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1、一、变频调速的基本原理交流变频调速的基本原理是通过整流桥将工频交流电压变为直流电压,再由逆变器转换为频率、电压可调的交流作为交流电机的驱动电源,使电动机获得无级调速所需的电压和电流,是一种无附加转差损耗的高效调速方式之一。通过改变电动机定子电源的频率，从而改变电机同步转速的调速方法。交流电动机的同步转速表达式位： n=60f(1－s)/p(1) 式中 n异步电动机的转速；f异步电动机的频率；s电动机转差率；p电动机极对数。 由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转
2、速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。二、变频调速的主要特点 1、效率高，调速过程中没有附加损耗； 2、应用范围广，可用于笼型异步电动机； 3、调速范围大，特性硬，精度高； 4、技术复杂，造价高，维护检修困难。5、本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。但是由于受到环境，使用年限以及人为操作等因素，影响变频器的使用寿命大为降低，同时使用中也容易
3、出现了各种各样的故障。三、变频调速在节能方面的应用变频调速应于节能方面，一是能改善功率因数，电机在工频驱动时的效率是0.75-0.85恒定不变，变频器加电抗器后，功率因数在0.90-1.95间；二是通过减少电机的速度，减少输出转矩，进而减少输入功率。并且由于电机功率和频率的立方成正比，在能够满足使用要求的同时，通过降低频率可以达到明显节能的节能目的。由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时
4、轴输出功率P成立方关系下降。即泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如：一台泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8％，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％. 四、变频调速技术的发展现状目前,变频调速技术,已广泛应用于低压电动机的调速传动中,随着技术的进步和制造工艺的提高,高电压大电流变频调速器生产技术已逐渐趋于成熟,正逐渐应用在各个领域。在大功率交-交变频(循环变流器)调速技术方面,法国阿尔斯通公司已能提供单机容量达3万kW的电气传动设备用于船舶推进系统。在大功
5、率无换向器电机变频调速技术方面,意大利ABB公司提供了单机容量的6万kW的设备用于抽水蓄能电站。罗克韦尔自动化公司生产的A-B变频器已经达到8500kW,德国西门子公司SimovertA电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10~5600kVA和SimovertPGTOPWM变频调速设备单机容量为100~900kVA,北京先行新机电技术有限公司也率先研制成功HVF高压大功率直接变换变频调速系统,单机容量已达10·5kV、6000kV,正逐步在石油化工、冶金钢铁、水处理、水泥行业、管理运输、电力等行业得到广泛应用。其控制系统也已实现全数字化。其交流变频调速的
6、高速发展有以下特点:1)市场的大量需求。随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺,变频器越来越广泛地应用在机械、纺织、化工、造纸、冶金、食品等各个行业以及风机、水泵等节能场合,并取得显著的经济效益。2)功率器件的发展。近年来高电压、大电流的SCR、GTO、IGBT、IGCT等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。3)控制理论、微电子技术的发展和制造工艺水平的提高。矢量控制、磁通控制、转矩控制、模糊控制等新的控制理论为高性能的变频器提供了理论基础;16位、32位、64位高速微处理器以及信号处理器(DS
7、P)和专用集成电路(ASIC)技术的快速发展,为实现变频器高精度、多功能化提供了硬件手段。4)基础工业和各种制造业的高速发展,变频器相关配套器件社会化、专业化生产。5)提高劳动生产率,降低能耗,节约生产成本。五、变频调速主要关键技术1. 主要关键技术1·1 高电压、大电流技术———动态、静态均压技术(6kV、10kV回路中3英寸晶闸管串联,静动态均压系数大于0·9);———均流技术(大功率晶闸管并联的均流技术,均流系数大于0·85);———浪涌吸收技术(10kV、6kV回路中);———光控及电磁触发技术(电/光,光/电变换技术);———导热与散热技术(
8、主要解决导热及散热性好、电流出力大的技术,如热管散热技术);———高压、大电流系统保护技术(抗
