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变频调速技术综述

升级改造 | 工控家2018-09-22 09:56人气:197

基本原理/变频调速技术 

变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系: n =60 f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数);通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术,电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。

技术原理/变频调速技术 

变频调速是通过改变供给电动机的供电频率,来改变电机的转速,从而改变负载的转速。

电机的转速: n=50f(1-S)/P

其中f为供电频率,P为电机的极对数,S为滑差。因此,改变f就可以改变电机的转速。

技术特点/变频调速技术 

 

1、节能,一般可以节能10%~50%

根据国家电机能效提升计划,从电机自身情况看,我国电机效率平均水平低于国外3-5个百分点,要提高电机效率就必须提高节能手段。

2、提高网侧功率因数

无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,浪费严重。使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,功率因数很高,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。

3、软启软停功能

电机一般为直接启动或Y/D启动,启动电流等于4~7倍额定电流,这不但要求电网容量高,而且启动时会对设备和电网造成严重的冲击,影响使用寿命。使用变频装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备的使用寿命。

 

实际应用/变频调速技术 

变频调速技术已深入我们生活的每个角落,变频调速系统的控制方式包括V/F、矢量控制(VC)、直接转矩控制(DTC)等。V/F控制主要应用在低成本、性能要求较低的场合;而矢量控制的引入,则开始了变频调速系统在高性能场合的应用。近年来随着半导体技术的发展及数字控制的普及,矢量控制的应用已经从高性能领域扩展至通用驱动及专用驱动场合,乃至变频空调、冰箱、洗衣机等家用电器。交流驱动器已在工业机器人、自动化出版设备、加工工具、传输设备、电梯、压缩机、轧钢、风机泵类、电动汽车、起重设备及其它领域中得到广泛应用。随着半导体技术的飞速发展,MCU的处理能力愈加强大,处理速度不断提升,变频调速系统完全有能力处理复杂的任务,实现复杂的观测、控制算法,传动性能也因此达到前所未有的高度。而现在变频驱动主要使用PWM合成驱动方式,这要求其控制器有很强的PWM生成能力。 

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