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1、采煤机变频器技术交流2011-12-05交流调速系统概况交流传动与控制技术是目前发展最为迅速的技术之一，这是和电力电子器件制造技术、变流技术控制技术以及微型计算机和大规模集成电路的飞速发展密切相关。 二十世纪50年代末开始，电气传动领域中进行着一场重要的技术革命—将原来只用于恒速传动的交流电动机实现速度控制，以取代制造复杂、价格昂贵、维护麻烦的直流电动机。 进入二十世纪七十年代后，当现代控制理论、新型大功率电力电子器件、新型变频技术以及微型计算机数字控制技术等在实际应用中相继取得了重要进展的时候，才为交流电动机调速技术的飞跃创造了一个坚实的基础。一、变频原理1、变频的作用★对交流异步电
2、动机进行调速交流异步电机的转速公式为: n=（1-S）n1=(1-S)60f1/P 其中:f1:定子供电电源频率 P:定子绕组极对数S:转差率 n1:电机同步转速从以上公式可以看出，在其它参数不变的情况下,电机的转速与供电电源的频率成正比,因此通过改变电机供电电源的频率可以改变电机的转速。2、变频器的定义变频器也称之为变频调速器，是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源转换为另一频率的电能控制装置。3、变频调速的原理变频调速是通过变频器向电机的定子输出一个电压，其频率可以连续地改变，从而达到调速的目的。采用变频调速的异步电动机的机械特性如下图所示：4、变频器的分类►按变换环节分为：交-
3、直-交变频器、交-交变频器►按直流环节的储能方式分为：1）电流型变频器：储能元件是电感线圈2）电压型变频器：储能元件是电容器►按控制模式分为：1）v/f控制变频器用电压/频率恒定控制,其控制原理基于解决变频器变频的同时又变压,保持磁通不变的控制理论,即Ｖ/ｆ=常数,称为ＶＶＶＦ。这是一种通过转差补偿达到转矩提升的控制方法。目前通用的变频器多采用电压/频率恒定控制,其技术成熟,价格便宜。2）矢量控制变频器矢量控制(victorcontrol)的变频器,它以交流电机的双轴理论为依据,在同步旋转坐标中把定子电流矢量分解为2个分量,一个分量与转子磁链矢量重合,称为励磁电流分量;另一个与转子磁链
4、矢量垂直,称为转矩电流分量,通过控制定子电流矢量在旋转坐标系的位置及大小,即可控制励磁电流分量和转矩电流分量的大小,仿照直流电动机那样对磁场和转矩进行控制。3）直接转矩控制变频器它避开了矢量控制中的2次坐标变换及求矢量的模与相角的复杂计算工作量,而直接在定子坐标系上计算电动机的转矩与磁通,通过转矩控制,使转矩响应时间控制在一拍以内,无超调,控制性能比矢量控制还好。5、变频技术概念、定义、名称►AC-DC，把交流电变为直流电，称为整流。►DC-AC，把直流电变为交流电，这是整流的逆过程，称为逆变。►AC1-AC2，把一种形式的交流电变为另一种形式的交流电。若变换前后频率不变，称为交流调压
5、，若变换前后频率变化，称为变频。►DC1-DC2,对直流电压的大小进行变换，称为斩波。6、交-直-交变频器的结构整流电路逆变电路中间环节电动机控制电路～～～交-直-交变频器结构框图各组成部分功能变频器的基本结构由整流电路、中间直流环节、逆变电路和控制电路组成。►整流电路：利用电子器件的单向导电开关特性，构成输出单一方向电流的电力变换电路，从而将输入的交流电能转换为输出的直流电能。整流电路分为可控整流电路和不可控整流电路两种。对于三相变频器一般采用三相桥式结构。不可控整流电路由功率二极管组成，整流输出的直流电压与电源电压成正比，不能随意调节。不可控整流电路简单，另一优点是输入电流和电源电
6、压基本可保持同相位。可控整流电路由晶闸管或IGBT组成，可以由外部的触发信号控制其导通时间，从而改变输出电压。►中间直流环节：滤波、储能。滤波元件决定电源形式无论是哪种形式的整流电路，其输出电压和电流如果不加处理都有一定的波动，必须对其进行滤波才能提供给逆变器使用。对整流输出的滤波是中间环节的一个重要任务。滤波元件可以是电容，也可以是电感，在整流电路的输出端并联电容进行滤波使逆变器的输入相当于接一个电压源，这种变频器因此叫做电压源型变频器。如果在整流电路的输出端串联电感滤波，逆变器输入端相当于接电流源，变频器也因之叫做电流源型。电压源型滤波器电容的容量都很大，一般为多个电解电容串并联组
7、成，所以在设备刚接通电源时会产生很大的瞬间充电电流，为限制这个电流，可采用多种措施，如图所示：►逆变器：有规律的控制逆变器中主开关器件的通和断，把直流电能调整成任意频率的三相交流电输出。►控制电路：控制电路是给异步电动机供电的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。7、国内外交流变频电牵引采
