变频调速技术.doc

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1、第一章变频调速技术基本理论及实用性第一节概述实际的生产过程中离不开电力传动。生产机械通过电动机的拖动来进行预定的生产方式。20世纪50年代前，电动机运行的基本方式是转速不变的定速拖动。对于控制精度要求不高以及无调速要求的许多场合，定速拖动基本能够满足生产要求。随着工业化进程的发展，对传动方式提出了可调速拖动的更高要求。用直流电动机可方便地进行调速，但直流电机体积大，造价高，并且无节能效果。而交流电动机体积小、价柏低廉、运行性能优良、重量轻，因此对交流电动机的调速具有重大的实用性。使用调速技术后，生产机械的控制精度可大

2、为提高，并能够较大幅度地捉高劳动生产率和产品质量，且对诸多生产过程实施自动控制。通过大量的理论研究和实验，人们认识到：对交流电动机进行调速控制，不仅能使电力拖动系统具有非常优秀的控制性能，而且在许多生产场合中，还具有非常显著的节能效果。鉴于此，交流变频调速技术获得了迅这发展和广泛应用。自从20世纪80年代以来，交流电动机变频调速技术在工业化国家已开始了规模化的应用。目前，国外许多优秀的变频调速系统和成套设备已大举进人中国市场，如欧洲的ABB，德国的西门子，丹麦的丹佛思，日本的三肯、三菱、松下、富士、春日，法国的施耐德

3、，韩国的三星、LG、九德松益，美国的罗宾康，英国的欧陆等变频器系列；这些国家的厂商除直接提供成套设备外，还有良好的售后服务。国内目前也生产了几种变频调速设备，其质量可与国外的变频器产品相抗衡，如佳灵公司的佳灵变颁器、深圳华为公司的ENYDRIVE变频器等。变频调速技术在我国的发展及应用经历了一个曲折的过程。虽然直流电动机具有优秀的调速性能，但同时也存在着一些难以克服的问题，如：直流电动机故障率较高，在各种应用场合不节能。噪声大等。工业及民用建筑中大批量交流电动机在定谏拖动机械运转的情况下，由于无法与实际的运行工况相匹

4、配，处于低效率运行，造成电能的浪费较大。这些传动系统由于交流电动机的定速拖动，不能使传动与拖动系统具有良好的控制性能。为解决交流电动机的调速问题，采取了一些措施，如：滑差离合器调速、异步电动机的变极调速、定子调压调速、转子串电阻调速等。直到后来出现了绕线式异步电动机的串极词速及变频调速。尤其是变频调速，其适合于任何种类的交流电动机，前景广阔，发展尤为迅速。在变频调速技术发展的初期，由于电力半导体元件体积大、可靠性差、造价高，导致调速设备也存在体积大、价格昂贵、可靠性差的缺点。进人70年代后，电力半导体技术、大规模集成

5、电路技术都获得了长足的发展，计算机技术向控制领域深深地渗运与融入，使变频调速技术迅速地发展起来。高性能、高可靠性的调速（变频）装置已大量地进入工业、生活领域。20世纪80年代以前，由于国产的可控硅元件在安全性、可靠性、大功率化方面都没有过关，极大地限制了国内变频调速技术的发展。直至80年代初，我国的可控硅生产制造技术才取得了实质性的重大进展，生产出了能够长时间稳定、可靠、安全工作的大功率可控硅元件。1982年我国首次使用核潜艇艇发射（潜射）远程火箭，使用的电力系统就是国产的可控硅元件。自此之后，使用国产元件研制出的性

6、能较好的变频调速设备陆续问世。从总体上看，我国在变频调速设备所用的元器件生产技术、成套设备的生产技术与国外先进水平相比，还有较大差距。相信在不久的将来，我国的变频调速技术及应用将赶上国际先进水平。与传统的调速技术加直流电动机调速相比，变频调速具有极大的优越性，整个调速系统体积小，重量轻、控制精度高、保护功能完善，工作安全可靠、操作过程简使、逅用性强，使传动控制系统具有很优良的性能。用变频碉速装置驱动电动机去拖动风机、水泵及其他机械时，与常规的不调速电机拖动相比，节能效果十分可观。几十年来工业领域应用的一些单项节能技求

7、，其数量级一般为几个百分点，而采用变频调速技术后，在泵类及机械类工作运行中，可产生30％～40％的节能效果，使节能数量发生了飞跃。对企业和用户来讲，对定应拖动时电耗较高的机械或设备，迸行变频调速技术改造，或直接变频调速拖动，经挤效益是显著的，回收投资期也是较短的。从变频调速技术在我国的普及应用方面的情况看，存在着相当多企业对应用这项技术的意义、重要性认识不足的现象，原因在于对这项技求的有关基础理论、应用情况不熟悉。因此，通过出版一些关子变频调速技本的通俗性读物、专著，持续性地撰写一些介绍该技术及应用的文章，对于推动我

8、国企业中相关工程技术人员更深入地了解变频调速技术及应用情况是很有益处的。工作原理异步电动机的同步转这遵从电机学基本关系n0=60f/p（l．1)式中f－电源交变频率，Hz，我国工业频率f为5Hz，p－电机定子磁极对数。电机学中还常用转差率s参量，其定义为：s＝（no－n）/s（l．2)电机实际转速为：n＝(60f/p）(1－s）（l．3)设定频