變頻器類型介紹|5大變頻器功能、應用案例分享

2024-06-11 變頻器

變頻器類型介紹|5大變頻器功能、應用案例分享

 

變頻器是一種驅動器,變頻器功能為控制交流電動機的轉速和運行。它可以改變電源頻率,從而調節馬達的轉速,並且具有節能、平滑加減速、延長馬達壽命等功能。在本篇中,我們將詳細介紹變頻器的分類、各種功能以及應用案例,讓你更深入了解變頻器在不同領域的應用和功能。

 

變頻器類型介紹

根據變頻器功能、適用產業,變頻器可以分為不同級別的應用,包括低階應用的簡易型變頻器、中階應用的向量控制型變頻器、高階應用的高性能向量控制型變頻器,以及專門用於風機和水泵的特定類型。

 

一、簡易型變頻器

這類型的變頻器主要針對小型機械設備,功率通常在0.2~5.5千瓦之間。簡易型變頻器經常設計為小型化裝置,並可選購外拉面板,具有一組類比輸入但無輸出功能。這種變頻器功能主要應用於食品包裝設備、輸送設備、木工機、電子組裝設備等領域。

 

二、向量型變頻器

向量型變頻器功能具有高機能、小容量的特點,通常功率範圍在0.4~22千瓦之間,其輸出頻率更可達0~1500赫茲。同時,支援各種通訊擴充卡,如Profibus、DeviceNet、CanOpen、EtherCAT等。這種變頻器功能經常應用於PM+PG卡應用、EtherCAT通訊、高速主軸應用,以及工具機、紡織機、PCB設備、空壓機、離心機、鑽孔機等設備。

 

三、高性能向量型變頻器

高性能向量型變頻器是容量最齊全的一類,其範圍從0.75~315千瓦不等。這類變頻器功能通常會內建PLC(可程式化邏輯控制器),並可搭配PG卡進行速度控制和轉矩控制。其啟動轉矩可達額定轉矩的150%,特別適用於摩擦型負載,如起重機、攪拌機等。變頻器功能大多用於高階市場的沖床、磨床等設備,具有高度的精度和功能性。

 

四、風機水泵專用機

專為風機和水泵設計的變頻器,通常具有較大的容量,其範圍從5.5~315千瓦不等,因為這些設備在工業場景中需要更大功率,以應對長時間的高負載運行。風機水泵專用機具備專屬的泵控制變頻器功能,能夠精確控制水泵的運轉參數,如流量、轉速、效率等,確保系統運行穩定。

 

變頻器功能&類型比較
 

變頻器
類型
簡易型 向量型 高性能向量型 風機水泵專用機
可搭PM
馬達
可以 可以 可以 可以
外接卡
數量
只能選一組通訊卡、 回授卡、I/O卡 可各選一組通訊卡、 回授卡、I/O卡 可各選一組通訊卡、 回授卡、I/O卡
控制頻率 0~599HZ 0~599HZ 0~599HZ 0~599HZ
安裝方式 滑軌
鋁軌
安裝孔 可掛壁
穿牆式安裝
可掛壁
穿牆式安裝
適用產業
數量
小型或中型機械設備的基本變頻控制 對控制精度和動態性能要求較高的應用 需要高啟動轉矩的工業場景 工業領域中的空調系統、供水系統等

 

5大變頻器功能

變頻器功能主要在於精準控制馬達運轉,以實現降低能源消耗、提高生產效率、改善功率因數,並延長設備壽命等目標,滿足各種工業和商業應用的節能需求。現在,我們深入了解更多變頻器功能的介紹吧!

 

變頻器功能1-預先規劃運轉方式

變頻器功能可以預先規劃運轉方式,能有效減少機械和電子的應力。透過適當的V/F曲線,可增加馬達轉矩,減少運送帶在加減速時的間隙,使運轉更加順暢。這提高了變頻器的可靠度,降低了電磁斷路器及電力接點的使用,從而減少元件失效的風險。

 

變頻器功能2-有效降低電壓變動

變頻器功能可在相同的起動轉矩下降低啟動電流、減少對配電系統的電力衝擊,同時有效降低電壓變動。透過控制啟動電流,變頻器能夠平穩啟動設備、減少突然的電力需求,從而降低對電力系統的負載,確保系統的穩定運行。

 

變頻器功能3-控制各種物理量

在工業和商業應用中,交流變頻器功能被廣泛用於控制各種物理量,包括流量、速度、溫度、壓力、張力和轉矩等,並具有遠程監控與控制的保護功能。透過調整馬達頻率,能夠有效提升系統的效能,達到更精準的控制和管理。

 

變頻器功能4-節省能源消耗

以美國為例,大約60~65%的電能被用於驅動馬達,其中75%用於負載特性為變動轉矩的設備,如風扇、水泵、工具機、空壓機及壓縮機。據估計,若使用變頻器驅動,可節省四千萬顆馬達中18%的能量消耗。變頻器功能不僅提升了能源使用效率,尤其對於風扇、泵浦、空調系統等流動負載,更能節省成本並減少CO2排放。

 

變頻器功能5-延長馬達及設備壽命

傳統的定頻啟動方式會產生高啟動轉矩和電流突波,對馬達和設備造成損害,而配合變頻器使用則可以慢慢地將馬達加速到定速,減少機械和電子的應用,更能延長馬達壽命!變頻器功能還能監視馬達溫度來降低過熱風險,以此降低保養及維修成本、減緩組件老化速度。

 

變頻器的應用案例

變頻器廣泛應用於各行各業,從小型家電到大型礦場研磨機、沖床機及壓縮機皆有使用。隨著工業 4.0和智慧自動化趨勢興起,士林FA產品成為產業界的最佳夥伴!下方將介紹各種產業所適用的變頻器功能及機型,以滿足不同需求。

 

金屬加工業推薦>>高性能向量型SA3系列

士林SA3變頻器功能擁有先進的高性能向量控制技術,藉由兩組繼電器數位輸出,可以及時輸出異常警示或監視訊號,讓操作者能夠及時掌握設備運行狀況。同時,具備四象限轉矩控制、低電壓暫態補償、回生迴避等功能,更能確保沖壓作業系统運行的穩定性。

這款變頻器功能也內建轉矩控制、速度控制、位置控制等機能,可以實現精準的工件定位和運動路徑控制,進而提高加工精度和生產效率。這些變頻器功能使得SA3被廣泛應用在金屬加工業,包括磨床、起重機、押出機、紡織設備、印刷機、沖床機和天車等設備中。

 

沖床產業推薦>>向量型SE3系列

SE3系列變頻器功能可以滿足沖床產業對於控制系統的高要求,藉由高速驅動功能(0~1500Hz)能夠有效控制沖床主軸的轉速,確保生產效率和加工精度,可應用在沖床主軸控制、CNC車床設備。內建的轉矩控制、位置控制和速度控制功能,則可以實現沖床主軸的精確控制,提高加工品質和生產效率。此外,該變頻器功能可以支援IM馬達和PM馬達電機控制,不僅能夠適應不同種類的沖床設備,還廣泛應用於其他工業領域,如空壓機、注塑機、工具機、離心機、雕刻機、PCB鑽孔機等。

 

醫療機械業推薦>>簡易型SC3

隨著COVID-19疫情的蔓延,口罩生產設備需求急劇增加。士林電機作為自動化產品研發、生產企業,在防疫期間及時為多家口罩設備企業提供適用的變頻器,以確保設備順利交機,滿足市場需求!

SC3系列變頻器功能具有國際化MODBUS通訊協定,運行穩定且在低頻下輸出力矩較大,可確保醫療用品生產中的精準度和響應性。此外,內建的低電流檢測和過轉矩檢測功能,有助於及時發現潛在的故障,有效防止在醫療用品的生產過程中出現安全問題。

 

結論

士林電機的變頻器全系列具有多樣化的輸入控制功能,能夠接收0~5V、0~10V和4~20mA的類比信號輸入,客戶可以根據實際應用需求,自由調整變頻器功能的設定,完美適應不同的產業應用!除了士林FA產品外,我們還代理各種三菱FA變頻器產品,並提供完整的自動化系統整合服務,如電腦整合彈性製造系統和專用機開發設計等。我們致力於升級產業並推動工業自動化,提供更全面的產品和服務,歡迎透過線上表單或使用官方LINE與我們聯繫,立即享有專人客服。