交流变频技术在平方减转矩负载中的应用

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1、交流变频技术在平方减转矩负载中的应用　　(中冶东方工程技术有限公司，内蒙古包头014010) 　　摘要：文章介绍了交流变频技术在平方减转矩负载中的应用情况,对该类应用的特点及选型作了简要的阐述。 　　关键词：变频器；交流调速；平方减转矩负载 　　中图分类号：TM34文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)08—0122—02 1概述 　　随着大功率电力电子器件和微控制器及其控制技术的发展，结合交流电动机的交流变频调速技术越来越显示出其全面的竞争优势，它以体积小、重量轻、精度高、通用性强、工艺先进、功能丰富、保护齐

2、全、操作方便等优点，优于以往的多种调速方式，如变极调速、调压调速、滑差调速、串级调速、液力偶合器调速等，因此，变频器的发展十分迅速，在工业领域中的应用日益广泛。随着变频器的成本日趋降低，利用变频器驱动交流电动机所构成的调速系统，将越来越发挥出巨大的作用。而在工程中以风机、泵类为代表的平方减转矩负载约占到整个用电设备的用电量的30%～40%。所以不断总结交流变频调速技术在平方减转矩负载中的应用特点，具有非常重要的现实意义。并且随着我国近年来“节能减排”战略的实施，相信交流变频技术在以后的项目中会得到越来越多的应用，特别是各类风机和水泵。

3、 　　2交流变频器的主要作用及其为用户可带来的潜在利益 2.1节约能源 　　利用变频器实现调速运行，在风机、水泵等机械设备运行过程中，节能效果最为明显。在工程中对于风机、水泵这类平方减转矩负载，即随着转速的降低，负载转矩按速度的平方成比例地减少。其40%～50%的电能都消耗在调节风门、阀门及管网的压力降上，又由于需用流量常有变化或工程设计的裕量较大等原因造成机泵的实际总效率通常很低。所以在工程设计中如能很好地解决平方减转矩负载的节能问题，对于提升系统的整体节能潜力具有重要的意义。 　　2.2有效地减小冲击电流，降低电机启停过

4、程对电网和工艺管网的冲击 　　标准电机用工频电源直接起动时，通常起动电流为电机额定电流的6～7倍，电机最大起动转矩也可以达到额定转矩的1.5～2.5倍左右。但是交流变频器驱动的电机，其起动及加速特性由于受到变频器过电流能力制约，其加速时的电流将保持在额定电流的150%以下，并且可以方便地实现电机的软启动和软停功能，因而可以有效地减少电动机在起动、停止时对电网的冲击，改善电源容量裕度。尤其是电动机容量大，而变压器容量相对较小时，这种效果更加明显。并且由于交流变频器驱动时的平均加速转矩比工频电源直接起动时的要小，而且比较平稳，将有效降

5、低电机启停过程对工艺管网的冲击。 　　2.3可以方便地实现电动机的正、反向运行 　　由于变频器都具有正、反向输入端子，因此，电动机的正、反向运行不需要主回路交流接触器之间交替切换，减少故障维修，减轻工人的劳动强度。此功能对于一些空冷风机几乎是一个必须的功能，而且还经常要求风机在正转停止后快速制动进入反转。 3平方减转矩负载的特点 　　交流变频器在平方转矩类负载的应用中，主要包括鼓风机、引风机、水泵等，其主要的目的在于节约能源。 根据风机、水泵类负载的特性，我们知道： Q1/Q2=n1/n2 H1/H2=(n1/n2)

6、2 P1/P2=(n1/n2)3 　　即风机或水泵流量与转速成正比；压力或扬程与转速的二次方成正比；轴功率与转速的三次方成正比。以上流量、压力、轴功率与转速的关系，也正是风机、水泵类负载采用交流变频调速控制系统节能的基本原理。因此，我们可以得到在理想状态下，流量、压力、轴功率与转速的关系表。 　　从下表可见，当需求流量或风量下降时，调节转速可以节约大量能源。例如，当需求流量或风量减少1/2时，通过变频调速，从理论上讲，仅需要额定功率的12.5%，即可节约87.5%的能源。如采用传统的调节风门挡板开度大小的方式调节风量，虽然

7、也可相应降低能耗，但风机长期工作在额定转速状态下，能量有相当部分损失在挡板上，因此，其节能效果明显不如变频调速控制系统。 　　740)this.width=740"border=undefined> 4应用中须注意的一些问题 4.1缺相保护问题 　　变频器本身有各种保护功能，而且功能齐全。但在实际操作中，经常发现变频器的缺相保护功能并不完善。变频器在运行过程中如果发生缺相，它能起保护作用,但如果送电时发生缺相，则变频器本身不能检测和保护。一旦启动变频器，在启动初始低速运行阶段，由于单相电流过大，极易造成变频器烧损。所以，在设计

8、变频器控制电路时，应设计缺相保护电路，以防止不必要的损失。 4.2远距离控制的可靠性问题 　　变频器的控制端子均为弱电模拟量信号或开关量信号，当采用远距离控制时，应充分考虑线路的抗干扰问题和损耗问题。尤其是当采用开