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變頻器論文范文1
動的交流化、功率變換器的高頻化、控制的數字化、智能化和網絡化。因此，變頻器作為系統的重要功率變換部件，因提供可控的高性能變壓變頻的交流電源而得到迅猛發展。
變頻器的快速發展得益于電力電子技術、計算機技術和自動控制技術及電機控制理論的發展。變頻器的發展水平是由電力電子技術、電機控制方式以及自動化控制水平三個方面決定的。當前競爭的焦點在于高壓變頻器的研究開發生產方面。
隨著新型電力電子器件和高性能微處理器的應用以及控制技術的發展，變頻器的性能價格比越來越高，體積越來越小，而且廠家仍在不斷地提高可靠性，為實現變頻器的進一步小型輕量化、高性能化和多功能化以及無公害化而做著新的努力。辨別變頻器性能的優劣，一要看其輸出交流電壓的諧波對電機的影響；二要看對電網的諧波污染和輸入功率因數；最后還要看本身的能量損耗（即效率）。這里僅以量大面廣的交—直—交變頻器為例，闡述其發展趨勢：主電路功率開關元件的自關斷化、模塊化、集成化、智能化；開關頻率不斷提高，開關損耗進一步降低。
在變頻器主電路的拓撲結構方面。變頻器的網側變流器對低壓小容量的裝置常采用6脈沖變流器，而對中壓大容量的裝置采用多重化12脈沖以上的變流器。負載側變流器對低壓小容量裝置常采用兩電平的橋式逆變器，而對中壓大容量的裝置采用多電平逆變器。對于四象限運行的轉動，為實現變頻器再生能量向電網回饋和節省能量，網側變流器應為可逆變流器，同時出現了功率可雙向流動的雙PWM變頻器，對網側變流器加以適當控制可使輸入電流接近正弦波，減少對電網的公害。
脈寬調制變壓變頻器的控制方法可以采用正弦波脈寬調制控制、消除指定次數諧波的PWM控制、電流跟蹤控制、電壓空間矢量控制（磁鏈跟蹤控制）。
交流電動機變頻調整控制方法的進展主要體現在由標量控制向高動態性能的矢量控制與直接轉矩控制發展和開發無速度傳感器的矢量控制和直接轉矩控制系統方面。微處理器的進步使數字控制成為現代控制器的發展方向。運動控制系統是快速系統，特別是交流電動機高性能的控制需要存儲多種數據和快速實時處理大量信息。
近幾年來，國外各大公司紛紛推出以DSP（數字信號處理器）為基礎的內核，配以電機控制所需的功能電路，集成在單一芯片內的稱為DSP單片電機控制器，價格大大降低、體積縮小、結構緊湊、使用便捷、可靠性提高。
在DSP出現之前數字信號處理只能依靠MPU（微處理器）來完成。但MPU較低的處理速度無法滿足高速實時的要求。隨著大規模集成電路技術的發展，1982年世界上首枚DSP芯片誕生了。這種DSP器件采用微米工藝NMOS技術制作，雖功耗和尺寸稍大，但運算速度卻比MPU快了幾十倍，尤其在語音合成和編碼解碼器中得到了廣泛應用。DSP芯片的問世標志著DSP應用系統由大型系統向小型化邁進了一大步。隨著CMOS技術的進步與發展，第二代基于CMOS工藝的DSP芯片應運而生，其存儲容量和運算速度成倍提高，成為語音處理、圖像硬件處理技術的基礎。80年代后期，第三代DSP芯片問世，運算速度進一步提高，其應用于范圍逐步擴大到通信、計算機領域。
90年代DSP發展最快，相繼出現了第四代和第五代DSP器件?，F在的DSP屬于第五代產品，它與第四代相比，系統集成度更高，將DSP芯核及組件綜合集成在單一芯片上。這種集成度極高的DSP芯片不僅在通信、計算機領域大顯身手，而且逐漸滲透到人們日常消費領域，前景十分可觀。
DSP和普通的單片機相比，處理數字運算能力增強10—15倍，可確保系統有更優越的控制性能。數字控制使硬件簡化，柔性的控制算法使控制具有很大的靈活性，可實現復雜控制規律，使現代控制理論在運動控制系統中應用成為現實，易于與上層系統連接進行數據傳輸，便于故障診斷、加強保護和監視功能，使系統智能化。
交流同步電動機已成為交流可調轉動中的一顆新星，特別是永磁同步電動機，電機獲得無刷結構，功率因數高，效率也高，轉子轉速嚴格與電源頻率保持同步。同步電機變頻調速系統有他控變頻和自控變頻兩大類，自控變頻同步電機在原理上和直流電機極為相似，用電力電子變流器取代了直流電機的機械換向器，如采用交—直—交變壓變頻器時叫做“直流無換向器電機”或稱“無刷直流電動機”。傳統的自控變頻同步機調速系統有轉子位置傳感器，現正開發無轉子位置傳感器的系統。同步電機的他控變頻方式也可采用矢量控制，其按轉子磁場定向的矢量控制比異步電機簡單。
變頻器論文范文2
【論文摘要】：文章對變頻器常見干擾故障進行了分析總結，并提出了相應的解決對策。
1．引言
變頻器作為一種高效節能的電機調速裝置，因其較高的性能價格比，在工廠得到了越來越廣泛的應用。眾所周知，變頻器是由整流電路、濾波電路、逆變電路組成。其中整流電路和逆變電路中均使用了半導體開關元件，在控制上則采用的是PWM控制方式，這就決定了變頻器的輸入、輸出電壓和電流除了基波之外，還含有許多的高次諧波成分。這些高次諧波成分將會引起電網電壓波形的畸變，產生無線電干擾電波，它們對周邊的設備、包括變頻器的驅動對象--電動機帶來不良的影響。同時由于變頻器的使用，電網電源電壓中會產生高次諧波的成分，電網電源內有晶閘管整流設備工作時，會引導電源波形產生畸形。另外，由于遭受雷擊或電源變壓器的開閉，電功率用電器的開閉等，產生的浪涌電壓，也將使電源波形畸變，這種波形畸變的電網電源給變頻器供電時，又將對變頻器產生不良影響。文章對于上述現象進行了分析并提出了降低這些不良影響的措施。
2．外界對變頻器的干擾
供電電源對變頻器的干擾主要有過壓、欠壓、瞬時掉電；浪涌、跌落；尖峰電壓脈沖；射頻干擾。變頻器的供電電源受到來自被污染的交流電網的諧波干擾后若不加處理，電網噪聲就會通過電網的電源電路干擾變頻器。變頻器的輸入電路側，是將交流電壓變成直流電壓。這就是常稱為"電網污染"的整流電路。由于這個直流電壓是在被濾波電容平滑之后輸出給后續電路的，電源供給變頻器的實際上是濾波電容的充電電流，這就使輸入電壓波形產生畸變。
（1）電網中存在各種整流設備、交直流互換設備、電子電壓調整設備，非線性負載及照明設備等大量諧波源
電源網絡內有這些負荷都使電網中的電壓、電流產生波形畸變，從而對電網中其它設備產生危害的干擾。例如：當供電網絡內有較大容量的晶閘管換流設備時，因晶閘管總是在每相半周期內的部分時間內導通，故容易使網絡電壓出現凹口，波形嚴重失真。它使變頻器輸入側的整流電路有可能因出現較大的反向回復電壓而受到損害，從而導致輸入回路擊穿而燒毀。
（2）電力補償電容對變頻器的干擾
電力部門對用電單位的功率因數有一定的要求，為此，許多用戶都在變電所采用集中電容補償的方法來提高功率因數。在補償電容投入或切出的暫態過程中，網絡電壓有可能出現很高的峰值，其結果是可能使變頻器的整流二極管因承受過高的反向電壓而擊穿。
（3）電源輻射傳播的干擾信號
電磁干擾(EMI)，是外部噪聲和無用信號在接收中所造成的電磁干擾，通常是通過電路傳導和以場的形式傳播的[2]即以電磁波方式向空中幅射，其輻射場強取決于干擾源的電流強度、裝置的等效輻射阻抗以及干擾源的發射頻率。
對于（1）、（2）兩項產生的干擾抑制可以在變頻器輸入電路中，串入交流電抗器，它對于基波頻率下的阻抗是微不足道的。但對于頻率較高的高頻干擾信號來說，呈現很高的阻抗，能有效地抑制干擾的作用。對于（3）項的干擾信號主要通過吸收方式來削弱。變頻器電源輸入端，通常都加有吸收電容。也可以再加上專用的"無線電干擾濾器"，來進一步削弱干擾信號。
3．變頻器對周邊設備的干擾及對策
上面已經講過變頻器能使輸入電源電壓產生高次諧波。同時，變頻器的輸出電壓和電流除了基波之外，還含有許多高次諧波的成分，它們將以各種方式把自己的能量傳播出去，這些高次諧波對周圍設備帶來不良的影響。其中，供電電源的畸變，使處于同一供電電源的其他設備出現誤動作，過熱、噪聲和振動；產生的無線干擾電波給變頻器周圍的電視機、收音機、手機等無線電接收裝置帶來干擾，嚴重時不能正常工作；對變頻器的外部控制信號產生干擾，這些控制信號受干擾后，就不能準確、正常地控制變頻器運行，使被變頻器驅動的電動機產生噪音，振動和發熱現象。
（1）對接在同一電源設備帶來的干擾
當變頻器的容量較大時，將使網絡電壓產生畸變，通過阻抗耦合或接地回路耦合將干擾傳入其它電路。消除或削弱對接在同一電源的設備帶來的干擾，可以將變頻器的輸入端串入交流電抗器，在變頻器的整流側插入直流電抗器。也可以在變頻器電源輸入端插入濾波器，如下圖1所示:
LC濾波器是被動濾波器，它由電抗和電容組成對高次諧波的共振回路，從而達到吸收高次諧波的目的。有源濾波器的工作原理是：通過對電流中高次諧波進行檢測，并根據檢測結果，輸入與高次諧波成分相位相反的電流來削弱高次諧波的目的。
（2）對于產生的無線電干擾波
目前，變頻器絕大部分是采用PWM控制方法。變頻器輸出信號是高頻的開關信號，在變頻器的輸出電壓、輸出電流中含有高次諧波，通過靜電感應和電磁感應，產生無線電干擾波。這些干擾波有的通過電線傳導，有些輻射至空中的電磁波和電場直接輻射。而輻射場中的金屬物體還可能形成二次輻射。同樣，變頻器外部的輻射也會干擾變頻器的正常工作。
電線傳導的無線電干擾波的抑制，可以采用噪聲濾波變壓器，對高次諧波形成絕緣；插入電抗器，以提高對高次諧波成分的阻抗，在變頻器的輸入端插入濾波器。
輻射無線電干擾波的抑制，較傳導無線電干擾波要困難一些。這種無線電干擾的大小，決定于安裝變頻器設備本身的結構，和電動機電纜線長短等許多因素有關?？梢员M量縮短電動機電線，電線采用雙絞措施，減少阻抗；變頻器輸入、輸出線裝入鐵管屏蔽；將變頻器機殼良好地接；變頻器輸入、輸出端串接電抗器，插入濾波器。
（3）對于產生的噪聲干擾
由于變頻器采用了PWM控制方式，變頻器的輸出電壓波形不是正弦波，通過電動機的電流也難免含有許多諧波。變頻器輸出的諧波頻率與轉子固有頻率的共振，在轉子固有頻率附近的噪聲增大，變頻器輸出的諧波分量使鐵心、機殼、軸架等諧波在其固有頻率附近的噪聲增大。因此，利用變頻器對電動機進行調速控制時，電動機繞組和鐵芯由于諧波的成分而產生噪聲。
下圖2是電動機采用變頻器驅動和采用電網電源直接驅動時的噪音比較。通常，采用變頻器對電動機進行驅動時，電動機產生的噪音要比電網電源直接驅動產生的噪音高出5～10dB。
對于噪音的抑制可以采取的措施為:
①選用以IGBT等為逆變模塊的載波頻率較高的低噪音變頻器。選用變頻器專用電動機，在變頻器與電動機之間串入電抗器，以減少PWM控制方式產生的高次諧波。
②在變頻器與電動機之間插入可以將輸出波形轉換成正弦波的濾波器。
③選用低噪音的電抗器。
（4）對于產生的振動干擾
采用變頻器對電動機進行調速控制時，同噪音相同的原因，會使電動機產生振動。特別是較低階的高次諧波所產生的脈動轉矩，給電動機的轉矩輸出帶來較大的振動。若機械系統與這種振動發生共振時，其振動就更為嚴重。
通?？梢圆扇∫韵麓胧p小振動：
①強化機械結構的剛性，將剛性連接改為強性連接。
②在變頻器與電動機之間串入電抗器
③降低變頻器的輸出壓頻比。
④改變變頻器的載波頻率。
在變頻器對電動機進行調速過程中，如果調速范圍較大時，應先測到機械系統的共振頻率，然后利用變頻器的頻率跳躍功能，避開這些共振頻率。如果轉距有余量，可以將U/f給定小些。
（5）對于導致控制部件電動機過熱的干擾
采用變頻器對電動機進行調速控制，由于高次諧波的原因，即使是對同一電動機，在同一頻率下運行，電動機也將增加5%～10%的電流。電動機溫度自然會提高。此外，普通電動機的冷卻風扇安裝在電動機軸上的，在連續進行低速運行時，由于自身的冷卻風扇的冷卻能力不足，而出現電動機過熱現象。
電動機過熱的對策有以下幾種：
①為電動機另配冷卻風扇，改自冷式為他冷式。增加低速運行時的冷卻能力。
②選用較大容量的電動機。
③改用變頻器專用電動機。
④改變調速方案，避免電動機連續低速運行。
隨著工廠電氣自動化程度的提高，各種干擾也日益增多，只有對變頻器的干擾問題有深入的認識，并采取相應的處理措施，才能夠減少彼此之間的相互危害，更大程度的確保生產的正常進行和設備的穩定。
參考文獻
變頻器論文范文3
關鍵詞：變頻器供水行業應用
引言
一般城市管網的水壓無法完全滿足所有用水居民的用水需求，絕大部分用戶須通過提升水壓才能滿足用水要求。以前大多采用傳統的水塔，高位水箱等等增壓設備，它們都必須由水泵以高出實際用水高度的壓力提升水量，其結果大大增加了能量損耗。
一、新、舊泵的測試
例如，我公司對6sh-655kw成套機電設備做如下測試：
75KW三墾變頻器直拖舊泵測試數據表：
75KW三墾變頻器直拖新泵測試數據表
由上述測試結果可得老式供水方式被全新變頻供水方式取代具有多項優點：
1.1變頻供水能靈活控制供水壓力。
1.2采用變頻供水節電效果明顯。
1.3當異步電機在全壓啟動時從靜止狀態加速到額定轉速所需時間小于0.5秒，這意味著在不足0.5秒的時間里，水的流量從零猛增到額定流量，在極短時間內流量的巨大變化將引起對管道的壓強過高或過低的沖擊，壓力過高會爆管而過低導致管子的癟塌。直接停機同樣會引起壓力沖擊。從上表測試結果可見使用變頻器調速后，可通過對加減速時間的合理預置來延長啟動和停止過程，合理控制供水壓力減少管道沖擊，最大限度保護管網，管件，同時也提高電機水泵的使用壽命。從上述測試還可以看出泵老化時嚴重影響出水量供水壓力，維護維修不及時泵效率會大幅降低。
二、變頻器的節能效果
變頻器節能效果實際工作中更可觀。例如，我公司有一水廠，水廠原供水方案為280KW機電系統一工一變兩套系統向市區管網以0.18Mpa壓力供水，工頻供水系統為控制供水壓力要采用勒閥門的方法。去年經技術改造改為兩套供水系統均用變頻器供水，嚴禁勒閥門通過變頻器調頻來控制供水壓力。改變供水方法后該水廠當月電費較前月少近五萬元，當年公司電費較上年減少近六十萬元，可見使用變頻器供水節能效果很明顯，長期使用變頻器經濟效益可觀。
變頻調速恒壓供水系統，經歷了逐步完善的過程。綜合早期的單泵恒壓供水系統與近幾年來被行業內人士普遍使用的多泵恒壓調速供水系統諸多供水方式來看，我認為最優的恒壓供水系統應為單泵直拖恒壓供水系統。
三、各種供水方式比較
例如，我單位現使用以下幾種供水方式(以富士變頻器為例)：
3.1變頻器直拖電機變壓（變流量）供水：優點：接線簡單，使用電器件少，完全啟用變頻器自身功能運行穩定，節電效果較明顯，維修率較低。缺點：只能變壓（流量）運行，節能空間有剩余。
3.2多泵運行方式：控制回路用PLC(可編程控制器)設計以三泵為例：優點：可控制實現恒壓（恒流量）供水。缺點：只有一臺泵變頻調速運行，其余各泵均工頻運行，節能一般,部分能量未被挖掘出來。維修工作量較大，運行穩定性較好。:
變頻器論文范文4
關鍵詞：變頻器容量額定電流計算方法
1引言
采用變頻器驅動異步電動機調速。在異步電動機確定后，通常應根據異步電動機的額定電流來選擇變頻器，或者根據異步電動機實際運行中的電流值(最大值)來選擇變頻器。當運行方式不同時，變頻器容量的計算方式和選擇方法不同，變頻器應滿足的條件也不一樣。選擇變頻器容量時，變頻器的額定電流是一個關鍵量，變頻器的容量應按運行過程中可能出現的最大工作電流來選擇。變頻器的運行一般有以下幾種方式。
2連續運轉時所需的變頻器容量的計算
由于變頻器傳給電動機的是脈沖電流，其脈動值比工頻供電時電流要大，因此須將變頻器的容量留有適當的余量。此時，變頻器應同時滿足以下三個條件：
式中：PM、η、cosφ、UM、IM分別為電動機輸出功率、效率(取0.85)、功率因數(取0.75)、電壓(V)、電流(A)。
K：電流波形的修正系數(PWM方式取1.05～1.1)
PCN：變頻器的額定容量(KVA)
ICN：變頻器的額定電流(A)
式中IM如按電動機實際運行中的最大電流來選擇變頻器時，變頻器的容量可以適當縮小。
3加減速時變頻器容量的選擇
變頻器的最大輸出轉矩是由變頻器的最大輸出電流決定的。一般情況下，對于短時的加減速而言，變頻器允許達到額定輸出電流的130％～150％(視變頻器容量)，因此，在短時加減速時的輸出轉矩也可以增大；反之，如只需要較小的加減速轉矩時，也可降低選擇變頻器的容量。由于電流的脈動原因，此時應將變頻器的最大輸出電流降低10％后再進行選定。
4頻繁加減速運轉時變頻器容量的選定
根據加速、恒速、減速等各種運行狀態下的電流值，按下式確定：
I1CN＝[(I1t1+I2t2+…+I5t5)/(t1+t2+…t5)]K0
式中：I1CN：變頻器額定輸出電流(A)
I1、I2、…I5：各運行狀態平均電流(A)
t1、t2、…t5：各運行狀態下的時間
K0：安全系數(運行頻繁時取1.2，其它條件下為1.1)
5一臺變頻器傳動多臺電動機，且多臺電動機并聯運行，即成組傳動
用一臺變頻器使多臺電機并聯運轉時，對于一小部分電機開始起動后，再追加投入其他電機起動的場合，此時變頻器的電壓、頻率已經上升，追加投入的電機將產生大的起動電流，因此，變頻器容量與同時起動時相比需要大些。
以變頻器短時過載能力為150％，1min為例計算變頻器的容量，此時若電機加速時間在1min內，則應滿足以下兩式
若電機加速在1mn以上時
式中：nT：并聯電機的臺數
ns：同時起動的臺數
PCN1：連續容量(KVA)PCN1=KPMnT/ηcos
PM：電動機輸出功率
η：電動機的效率(約取0.85)
cosφ：電動機的功率因數(常取0.75)
Ks：電機起動電流/電機額定電流
IM：電機額定電流
K：電流波形正系數(PWM方式取1.05～1.10)
PCN：變頻器容量(KVA)
ICN：變頻器額定電流(A)
變頻器驅動多臺電動機，但其中可能有一臺電動機隨時掛接到變頻器或隨時退出運行。此時變頻器的額定輸出電流可按下式計算：
式中：IICN：變頻器額定輸出電流(A)
IMN：電動機額定輸入電流(A)
IMQ：最大一臺電動機的起動電流(A)
K：安全系數，一般取1.05～1.10
J：余下的電動機臺數
6電動機直接起動時所需變頻器容量的計算
通常，三相異步電動機直接用工頻起動時起動電流為其額定電流的5～7倍，對于電動機功率小于10kW的電機直接起動時，可按下式選取變頻器。
I1CN≥IK/Kg
式中：IK：在額定電壓、額定頻率下電機起動時的堵轉電流(A)；
Kg：變頻器的允許過載倍數Kg＝1.3～1.5
在運行中，如電機電流不規則變化，此時不易獲得運行特性曲線，這時可使電機在輸出最大轉矩時的電流限制在變頻器的額定輸出電流內進行選定。
7大慣性負載起動時變頻器容量的計算
通過變頻器過載容量通常多為125％、60s或150％、60s。需要超過此值的過載容量時，必須增大變頻器的容量。這種情況下，一般按下式計算變頻器的容量：
式中：GD2：換算到電機軸上的轉動慣量值(N·m2)
TL：負載轉矩(N·m)
η，cosφ，nM分別為電機的效率(取0.85)，功率因數(取0.75)，額定轉速(r/min)。
tA：電機加速時間(s)由負載要求確定
K：電流波形的修正系數(PWM方式取1.05～1.10)
PCN：變頻器的額定容量(KVA)
8輕載電動機時變頻器的選擇
電動機的實際負載比電動機的額定輸出功率小時，多認為可選擇與實際負載相稱的變頻器容量，但是對于通用變頻器，即使實際負載小，使用比按電機額定功率選擇的變頻器容量小的變頻器并不理想，這主要是由于以下原因；
1)電機在空載時也流過額定電流的30％～50％的勵磁電流。
2)起動時流過的起動電流與電動機施加的電壓、頻率相對應，而與負載轉矩無關，如果變頻器容量小，此電流超過過流容量，則往往不能起動。
3)電機容量大，則以變頻器容量為基準的電機漏抗百分比變小，變頻器輸出電流的脈動增大，因而過流保護容量動作，往往不能運轉。
變頻器論文范文5
我國加入WTO后，由于紡織品配額壁壘的取消，中國的傳統產業“棉紡織品”憑其獨特的優勢全方位進軍國際市場，其出口量幾十倍，甚至成百倍地增長。給國際，尤其是歐美市場帶來了新一輪的沖擊波。隨之而來的國際競爭也趨于白熱化，其競爭焦點也突出在質量、品種和價格三大焦點。
如何提高和穩定質量？如何降低成本？如何適應多品種小批量？這些問題已成為棉紡廠老總日夜思考的主旋律。
以上三大問題解決的迫切性，給交流變頻在棉紡行業的使用帶來了前所未有迅速發展的前景。
2寬范圍的調速及軟啟動能穩定可靠地保證棉紗質量
(1)目前不少棉紡老廠50%~60%以上的設備都是五十年代以前的，甚至解放前的設備還在使用。棉紗質量競爭檔次的不斷提高已對這些設備構成了嚴重的威脅，要么淘汰，要么改造，別無他法?？墒窃藜徳O備中的A字頭梳棉機道夫傳動都采用雙速電機及摩擦離合器形式，因此，從慢速生頭到快速運行時產生的意外牽伸及變速箱齒輪磨損產生的“打頓”使棉條重不勻及cv%嚴重超標，往往使成紗等級大幅下降甚至成為不合格品。
目前新開發的梳棉機道夫傳動已采用交流變頻加普通異步電動機，由于變頻的升降速范圍很寬，可達0.1~3600秒，且取消變速箱，離合器，直接采用同步齒形帶傳動道夫，升降速非常平穩，傳動精度高，且無噪聲，它的使用從根本上克服了原A字頭梳棉機弊病，從而可確實可靠地保證棉條質量。
(2)原粗紗機一直采用錐形(鐵炮)變速機構，但錐形變速皮帶打滑導致變速不準，影響繞紗張力和成形不好的質量問題。現采用交流變頻調速，去掉了錐形變速機構，使以上難題迎刃而解，從根本上把好了粗紗的質量關。而對于細紗機來說，由于新型機采用變頻調速器去掉了成行機構中的成型凸輪，進而克服了由于成行凸輪所造成的桃底有停頓，桃頂有沖擊的難題，使細紗卷繞成形質量大為提高。主電機采用變頻調速后，使得細紗在大、中、小紗時的轉速在變化，大大減少了細紗的斷頭率，使成紗質量得到了可靠保證。
3充分利用變頻的“節能”功能，可最大限度的降低產品成本
(1)由于變頻器具有優越的軟啟動及恒扭矩功能，它可以在100%-150%扭矩下將異步電動機的啟動電流限制在額定電流附近。啟動沖擊對電機容量及電網的限制條件已不存在。采用變頻后可徹底消除以前的大馬拉小車及電動機功率過剩問題。
以前由于不使用變頻器，為保證啟動時有足夠的扭矩和減少對電網的沖擊，送風及大慣量負載裝機功率往往高出所需功率的40%~50%，變壓器容量也高出實際很多。這樣非但設備投資有很大一塊浪費，而且電動機、變壓器空載損耗(銅耗、鐵耗)的一塊電費也相當驚人。
(2)風機、空調變頻調速節能相當可觀
由流體力學可知，風量Q與轉速一次方成正比，壓力H與轉速的平方成正比;
Q/Qe=n/ne
H/He=(n/ne)2
P/Pe=(n/ne)3
式中:Qe—風機的額定風(流)量;
He—風機的額定壓力;
Pe—風機的額定功率;
ne—風機的額定轉速;
由式中可知，若風機效率一定，當要求調節風量下降時，轉速可成比例下降，此時風機的輸出功率是成立方關系下降。
風機在棉紡設備中應用量大、面廣，其傳動絕大部分為大功率交流電機，耗電量在棉紡設備中是大戶。以前風機都采用電機恒速傳動，調節風門的辦法調節風量。這種調節方式雖然簡單，但它是以增加管網損失，耗費大量能源為代價的。如采用“風機專用變頻”來自動調速，就可以從根本上防止電能浪費，單從公式p/pe=(n/ne)3來算，其節約的電費就可想而知了。空調是棉紡廠離不開的首選設備，據某大公司提供的數據，今年12臺空調使用變頻后節電24余萬元，空調用電年耗平均下降了7個百分點。
(3)變頻器的使用，使原有的傳動機構發生了一個質的飛躍，它變得既簡單，又可靠。拿梳棉機道夫傳動來講，使用變頻取消了減速箱，慣性飛輪，帶電刷的電磁離合器及雙速電機后，以前維修工最頭痛、最繁忙的變速箱漏油問題、齒輪磨損調換問題、離合器失靈損壞問題，工藝變化調換“變產”齒輪問題已全不存在。變頻器的使用，使維修工工作量急劇下降;維修備件倉庫急劇萎縮;梳棉機的停臺率直線下降;而產量、質量卻直線上升。反之，產品的成本亦將成倍下降！
4變頻器的通訊方式
變頻器強大的通訊及軟件功能幾乎可與所有品牌的PLC、工業式觸摸屏及工控機組成、靈活多變的數控系統(見圖1)。
通過觸摸屏或鍵盤對軟件中的某些數據稍加改動就可適應新的棉紡工藝。例如在梳棉機上只要改變其“總牽伸比”，“刺棍速度”、“蓋板速度”、“棉條重量”等參數，就可進行新產品試制。使用這種模式后，產品更新快，批量形成早，產品在國際市場上的高速反應能力大大提高，形成你有我有，你無我有的大好局面。
5交流變頻調速方案的選擇
設備的不同，電動機種類的不同，會出現多種不同的變頻調速方案。這里只討論三相鼠籠異步電動機的調速方案。
(1)開環控制的通用變頻器調速系統控制框圖見圖2。圖2中VVVF—通用變頻器;M—異步電動機。
該方案結構簡單，調速范圍較寬，可靠性高，價格低廉。它基本能滿足一般調速精度不十分高的場合。是目前棉紡行業較普遍使用的經濟實惠型品種。其缺點是調速精度較低，一般為2%左右，且低速性能不夠理想，轉速會隨負荷力矩而變動。目前廣泛應用在風機、水泵、空調等一般要求不高的紡機上。
(2)無速度傳感器的矢量控制變頻調速系統控制框圖如圖3所示，圖3中VVVF—矢量變頻器。
由于矢量變頻器可以分別對電動機的磁通和轉距電流進行檢測、控制，自動改變電壓和頻率，使指令值和檢測實際值達到一致，從而實現了矢量控制。雖然它是開環控制系統，但是大大提升了靜態精度和動態品質，轉速精度可達5%。轉速響應也較快。
在設備要求不是十分高的情況下，采用該方案是非常合適的，它可達到控制結構簡單，可靠性又高的實效，該方案目前已在FA系列梳棉機上開始使用并獲得比較理想的效果。
(3)帶速度傳感器矢量控制變頻調速系統控制框圖如圖4所示。
矢量閉環變頻調速是一種最為理想的控制方式，他類同于伺服、直流閉環調速，但性價比又大大優于兩者。我廠已在FA218C梳棉機前后比例跟蹤上成功使用該方案，效果非常理想。該方案具有以下優點:
(a)可以從零轉速起進行速度控制，即甚低速亦能運行，調速范圍可達100:1或1000:1。
(b)動態響應快，轉速精度高。
(c)加速度特性好，抗負載突變能力強。
其缺點是:價格較貴，按裝速度傳感器必須與電機同軸，且增加了反饋環節，這些都給安裝維護增加了一定技術難度。
因此對于轉速精度要求不是特別高，負載變化不是十分劇烈的場合，建議選用開環矢量變頻調速系統為好。
6對付變頻干擾的對策
變頻器內部由于存在IGBT等高速工作開關，故在電路中會出現分布電感和分布電容，他們之間的能量轉換產生振蕩現象，形成發射電磁波，從而產生高頻(1GHZ左右)電磁噪聲或電磁干擾，干擾嚴重時將會導致弱電設備如PLC、電子計數器、工控機等無法正常工作。為此必須采用相應措施:
(1)布線時，變頻器主回路必須與信號回路垂直或離開20-30公分。
(2)信號線采用屏蔽線或者塑料絞合線，導線絞合后噪聲信號的大部分會相互抵消。
(3)變頻必須使用單獨接地極，不能與其它動力設備接地相連。且兩者相距最小為5米，更不能將變頻接地連在零線上。
(4)頻率參數設置應盡量小于5KHZ。
(5)時在變頻器的輸入、輸出端安裝變頻專用濾波器。
7結論
隨著變頻技術的不斷發展和價格的大幅跳水，其性價比和使用的方便性已在各種電機調速方案中獨占鰲頭?，F在它已成為棉紡設備改造和新機設計的首選產品，其廣闊前景將與日俱增。
參考文獻
[1]變頻器調速手冊.兵器工業出版社
[2]變頻器世界.京紡國際有限公司
變頻器論文范文6
傳輸系統被廣泛地應用在糧油加工機械當中，生產前糧油產品一定要烘烤，由傳送帶進行送料，勻速按照工藝流程通過烤箱，這期間有兩個傳送設備在進行作業，即送料輸送帶與烘烤線輸送帶，要求二者一定要相互匹配并且可以同時升降。以往同樣的輸送設備需要人工進行調試，使用了變頻調試，就將原來的有級變速拓展為無級變速，將調速的范圍進行了延伸。糧油加工機械設備中傳送設備的荷載屬于恒轉矩負載，而且它一般由較大的靜阻力負載與慣性負載，使用的變頻器有脈沖突跳或者提升功能，使輸送設備成功啟動。進行啟動時，電機定子會在瞬間施加突跳電壓或者上升為轉矩電壓，設備自身會輸出相當大的啟動轉矩，有利于攻克較大靜阻力。變頻器在啟動過程當中，輸出電壓比例逐漸升高，隨著電動機加速變頻開始輸出，當輸出50Hz時，電壓達到最大值，就開始運轉在額定的機械特性上了。
2交流變頻器在攪拌裝置中的應用
在所有糧油加工設備中混合攪拌機是使用最廣泛的，并且所有的混合攪拌機幾乎都是恒轉矩負載，混合攪拌機的變頻速度調節范圍特別大，有著抵抗超載的能力?；旌蠑嚢铏C在運轉過程中可以根據材料的不同改變運轉速度，方便創造最適合的攪拌條件。在設計攪拌機過程中，一般都設定一定的余量，可是在實際生產過程中并不一定都是滿負荷生產，設備也就不需要承載滿負荷的壓力；這樣情況在過去就不會進行調節或者采取措施改變速度；傳統的調節方式一般都會加大攪拌機的損耗，促使攪拌機的工作狀態不穩定，與此同時攪拌機在大多數情況下空轉，造成大量能源浪費?？梢酝ㄟ^泵類設備電動機在變頻調速狀態下運轉的速度與頻率可以看出：變頻器所有的調速裝置都節能，變頻器是為數不多的在最多時間段取得最大效益的設備裝置。因為泵類設備負載與液體攪拌機負載情況十分相同，在全新的攪拌機設備上，安裝變頻調節裝置改善傳統的攪拌設備無法達到的效益，這樣可以使機械設備的性能提高，還節省開支節約成本。在現有的攪拌機加工設備中根據攪拌機運行的特殊情況和機器實際的運行荷載情況，對攪拌機加設變頻設備，通常情況下對攪拌設備加設一套變頻調速裝置，同時結合機械設備的原工頻系統，使得糧油加工設備在運行的過程中，根據實際運行需要在工頻和變頻系統之間自由的調換，以便更好地適應設備運行的實際需要。由于攪拌系統在運行的過程中會遇到粉狀的物料，致使攪拌的阻力加大，這時，可以通過變頻調節系統，在工頻和變頻之間進行調試，在保證機械設備運行良好的情況下，達到順利開機啟動攪拌設備進行正常的生產。
3交流變頻器在離心設備中的應用
在糧油產品制造過程中，固液分離或者液液分離是重要環節，保證各種物料的脫水、澄清、分類和過濾。根據離心機轉動慣性大的特點,選用該類變頻器時必須考慮到留有一定裕度,如高選一檔。而且食品工藝一般都要求變頻器的功能曲線能按離心機性能設定,如多級式變速控制方案。臥式螺旋卸料沉降離心機是糧油產品分離機械的重要裝備。由于這種離心機具有單機處理能力大、操作方便、能連續自動操作、勞動強度低、占地面積少以及維護費用低等優點,所以一直以來,螺旋離心機在糧油產品分離中得到廣泛應用。典型的臥螺離心機中有兩個傳動軸:一個軸帶動筒體轉動(主機)、另一軸帶動筒軸轉動(輔機),兩者的轉速需要精確的配合。在正常運行情況下,輔機都是處在發電狀態,主電機則是在電動狀態,輔機發電導致母線電壓泵升,然后通過母線互聯,將泵升電壓消耗在主機上,從而減少了從電網吸納的電能,起到了節能的作用。由于輔機傳動電機需要的無功率磁電流和副電機偶爾作為電動機運行時有功電流都要由主變頻器提供,因此,選取主變頻器的功率時應予以考慮進線整流橋的容量,必須保證通過電流為兩電機電動電流之和。
4結語
