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具有整體變頻器的執行機構具有較高的初始成本但總體成本減少

來源:上海丝瓜色版app儀表有限公司作者:發表時間:2018-10-22 08:46:49

     上海丝瓜色版app视频在线观看儀表股份有限公司電動執行機構對於操作各種閥門至關重要,並且在許多工業應用中使用。大多數這些執行機構提供單一輸出速度,這可能是或可能不是滿足特定應用需求的最理想的解決方案。另一種選擇是帶有集成變頻驅動器的電動執行機構,它允許各種速度相關的解決方案。

 
    基本設計
    有許多不同的方法來運行具有可變輸出速度的電動機。變頻器(VFD)需要電機的三相電壓。該電壓必須在頻率(速度)和幅度(電壓電平確定轉矩)方麵都可以改變。然而,工廠提供的主電源電壓在頻率和幅度方麵是恒定的,可以是1相或3相。該電壓轉換分兩步進行 - 整流/平滑和反轉。
 
    在第一步驟期間,使用整流二極管將輸入的電站電壓轉換為DC電壓。通過電容器進一步平滑該電壓,電容器用作能量的緩衝器。在反轉階段,快速“電子”開關將精確定義的節奏中的直流電壓連接到三個電機端子。通過非常快速地切換並非常快速地選擇適當的電壓(脈衝寬度調製),建立了致動器內部的三相電壓係統。
 
    為什麽使用VFD?
    使用VFD的原因有很多,首先是它們可以緩慢而持續地啟動。
 
    在某些應用中,上海丝瓜色视频儀表有限公司閥門有時必須克服較大的壓差。當這些特定的閥門在整個行程中快速操作時,可能在管道內產生湍流和渦流。最終,這會導致較大的應力,並對閥門,管道和連接部件造成危害。除了這些大的應力之外,其他可能不希望的或有害的副作用包括可能的空化和水錘,它們可能遍布整個管道係統。通過控製閥的操作速度可以防止這些不希望的和不必要的影響。通過首先緩慢打開閥門,可以進行壓力補償。一旦閥門到達預定位置,
 
    VFD也被使用,因為它們可以幫助緊密關閉而不會過度扭矩。將閥門全速移動到閥座中可滿足“緊密關閉”要求。然而,這可能以閥門和致動器的高動態扭矩為代價。一旦致動器馬達以電子方式關閉,動能繼續向閥門施加扭矩,直到致動器和閥門最終停止。為了防止這種動能扭矩,可以使用電動機的製動器。但是,這會在致動器上產生額外的成本和維護。帶有VFD的執行機構可以控製輸出速度,因此在到達終點位置之前減速。通過這樣做,動能顯著降低,這可能會延長閥門和致動器的預期壽命。
 
    上海丝瓜色视频儀表股份有限公司VFD還可以在整個行程或方向上改變速度。取決於應用,可能存在與在整個閥行程中的不同位置處改變閥和致動器的操作速度相關聯的優點。例如,可能希望將工藝流量變量(例如壓力,溫度或流速)保持在固定水平,這有時被稱為線性化閥特性。對於固定速度執行機構,這可以通過打開和關閉執行機構或脈衝信號來實現。不幸的是,這可能導致許多啟動電流尖峰,這可能導致熱量增加並最終導致執行機構電機過早失效。
 
    VFD也可以編程,使關閉方向的速度可以與打開方向的速度不同(圖1)。這可能是期望的,例如,緩慢降低潷析器。這種操作將用於汙水處理廠,以避免活化汙泥池中的漩渦,然後更快地操作以升高填充的傾析臂並允許快速填充盆以用於下一過程操作。
 
圖:可以選擇和編程不同的打開/關閉方向速度
圖:可以選擇和編程不同的打開/關閉方向速度
 
    使用變頻器的另一個好處是,當接近設定點時,輸出速度會變慢(圖2)。通過這樣做,將減少設定點的過衝和搜索,這相當於減少了係統組件的負載。
 
圖:低速移動到設定點(打開和關閉)
圖:低速移動到設定點(打開和關閉)
 
    VFD還為正常和緊急操作提供不同的速度。
 
    工廠工程師必須設計正常運行和緊急情況的係統。這兩種情況通常有兩種完全不同的閥門和執行機構操作方案。在正常情況下,可能希望致動器精確且緩慢地調節閥以最大化預定的操作參數。然而,在緊急情況下可能不希望這種緩慢的操作。VFD允許通過預定義的智能編程輕鬆完成兩個操作。當執行機構接收到緊急輸入信號(或控製信號丟失)時,可以為單個或兩個行進方向預編程不同的速度(圖3)。還可以預定義特定速度與致動器的位置曲線,以防止閥門關閉或打開太快。
 
圖:用於緊急情況與打開/關閉操作的參數速度。
圖:用於緊急情況與打開/關閉操作的參數速度。
 
    VFD可與各種可用電源一起使用。有時,執行機構需要具備在電源故障期間運行的能力。在傳統的三相致動器的情況下,具有三相備用電源通常不具有成本效益。類似地,傳統的單相交流電動機配備有啟動電容,啟動電流大。因此,需要一個昂貴的大型單相備用電源。通過設計,VFD具有非常小的啟動電流。因此,它可以將單相備用電源轉換為可變的三相電壓,從而通過小型,經濟高效的備用電源來操作執行機構電機。
 
    結論
    雖然所有應用可能都不需要它們,但VFD提供單速執行機構可能無法提供的解決方案。與傳統的單速執行機構相比,具有整體式變頻器的執行機構可能具有略高的初始成本,但考慮到與該技術相關的益處,較高的成本可能最終成為長期的總體成本節省。最終,了解特定的應用程序要求將有助於確定這些驅動器是否適合該應用程序的挑戰。