變頻器原理

變頻器原理（英文Variable-frequency Drive，簡稱VFD）是應用變頻技術與微電子技術的原理，通過改變電機工作電源頻率的方式來控制交流電動機的電力控制設備。我們使用的電源分為交流電源和直流電源，一般的直流電源大多是由交流電源通過變壓器變壓，整流濾波后得到的。交流電源在人們使用電源中占總使用電源的95%左右。

空壓機變頻節能改造

一、空壓機的工作原理

空壓機的工作原理是由一對相互平行齒合的陰陽轉子(或稱螺桿)在氣缸內轉動，使轉子齒槽之間的空氣不斷地產生周期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側，實現螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。

二、特點及分類

1.常見的壓縮機的種類根據使用場合的不同，壓縮機大致有以下幾類：

①空氣壓縮機用于為有關的設備提供壓縮空氣；

②冷凍壓縮機用于冷凍、冷藏及制冰等場合；

③空調壓縮機用于制冷、循環及鼓風等；

④特殊氣體壓縮機如氧氣、氮氣及氨氣壓縮機；

⑤壓縮機

2.壓縮機的結構形式歸納起來，壓縮機的結構形式大致有以下幾種：

①單缸單電動機式

②多缸多電動機式

③單電動機渦輪式

④單電動機透平式

3.拖動系統的特點：

①機械特性具有恒轉矩性質，故電動機的軸功率P與轉速n 成正比。

②大多處于長時間連續運行狀態，但負載大小常有變動，為連續變動負載。

③飛輪力矩大，故要求有較大的啟動轉矩。

④啟動次數少，對升、降速時間無要求。

⑤大多有自動卸載與加載裝置，在自動卸載或裝載時，負載將突變。

4.壓縮機的主要控制對象是空氣的壓力，在冷凍或冷卻系統中，常常以溫度作為控制參量。常見的控制方式有：

①手動調節輸入或輸出口的閥門開度；

②用機械方式進行自動卸載與加載控制；

③通過改變葉片的角度來調節壓力或流量等等。

5.壓縮機的原拖動系統大多采用單電動機拖動，電動機本身不調速。

三、存在的主要問題

原系統由于電機不允許頻繁啟動，導致在用氣量少的時候電機仍然要空載運行，浪費電能。經常卸載和加載導致整個氣網壓力經常變化，不能保持恒定的工作壓力。

四、變頻改造的必要性

1.從節能的角度看：

①由于壓縮機不能排除在滿負載狀態下長時間運行的可能性，所以，只能按需求來決定電動機的容量，故設計容量一般偏大。在實際運行中，輕載運行的時間所占的比例是非常高的。如采用變頻調速，可大大提高運行時的工作效率。因此，節能潛力很大。

②有些調節方式（如調節閥門開度和改變葉片的角度等），即使在需求量較小的情況下，也不能減小電動機的運行功率。采用了變頻調速后，當需求量較小的情況下，可降低電動機的轉速，減小電動機的運行功率，從而進一步實現節能。

2.從運行質量的角度看：

單電動機拖動系統大多不能根據負載的輕重連續地調節。而采用了變頻調速后，則可以十分方便地進行連續調節，能保持壓力、流量、溫度等參數的穩定，從而大大提高壓縮機的工作性能。

五、系統改造基本原理：

壓縮機的變頻調速系統通常以輸出壓力作為控制對象，由壓力傳感器取出的反饋信號，接至PI調節器，與預制的壓力給定信號相比較，經PID調節后控制變頻器的頻率輸出，從而決定電動機的工作轉速。因為變頻調速器本身具有PID調節功能，所以可以不用外接PID調節系統，這樣更能保持系統的穩定性。

六、改造后的效益

1.節能

變頻器控制壓縮機與傳統控制的壓縮機比較，能源節約是有實際意義的，根據用氣量需求來供給的壓縮機工況是經濟的運行狀態。一般節能效果在15％以上，全部投資在6至18個月就能全部收回。

2.提高壓力控制精度

變頻控制系統具有準確的壓力控制能力。使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改變，有效地提高了工況的質量。儲氣罐壓力波動范圍可以穩定在0.1MPa，大大提高給現場的供氣質量。

3.延長壓縮機的使用壽命

變頻器對壓縮機實行完全的軟起動，且起動加速時間隨時調整，大大減少起動時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網和其它設備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到程度。

變頻器行業的方向在哪里

如果說，不少民族變頻器品牌是通過行業機賺得一桶金，后來繼續堅持走行業路線的企業卻并不多，絕大部分企業在賺得一桶金之后，都開始轉向通用產品的開發，試圖以高性價比來爭奪控制在外資品牌手中的市場。確實，在市場啟動的初期，這一措施確實起到了一定的作用，民族變頻器的市場份額迅速上升到了25%-30%.此后多年，這一數據沒有太大變化，形成了一個新的平衡局面。造成這一現象的一個重要原因，也是我國國產變頻器企業的軟肋，那就是技術比較弱。起步晚，技術落后造成了我國國產變頻器在變頻器市場上的競爭處于不利地位，不僅是鋼鐵行業、軌道交通等對技術要求很高的行業國產變頻器很少進入，就算是一些對技術要求不太高而又被某些外資品牌先入為主的細分行業，民族品牌也很難進入。

據網絡數據顯示，我國變頻器市場潛力或超過1200億，因變頻器被廣泛應用于不同的工業領域，所以也促進我國國產變頻器企業轉型專攻與細分后的行業市場，而這一轉變也帶動了整體產業鏈向行業市場細分趨勢的發展。

行業市場細分可以促進我國國產變頻器企業從傳統粗獷的生產模式升級為專精于某一行業領域的發展模式，有利于我國變頻器產業鏈的化、精準化，同時通過細分的市場領域可避免國內變頻器生產企業雷同、重復的低端競爭，有利于我國變頻器產業鏈健全完整的發展。

近幾年來，通用變頻器的利潤率越來越低，曾經有某些企業笑言，做低壓變頻器就等于做搬運工，因此，低壓變頻器企業逐漸關注某些行業的機型，挖掘相關的市場，保持一定的利潤率。然而近一年多以來，在與客戶的交流中，我們感覺關于細分行業方面又有了新的變化，細分行業進一步深入，不再滿足于一般的大分類行業的機，更關注具體應用的工藝，在三四級細分行業有所作為。