如何使用变速驱动器(VSD)提高工业应用中的机器效率

如何使用变速驱动器(VSD)提高工业应用中的机器效率？-博扬智能

现在，在许多使用电动机的应用中，该技术需要不同的速度。变速驱动器(VSD)在电机工业应用中的驱动效率方面发挥着重要作用，无论是在设计阶段还是在车间。

整流器、中间电路、逆变器和控制单元是VSD单元的关键部件，如下图所示。整流器将交流电(AC)转换为直流电(DC)。在中间电路中，整流后的直流电源通常由电感和电容组合调节。逆变器将经过整流和调节的直流电转换回可变频率和电压的交流电源。通常，这是通过生成具有不同频率和有效电压的高频脉宽调制信号来实现的。控制单元监督VSD的整个操作；它监视和控制整流器、中间电路。

具有各种负载的VSD应用：

VSD将与压力传感器或流量传感器等传感器连接，并进行编程以保持某个值（设定点）。它们可以与多个传感器接口，实现联锁和其他控制功能，并与提供实时操作数据的当前计算机网络连接。

VSD的节能潜力取决于所驱动负载的特性。负载分为三种类型：变转矩、恒转矩和恒功率。可变扭矩负载在离心式风扇和泵中很普遍，并提供最大的节能潜力。这是因为扭矩随速度的平方(H1/H2=(N1/N2)2)而变化，而功率随速度的平方(P1/P2=(N1/N2)3)而变化。并且流量根据速度的变化而变化（Q1/Q2=(N1/N2)）。

如下图所示，恒转矩负载是转矩不随速度变化的负载，吸收的功率与速度成正比，意味着消耗的功率与所做的有用功成正比。

输送机、搅拌器、破碎机、表面卷绕机、容积泵和空气压缩机是恒扭矩应用的典型。在恒定功率负载上，吸收的功率是恒定的，而扭矩与速度成反比。变速风扇控制可用于广泛的应用，包括大多数类型的通风系统、抽气系统、工业冷却和锅炉燃烧空气控制系统。

如下图中的曲线表明，使用VSD来调节泵的流量而不是传统的节流控制可以显着节省电力和成本。其中虚线表示输入到定速电机的功率，实线表示输入到变速驱动器(VSD)的功率。阴影区域反映了给定流量使用VSD节省的能量。

VSD的尺寸范围很广，从0.18kW到几MW，并且可以进行优化以适应特定的应用。VSD的效率通常为92-95%，损失为5-8%，这是由于高频电气开关引起的额外散热和电子元件所需的额外功率。损失通常可以通过电机的节省来弥补。

审核编辑：汤梓红