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1、、. 我们打败了敌人。我们把敌人打败了。摘要现在流行的异步电动机的调速方法可分为两种：变频调速和变压调速，其中异步电动机的变频调速应用较多，它的调速方法可分为两种：变频变压调速和矢量控制法，前者的控制方法相对简单，有二十多年的发展经验。因此应用的比较多，目前市场上出售的变频器多数都是采用这种控制方法。关键词 : 交流调速系统 , 异步电动机 ,PWM技术 .1/34目录摘要1前言31.1设计的目的和意义 .31.2 变频器调速运行的节能原理3第二章变频器 42.1 变频器选型：42.2 变频器控制原理图设计：42.3 变频器控制柜设计62.4 变频器接线规范72.5 变频器的运行和相关参数的设
2、置82.6常见故障分析 .8第三章交流调速系统概述103.1 交流调速系统的特点 . .10第四章变频电动机的特点144.1 电磁设计144.2 结构设计14第五章变频电机主要特点和变频电机的构造原理155.1变频专用电动机具有如下特点：.155.2 变频电机的构造原理15第六章交流异步电动机 166.1 交流异步电动机变频调速基本原理166.2变频变压 VVVF）调速时电动机的机械特性.186.3 变压变频运行时机械特性分折19第七章 PWM技术原理 242/347.1 正弦波脉宽调制 (SPWM） 257.2单极性SPWM法.26结论 31致谢 32参考文献33前言1.1设计的目的和意义近
3、年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。深入了解交流传动与控制技术的走向，具有十分积极的意义1.2 变频器调速运行的节能原理实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、
4、保护电路以及控制器 MCU DSP）等部分组成。首先将单相或三相交流电源通过整流器并经电容滤波后，形成幅值基本固定的直流电压加在逆变器上，利用逆变器功率元件的通断控制，使逆变器输出端获得一定形状的矩形脉冲波形。在这里，通过改变矩形脉冲的宽度控制其电压幅值；通过改变调制周期控制其输出频率，从而在逆变器上同时进行输出电压和频率的控制，而满足变频调速对 U f 协调控制的要求。 PWM的优点是能消除或抑制低次谐波，使负载电机在近正弦波的交变电压下运行，转矩脉冲小，调速范围宽。采用 PWM控制方式的电机转速受到上限转速的限制。如对压缩机来讲，一般不超过 7000r rain 。而采用 PAM控制方式的
5、压缩机转速可提高 15 倍左右，这样大大提高了快速增速和减速能力。同时，由于PAM在调整电压时具有3/34对电流波形的整形作用，因而可以获得比PWM更高的效率。此外，在抗干扰方面也有着 PWM无法比拟的优越性，可抑制高次谐波的生成，减小对电网的污染。采用该控制方式的变频调速技术后，电机定子电流下降64 ，电源频率降低 30 ，出胶压力降低57 。由电机理论可知，异步电机的转速可表示为： n=60f 81 8） p第二章变频器变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交直交方式 采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。2变频器的负载类型
6、；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。3变频器与负载的匹配问题；I. 电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。II. 电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。III. 转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。4在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。4/345变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影
7、响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。6对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。2.2 变频器控制原理图设计：1 首先确认变频器的安装环境；I. 工作温度。变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为 055，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在 40以下。在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书中的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。II. 环境温度。温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现
8、结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。必要时，必须在箱中增加干燥剂和加热器。在水处理间，一般水汽都比较重，如果温度变化大的话，这个问题会比较突出。III. 腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能。IV.振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时，会引起电气接触不良。淮安热电就出现这样的问题。这时除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外，还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。设备运行一段时间后，应对其进行检查和维护。V. 电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和
9、变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜内仪表和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地，除此之外，各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控制单元失灵或损坏。2变频器和电机的距离确定电缆和布线方法；5/34I. 变频器和电机的距离应该尽量的短。这样减小了电缆的对地电容，减少干扰的发射源。II. 控制电缆选用屏蔽电缆，动力电缆选用屏蔽电缆或者从变频器到电机全部用穿线管屏蔽。III.电机电缆应独立于其它电缆走线，其最小距离为500mm
10、。同时应避免电机电缆与其它电缆长距离平行走线，这样才能减少变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰。如果控制电缆和电源电缆交叉，应尽可能使它们按90 度角交叉。与变频器有关的模拟量信号线与主回路线分开走线，即使在控制柜中也要如此。IV.与变频器有关的模拟信号线最好选用屏蔽双绞线，动力电缆选用屏蔽的三芯电缆 变频器控制原理图；I. 主回路：电抗器的作用是防止变频器产生的高次谐波通过电源的输入回路返回到电网从而影响其他的受电设备，需要根据变频器的容量大小来决定是否需要加电抗器；滤波器是安装在变频器的输出端，减少变频器输出的高次谐波，当变频器到电机的距离较远时，应该安装滤波器。虽然变频器本身有各种保护
11、功能，但缺相保护却并不完美，断路器在主回路中起到过载，缺相等保护，选型时可按照变频器的容量进行选择。可以用变频器本身的过载保护代替热继电器。II. 控制回路：具有工频变频的手动切换，以便在变频出现故障时可以手动切工频运行，因输出端不能加电压，固工频和变频要有互锁。4变频器的接地；变频器正确接地是提高系统稳定性，抑制噪声能力的重要手段。变频器的接地端子的接地电阻越小越好，接地导线的截面不小于4mm，长度不超过5m。变频器的接地应和动力设备的接地点分开，不能共地。信号线的屏蔽层一端接到变频器的接地端，另一端浮空。变频器与控制柜之间电气相通。2.3 变频器控制柜设计变频器应该安装在控制柜内部，控制柜
12、在设计时要注意以下问题6/341散热问题：变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主，约占98%，控制电路占2%。为了保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热我们通常采用风扇散热；变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走，若风扇不能正常工作，应立即停止变频器运行；大功率的变频器还需要在控制柜上加风扇，控制柜的风道要设计合理，所有进风口要设置防尘网，排风通畅，避免在柜中形成涡流，在固定的位置形成灰尘堆积；根据变频器说明书的通风量来选择匹配的风扇，风扇安装要注意防震问题。2电磁干扰问题：I. 变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰，而且会产生高次谐波，这种高次谐波会通过供电回路进入
