fei車che(失控)現xian象xiang。滑hua差cha調tiao速su電dian動dong機ji的de低di速su性xing能neng很hen差cha
，當dang皮pi帶dai秤cheng在zai低di速su運yun行xing時shi
，皮pi帶dai機ji的de速su度du往wang往wang處chu於yu一yi種zhong不bu穩wen定ding狀zhuang態tai，嚴yan重zhong時shi會hui影ying響xiang到dao皮pi帶dai秤cheng的de正zheng常chang工gong作zuo和he計ji量liang精jing度du。另ling外wai，當dang要yao求qiu皮pi帶dai秤cheng的de設she定ding值zhi變bian化hua範fan圍wei較jiao大da時shi，滑hua差cha調tiao速su電dian動dong機ji的de調tiao速su範fan圍wei就jiu顯xian得de不bu夠gou。

　　 采用變頻器除了能很好的解決上述問題外
，還可以利用變頻器調速時機械特性很硬、轉差率小的特點。通過對皮帶秤的荷重信號檢測，采用預置控製與ＰＩＤ控(kong)製(zhi)相(xiang)結(jie)合(he)的(de)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)，大(da)大(da)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)。這(zhe)對(dui)於(yu)皮(pi)帶(dai)秤(cheng)上(shang)物(wu)料(liao)忽(hu)然(ran)變(bian)化(hua)很(hen)大(da)時(shi)
，確(que)保(bao)皮(pi)帶(dai)秤(cheng)的(de)控(kong)製(zhi)和(he)計(ji)量(liang)精(jing)度(du)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)。

　　 應用變頻器在節能方麵應用效果亦十分顯著。它在水泵和風機上的應用，與傳統的閥門
、檔板相比可節電約40%。以１個100kW的風機為例，按年工作時間8000h計算
，一年可節省32萬kWh。

　　 六、變頻器其餘應用實例

　　 1、中央空調變頻調速：

　　 采用變頻器對中央空調係統中的冷凍水泵組
、冷卻水泵組進行調速
，可實現一台變頻器同時控製多台水泵，高效節能
，避免了“大馬拉小車”現象，節電率30%~60%。同時能實現多點溫
、濕度檢測及集中監控、達到最佳舒適度控製。

　　 2、注塑機變頻調速控製：

　　 注塑過程一般分為以下步驟：鎖模→注射保壓→熔膠加料→冷卻定型→開模頂針。每個步驟的負荷是不同的，采用變頻器對油泵進行控製
，可以對應每個步驟輸出相應功率，從而顯著節約電能
，節電率30%~60%

　　 3、行車電機變頻調速控製：

　　 行車一般有多台電機
，分別控製大車、小車及吊鉤上下，這幾台電機都可用變頻器加以改造。改造後具有以下明顯優點：

　　 （1）.電機啟動電流小

，轉矩大，避免了大電流衝擊，節電顯著。

　　 （2）.節約備件，無需更換接觸器等低壓電器。

　　 （3）.無需人工維護

，可靠性極高。

　　 4、風機，水泵變頻調速改造：

　　 傳統的風機
、水泵是通過風門檔板或閥門來調節流量，由於流量與轉速成正比
、功率與轉速的3次方成正比。因此采用變頻器通過調節轉速來調節流量，其功率（耗電量）會呈3次方下降
，節能效果非常明顯，節電率可達30--70%.

　　 5

、在繞線機、拉絲機上應用變頻器：

　　 有啟動平穩、啟動力矩大、無級調速的特點
，能提高產量
、降低故障率。

　　 6、鍋爐風機變頻調速：

　　 鍋爐風機包括引風機及鼓風機，一般是通過調節風門檔板改變送風量、采用變頻器後，可將風門檔板調節至最大，通過變頻器進行調速。一般節電率都在40%以上。

　　 7
、空壓機變頻調速：

　　 通過一台變頻器能同時控製多台空壓機，避免電機空轉耗能，無需專人值守，自動實現恒壓供氣，高效節能。