变频调速技术讲义

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1、变频调速控制技术神东公司在石圪台矿地面胶带机和井下胶带机采用变频控制技术以来，陆续在锦界矿、补连塔矿和上湾矿采用变频技术控制地面和井下胶带机，在神东公司掀起一股变频控制的热潮。为了使大家对变频控制技术有一个初步的认识，特组织各矿机运队、运转队的操作人员和维修人员对变频控制技术的有关知识进行培训，希望大家对变频调速控制系统有个初步的认识，为今后的工作中更进一步了解、掌握变频控制技术打下基础，做到管好、用好变频器。本培训教材从变频控制技术的基础知识开始，对变频控制的功率元件、变频控制的基本理论和变频控制的实现等方面进行讲述，并接合神东

2、公司变频控制的实际情况，有针对性地介绍西门子公司和ABB公司的变频器。从以下地表格，我们对整个变频器的生产厂家和安装地点有了一个大概的了解。其中地面胶带机均采用空冷中压变频器，为西门子公司的产品，而井下胶带机均为水冷低压变频器，为ABB公司的产品。由于采用了不同供应商的变频器，每种变频器均带有自身的一些特点，像西门子公司在控制上就采用矢量控制技术，而ABB的低压变频器则采用直接转矩控制技术，实现胶带机的控制。使用地点矿井上仓胶带机主井胶带机大巷（集运）胶带机石圪台矿2.3kV1X800kW西门子公司2.3kV2X1000kW西门子

3、公司690V3X500kWABB公司（1－2煤北翼集中巷胶带机）690V4X500kWABB公司（2－2煤大巷胶带机）锦界煤矿690V2X500kW西门子公司2.3kV3X1600kW西门子公司690V4X500kWABB公司(锦界3－1煤大巷胶带机)补连塔矿690V6X500kWABB公司（1－2煤四盘区集运胶带机）上湾煤矿690V3X500kWABB公司（1－2煤西二盘区集运胶带机）哈拉沟矿690V6X500kWABB公司（顺槽胶带机）石圪台洗煤厂2.3kV1X800kW西门子公司石圪台装车站2.3kV2X800kW西门子公司

4、变频控制技术在不断发展中，我们需要对该技术的认识和掌握在不断地进行，也由于本人水平有限，书中难免出现纰漏，敬请指点。神东分公司设备管理中心阴联民第一部分变频器调速基础理论第一节概述一．变频技术在现代化生产中需要各种频率的交流电源，其主要用途是：（1）标准50Hz电源　用于人造卫星、大型计算机等特殊要求的电源设备，对其频率、电压波形和幅值及电网干扰等参数，均有很高的精度要求。（2）不间断电源（UPS）平时电网对蓄电池充电，当电网发生故障停电时，将蓄电池的直流电逆变成50Hz的交流电，对设备临时供电。（3）中频装置　广泛用于金属熔炼、

5、感应加热及机械零件的淬火烧火。（4）变频调速　用三相变频器产生频率、电压可调的三相变频电源，对三相感应电动机和同步电动机进行变频调速。简单地说，变频技术就是把直流电逆变成不同频率的交流电，或是把交流电变成直流电再逆变成不同频率的交流电，或是把直流电变成交流电再把交流电变成直流电等技术的总称。总之，这一切都是电能不发生变化，而只有频率发生变化。变频技术的类型主要有以下几种：1、交－直变频技术（即整流技术）它是通过二级管整流、二级管续流或晶闸管、功率晶体管可控整流实现交－直流（0Hz）功率转换。这种转换多属于工频整流。2、直－直变频技

6、术（即斩波技术）它是通过改变电力电子器件的通断时间即改变脉冲的频率（定宽变频），或改变脉冲的宽度（变频调宽），从而达到调节直流平均电压的目的。3、直－交变频技术（即逆变技术）在电子学中，振荡器利用电子放大器件将直流电变成不同频率的交流电甚至电磁波，又称为振荡技术。在变频技术中，逆变器则利用功率开关将直流电变成不同频率的交流电又称为逆变技术。4、交－交变频技术（即移相技术）它通过控制电子电子器件的导通与关断时间，实现交流无触点的开关、调压、调速等目的。主要应用于大功率、低速度的场合。二．变频技术的发展过程变频技术是应交流电机无级调速

7、的需要而诞生的。自20世纪60年代以来，电子电子器件从SCR（晶闸管）、GTO（门极可关断晶闸管），BJT（双极型功率晶体管）、MOSFET（金属氧化物场效应管）、SIT（静电感应晶体）等、SITH（静电感应晶闸管）、MGT（MOS控制晶体管）、MCT（MOS控制晶闸管）发展到今天的IGBT（绝缘栅双型晶体管）、HVIGBT（耐高压绝缘栅双极型晶闸管）等，器件的更新促使电子变换技术不断发展。自20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频（PWM－VVVF）调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问

8、题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式。20世纪80年代后半期，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并广泛应用。VVVF变频器的控制相对简单，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动平滑调速要求，已在生产的各个领域得到了广泛应用。但是