变频调速的原理及应用

《变频调速的原理及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、变频调速的原理及应用摘要：介绍变频调速的原理；总结变频调速的功能、性能及可靠性；以及变频调速装置在煤矿井下防爆绞车的实际应用。结果表明变频调速系统具有很好的应用发展前景和重大的经济效益。关键词：变频调速；变频器；频率；原理；应用。一、变频调速的工作原理由电机学理论可知，电动机的转速n-60f/p,（f—电源频率,P一磁极对数）当p为定植吋，n与f成正比。如果连续地改变供电电源的频率就可以调节电动机的转速，这就是变频调速的工作原理。而变频调速的主要关键设备就是变频器，它决定着整个调速系统的性能、功能和可靠性。二、变频器的工作原理变频器是一种将电网电源

2、整流后再逆变成频率、电压可变的交流电，供三相交流电动机专用的电源装置变频调速装置的主回路由充电接触器、进线电抗器、充电电容、平波电容组和6组SKIIP模块组成。而6个SKIIP模块组成二组三相桥式交流电路，其中一组为变频器输出逆变器，另一组为向发电电网反馈的逆变桥。在变频调速时，电动机的转矩Tmax=Cm（u/f）2,（Cm一电动机常数，u—电源电压，f一电源频率）如果在改变f的同时同步改变电源电压u即可实现转矩T不变的调速性能。三、变频调速的性能比较变频调速相对于传统的电磁调速有着很好的性能，以下是两者的比较：比较项冃变频调速电磁调速保护功能有电

3、机过热、过流、过载、过压、欠压、缺相、接地等保护，使电机运行更安全可靠无保护，需另加电机保护装置节电功能根据负载调整输出电压的高低，最大限度地提高电机的功率因数和效率，在减速时能自动将电动机的再生能量反馈到供屯屯网，实现再牛反馈制动，节电效果明显无节电功能，需另加节电控制装软启动功能启动时，电压、电流、转矩随加速时间逐渐加大，使电机非常平稳地加速，无任何冲击无软启动功能，对较大功率的电机需另加启动装置控制功能多段速度，正、反转，同步、比例运行，PID控制，PLC控制，PG闭环控制，计算机控制等无控制功能，需另加控制器制动功能制动过稈可随意控制无制动

4、功能,需另加制动装置调速范围0—50HZ连续可调只能接近而不能超过额定转速，且不能长时间低速运行效率COS$>95%,_FL与转速无关，输入功率随转速的下降而降低,节屯效果明显随转速的下降而降低，不管转速高低输入功率基本不变，电源浪费较大转速变化率机械特性硬，转速与负载大小几乎无关机械特性软，尤其在低速时受负载影响较大以上比较可看出变频调速无论是调速性能还是控制性能都远远超过屯磁调速，而且其重要特点是能自动将电动机的再生能量反馈到供电电网，实现再生反馈制动，节电效果明显，较之电磁调速相比，可节省电能在35%以上。由此可以看出变频调速系统有很大的发展

5、空间，是未来自动化调速系统发展的方向。四、变频调速系统在煤矿井下防爆绞车的应用1、系统组成：变频器、输入电抗器、输出电抗器、PG、PLC控制器等2、设计原则：1）、变频调速系统：3、采用先进的无速度传感器矢量控制技术，将直流控制屮的双闭环（速度环、电流环）调节控制，通过一系列矢量交换后用于交流三相电机的控制，使绞车调速精度高，调速性能好。b、采用先进的IPM模块，，功率损耗小，解决了功率器件在防爆箱体内的散热问题。c、采用AFE自动换向变频技术，将变频器网侧的不可控整流桥换成可控整流桥，对网侧交流电流的大小和相位进行检测并实行PWN控制，使交流输入

6、电流接近了正弦波，消除了高次谐波，并使输入电流与电源电压同相位，使功率因数接近等于1,当电动机减速吋，变频器返回的再生能量反馈到电网中去，实现电动机运行的能量再生制动。2）、全数字控制系统采用双PLC系统，构成“双线制”控制和安全保护。3）、系统设计符合《煤矿安全规程》有关矿井绞车电控的要求。3、主要技术参数：1）、输入电压AC380/660V,频率50HZ,电压允许波动范围-15%—+10%,频率允许波动范围±2.5%2）、输岀频率范围0—50HZ连续可调。3）、过载能力1.5IN二分钟，2IN-分钟。4）、功率因数COSO>95%o5）、低频运

7、转时，有口动转矩提升功能，能保证100%的额定转矩。6）、变频器有过压、欠压、过流、过载、功率元件过热和电动机缺相等保护功能、故障记忆功能，能保留最近10次故障的功能号码和最后一次故障的参数。7）、采用电子滤波技术，降低了对电网的谐波污染，总谐波含量小于0.5%8）可控制电机的功率132KW—315KW4、应用效果1）、全数字无速度矢量传感器控制，调速范围宽，调速精度高，低频运行时保证有100%的额定力矩输出。2）、采用AFE自动换向变频技术，，绞车在减速段或当重物下放操作吋，系统自动进入发电反馈状态，使制动更平稳，操作更简单，提高了安全可靠性能。

8、3）、网侧变频器采用PWM斩波调制，大大减小对电网的谐波污染。4）、网侧变频器采用单独的CPU实行P1D控制，对网侧交流电