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1、交流变频调速与直流调速摘要此刻流行的异步电动机的调速方式可分为两种：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，它的调速方式可分为两种：变频变压调速和矢量操纵法，前者的操纵 方式相对简单，有二十连年的进展体会。因此应用的比较多，目前市场上出售的变频器多数 都是采纳这种操纵方式。关键词: 交流调速系统目录摘要1前言 3设计的目的和意义 3变频器调速运行的节能原理 3第二章 变频器 4 变频器选型： 4 变频器操纵原理图设计： 4 变频器操纵柜设计 6 变频器接线标准 7 变频器的运行和相关参数的设置 8 常见故障分析 8第三章交流调速系统概述 10交流调速系统的特点 10 第四章直流
2、调速系统的现状及其进展趋势 16直流调速系统的现状 1直流调速系统的进展趋势 1 第五章直流调速系统的组成与工作原理 18无静差直流调速系统组成及其原理 3转速、电流双闭环直流调速系统的组成及其原理 3 第六章直流调速系统主电路设计与电路图 结论 31 致 谢 32参 考 文 献 33参考文献1毛峡，丁玉宽.图像的情感特征分析及其和谐感评价J.电子学报，2001,29（12A）：1923-19272脉宽调制变换器型稳压电源3中国步进电机网：张和生.电机学系统理论D.太原：太原理工大学，1998.5电力拖动控制线路与技能训练6徐德高等，PWM型稳压电源的并联运行一一一种高可靠直流供电系统，电子计
3、算机动 态.7张永惠高压变频器技术的比较j.变频器世界8刘家钰，齐春松.电厂风机（泵）变频调速技术经济分析a.电厂高压电动机变频调速 装置c.中国电力技术协会,中国电力器乐联合会科技服务中心9白恺火力发电厂大型电动机应用变频调速技术的可行性a.电厂高压电动机变频调 速装置c.中国电力技术协会,中国电力器乐联合会科技服务中心10于建明;变频器谐波干扰与预防J；安徽电子信息职业技术学院学报；2005年01期 杨仕平;变频器的谐波抑制理论及应用研究D；电子科技大学；2000年11康华光.电子技术基础（模拟部份）第五版M.北京：高等教育出版社，12王雪文，张志勇主编传感器技术及应用M.北京：北京航空航
4、天大学出版社，13孙肖子.电子设计指南M.北京：高等教育出版社，3版.前言设计的目的和意义最近几年来，随着电力电子技术、运算机技术、自动操纵技术的迅速进展，交流传动与操纵 技术成为目前进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 代直流调速和运算机数字操纵技术取代模拟操纵技术已成为进展趋势。电机交流变频调速技 术是现今节电、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要紧手腕。 变频调速以其优良的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电成效，普遍的适用范围 及其它许多优势而被国内外公以为最有进展前途的调速方式。深切了解交流传动与操纵技术 的走向，具有十分踊
5、跃的意义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。变频器一样由整流器、滤波器、驱动电路、爱惜电路和 操纵器（MCU/DSP）等部份组成。第一将单相或三相交流电源通过整流器并经电容滤波后， 形成幅值大体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操纵，使逆变器输 出端取得必然形状的矩形脉冲波形。在那个地址，通过改变矩形脉冲的宽度操纵其电压幅值； 通过改变调制周期操纵其输出频率，从而在逆变器上同时进行输出电压和频率的操纵，而知 足变频调速对U/f和谐操纵的要求。PWM的优势是能排除或抑制低次谐波，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。采纳PWM操纵方式
6、的电机转速受到上限转速的限制。如对紧缩机来讲，一样不超过7000r/ rain。而采纳PAM操纵方式的紧缩机转速可提高1. 5倍左右，如此大大提高了快速增速和减 速能力。同时，由于PAM在调整电压时具有对电流波形的整形作用，因此能够取得比PWM更 高的效率。另外，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。采纳该操纵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=60?f 8 （18）/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操
7、纵装置。咱们 此刻利用的变频器要紧采纳交一直一交方式（VVVF变频或矢量操纵变频），先把工频交流电 源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压都可操纵的交流电源以 供给电动机。变频器的电路一样由整流、中间直流环节、逆变和操纵4个部份组成。整流部 份为三相桥式不可控整流器，逆变部份为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直 流环节为滤波、直流储能缓和冲无功功率。变频器选型：变频器选型时要确信以下几点：1）采纳变频的目的；恒压操纵或恒流操纵等。2）变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，专门注意负载的性能曲线，性能曲线决定了 应历时的方式方式。3）变频器与负载的匹配问题；
8、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；一般的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。关于特殊的负 载如深水泵等那么需要参考电机性能参数，以最大电流确信变频器电流和过载能力。III. 转矩匹配；这种情形在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。4）在利用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加致使输出电流值 增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于一般电机的选型。5）变频器若是要长电缆运行时，现在要采取方法抑制长电缆对地耦合电容的阻碍，幸免变 频器出力不足，因此在如此情形下，变频器容量要放大一档或在变频器的输出端安装输出电 抗器。6
9、）关于一些特殊的应用处合，如高温，高海拔，现在会引发变频器的降容，变频器容量要 放大一挡。变频器操纵原理图设计：1）第一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阻碍，产品一样要求 为055C，但为了保证工作平安、靠得住，利历时应考虑留有余地，最好操纵在40C以下。 在操纵箱中，变频器一样应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书中的安装要求，绝对不 许诺把发烧元件或易发烧的元件紧靠变频器的底部安装。II. 环境温度。温度太高且温度转变较大时，变频器内部易显现结露现象，其绝缘性能就 会大大降低，乃至可能引发短路事故。必要时，必需在箱中增加干燥剂和加热器。在水
10、处置 间，一样水汽都比较重，若是温度转变大的话，那个问题会比较突出。III. 侵蚀性气体。利用环境若是侵蚀性气体浓度大，不仅会侵蚀元器件的引线、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。装有变频器的操纵柜受到机械振动和冲击时，会引发电气接触不良。淮 安热电就显现如此的问题。这时除提高操纵柜的机械强度、远离振动源和冲击源外，还应利 用抗震橡皮垫固定操纵柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。设备运行一段时刻后，应 付其进行检查和保护。V. 电磁波干扰。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 频电磁波对周围的仪表、仪器有必然的干扰。因此，
11、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。所有的元器件均应靠得住接地，除此之外，各电气元件、仪 器及仪表之间的连线应选用屏蔽操纵电缆，且屏蔽层应接地。若是处置不行电磁干扰，往往 会使整个系统无法工作，致使操纵单元失灵或损坏。2）变频器和电机的距离确信电缆和布线方式；I. 变频器和电机的距离应该尽可能的短。如此减小了电缆的对地电容，减少干扰的发射源。II. 操纵电缆选用屏蔽电缆,动力电缆选用屏蔽电缆或从变频器到电机全数用穿线管屏蔽。III. 电机电缆应独立于其它电缆走线，其最小距离为500mm。同时应幸免电机电缆与其它 电缆长距离平行走线，如此才能减少变频器输出电压快速转变
12、而产生的电磁干扰。若是操纵 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 线路分开走线，即便在操纵柜中也要如此。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（其 规格要比一般电机的电缆大档）或遵从变频器的用户手册。3）变频器操纵原理图；I. 主回路：电抗器的作用是避免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 而阻碍其他的受电设备，需要依照变频器的容量大小来决定是不是需要加电抗器；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。尽管变频器本身有各类爱惜功能，但
13、缺相爱惜却并非完美，断路器在主回路中 起到过载，缺相等爱惜，选型时可依照变频器的容量进行选择。能够用变频器本身的过载爱 惜代替热继电器。II. 操纵回路：具有工频变频的手动切换，以便在变频显现故障时能够手动切工频运行， 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固性，抑制噪声能力的重要手腕。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 接地址分开，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 操纵柜之间电气相通。变频器操纵柜设计变频器应该安装在操纵柜内部，操纵柜在设
14、计时要注意以下问题1）散热问题：变频器的发烧是由内部的损耗产生的。在变频器中各部份损耗中要紧以主电 路为主，约占98%，操纵电路占2%。为了保证变频器正常靠得住运行，必需对变频器进行散 热咱们通常采纳风扇散热；变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走，假设风扇不 能正常工作，应当即停止变频器运行；大功率的变频器还需要在操纵柜上加风扇，操纵柜的 风道要设计合理，所有进风口要设置防尘网，排风通畅，幸免在柜中形成涡流，在固定的位 置形成尘埃堆积；依照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
15、电磁波对周 围的仪表、仪器有必然的干扰，而且会产生高次谐波，这种高次谐波会通过供电回路进入整 个供电网络，从而阻碍其他仪表。若是变频器的功率专门大占整个系统25%以上，需要考虑 操纵电源的抗干扰方法。II.当系统中有高频冲击负载如电焊机、电镀电源时，变频器本身会因为干扰而显现爱惜， 那么考虑整个系统的电源质量问题。3）防护问题需要注意以下几点：I. 防水防结露：若是变频器放在现场，需要注意变频器柜上方不的有管道法兰或其他漏点， 在变频器周围不能有喷溅水流，总之现场柜体防护品级要在IP43以上。II. 防尘：所有进风口要设置防尘网阻隔絮状杂物进入，防尘网应该设计为可拆卸式，以 方便清理，保护。防尘网的网格依照现场的具体情形确信，防尘网周围与操纵柜的结合处要 处置周密。III. 防侵蚀性气体：在化工行业这种情形比较多见，现在能够将变频柜放在操纵室中。 变频器接线标准信号线与动力线必需分开走线：利用模拟量信号进行远程操纵变频器时，为了减少模拟量 受来自变频器和其它设备的干扰，请将操纵变频器的信号线与强电回路（主回路及顺控回路） 分开走线。距离应在30cm以上。即便在操纵柜内，一样要维持如此的接线标准。该信号与变 频器之间的操纵回线路最长不得超过50m。信号线与动力线必需别离放置在不同的金属管道或金属软管内部：连接
