变频调速电动机的应用分析

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电气自动化控制中变频调速技术研究

电气自动化控制中变频调速技术研究目录1. 内容简述 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (4)1.3 国内外研究现状 (5)1.4 本文研究内容与结构 (6)2. 变频调速技术基础 (7)2.1 变频器的基本原理 (8)2.2 变频器的分类与技术特点 (9)2.3 变频调速系统的组成 (10)2.4 变频调速技术的发展趋势 (12)3. 电气自动化控制系统的需求分析 (13)3.1 控制系统的作用与要求 (14)3.2 不同行业对变频调速的需求 (15)3.3 控制系统设计原则 (16)4. 变频调速技术在电气自动化控制中的应用 (17)4.1 变频调速在电动机控制中的应用 (18)4.2 变频调速在泵和风机系统中的应用 (19)4.3 变频调速在列车控制中的应用 (20)4.4 变频调速在其他电气自动化领域的应用 (22)5. 变频调速技术的研究进展 (23)5.1 变频器控制算法的研究 (24)5.2 变频器动态性能分析 (26)5.3 变频器的可靠性与故障诊断 (27)5.4 节能技术在变频调速中的应用 (29)6. 变频调速技术的仿真与实验 (30)6.1 仿真模型的建立与验证 (32)6.2 实验平台的建设与调试 (33)6.3 仿真结果分析 (35)6.4 实验结果讨论 (36)7. 变频调速技术在电气自动化控制中的挑战与对策 (37)7.1 设计难点与挑战 (38)7.2 提高控制精度的对策 (39)7.3 实现高效稳定的对策 (40)7.4 解决方案与策略 (41)8. 结论与展望 (43)8.1 研究总结 (44)8.2 未来研究方向 (45)8.3 实际应用前景 (46)1. 内容简述随着电力系统的不断发展，电气自动化控制技术在工业生产中的应用越来越广泛。

变频调速技术作为电气自动化控制领域的重要组成部分，具有高效、节能、可靠等优点，已经成为现代工业生产的关键技术之一。

交流电机变频调速原理与应用

异步电动机的“多功能控制器”。
3．风机、泵类的调速节能
风机、泵类的调速节能是调压调速系统应用得最多的领域之一。
3 异步电动机变频调速基础
变频调速时s变化很小，效率最高，性能也最好。
变频调速是异步电机交流调速系统的主流。
3.1 变频时的电压控制方式及控制特性
xK
1．变频的同时为什么要变压
r1
x1
②交交变频
电动
鼠笼式转子
调压调速
机感应电动机
交流调压
电压源型
常规意义同步电动机
①变频调速，他控式
②变频调速，矢量控制
①交直交变频（整流＋无源逆变） ②交交变频
①电流源型 ②电压源型
同步
无换向器电机
变频调速，自控式
电
动机无刷直流电动机变频调速，自控式
开关磁阻电动机变频调速，自控式
I1
定子每相电动势的有效值: E 14.44f1N 1kN 1 mU 1 U1
E1
x2
Im
xm
若f1↓，U1不变，则磁通Φm ↑ ，Im ↑ ↑ 。
rm
r2
I2 Er
若f1↑，U1不变，则磁通Φm↓，I不变时T ↓ 。
B m ,E1
结论：频率变化时，若不同时改变电压，则会使电机的磁通 mN 大幅变化，这将使电机运行不正常甚至损坏电机，所以变频的
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Hale Waihona Puke 2.3 交流调压调速系统的制动
交调系统制动时，通常采用在定子绕组中通入直流电流（能耗制动）的方法。

煤矿主皮带运输系统中变频调速的应用_1

煤矿主皮带运输系统中变频调速的应用发布时间：2023-04-26T03:21:44.347Z 来源：《科技潮》2023年5期作者：祝海龙[导读] 变频调控技术在煤矿主皮带运输系统的应用中需要与主皮带运输系统本身的机械工作步骤相结合。

第一步骤就是主皮带运输系统的初级阶段，即运输机起步阶段，运输机的开启时间对运输机系统的静态电阻驱动滚筒的实施效果产生二级影响，在机器启动过程中，静阻力会随着时间的推移逐渐降低并进一步转化为动阻力，运输机的传送带会随之发生振动现象，增加了机器横截面的张力，影响整体传送速度。

陕西陕煤黄陵矿业有限责任公司一号煤矿陕西西安 727300摘要：变频调速技术，具体来说便是优化交流电电动机，使得调速的目标得以实现。

变频调速有一定的环保性，不会消耗大量的能源资源，且调速较为简单，故障发生率低。

所以，该项技术在煤矿主皮带运输系统中有着广泛的应用。

本文先介绍了变频调速系统的构成及其工作原理，然后分析了运用变频调速技术的必要性以及变频调速技术应用优势，最后对变频调速技术在煤矿主皮带运输系统中的实际应用进行了探讨。

关键词：煤矿；主皮带运输系统；变频调速；应用1变频调速系统的构成及其工作原理变频调速系统的构成及工作原理如图1所示。

变频器的主体、辅助件、电抗器三个部分构成了变频调速系统，变频调速系统运用各个部分协助控制电机速度。

除此之外，变频调速系统还有自动调控功能特点，实现多个电机的驱动功率平衡，提高了变频调速系统稳定性。

变频调速系统的比例－积分－微分控制器能够保障电机工作，并且控硅整流的方式应用在变频器的主体，增进了变频调速系统节能性，另外，通过循环软启方式应用在变频调速系统中，大大降低电机功率和负载，实现电机平稳调节运行。

图1 变频调速系统构成和工作原理2运用变频调速技术的必要性利用电机进行拖动是传统皮带运输系统主要运行方式，如水泵等装备，运用电机进行拖动维护成本高，缩短主皮带运输系统使用寿命。

高压变频器在同步电动机上的应用分析

高压变频器在同步电动机上的应用分析引言高压变频器是一种将直流电源转化为交流电源的装置。

在现代工业生产中，高压变频器越来越受到人们的重视。

它可以让电动机工作在最佳转速，在保障生产安全的同时，也大大提高了电能利用率。

在本文中，我们将探讨高压变频器在同步电动机上的应用，以及它的优缺点。

同步电动机同步电动机是一种特殊的交流电机，与异步电动机相比，它具有较高的效率和较低的损耗，因此在某些应用场合中更具优势。

它的转速是由供电电源的频率和极对数决定的，即转速固定。

但在实际应用中，由于负载的变化、机械阻力等因素的影响，同步电动机一般无法精准地保持额定转速。

因此，为了满足生产需要，需要对同步电动机进行调速。

高压变频器高压变频器是专门为高压电机提供的一种变频器。

其主要功能是将直流电源转换为高频交流电源，从而实现对高压电机的调速。

高压变频器的基本工作原理是通过对电源的直流电进行逆变，通过高频变压器输出高频交流电。

高压变频器可以实现无级调速，从而使同步电动机在不同负载下达到最佳转速，提高效率和稳定性。

高压变频器在同步电动机上的应用分析优点1.无级调速：高压变频器可以实现无级调速，与传统的机械式调速方式相比，具有更高的精度和更大的范围，可以满足不同生产需求。

2.提高效率：同步电动机的效率与转速有关，高压变频器可以根据负载的变化来控制电机的转速，从而最大程度地提高效率，减少能源浪费。

3.减少机械损耗：高压变频器可以使电动机始终工作在最佳转速下，减少机械损耗，延长电机的使用寿命。

缺点1.造价昂贵：相比于传统的机械式调速设备，高压变频器的造价高，对于一些中小型企业可能不太现实。

2.系统稳定性较差：高压变频器需要与同步电动机配合使用，如果不合理设计安装，可能会导致系统不稳定、易损坏等问题。

3.偶尔会产生噪音和电磁干扰：高压变频器工作时产生的高频信号可能会对其他电子设备产生干扰，同时也有可能产生噪音。

结论综上所述，高压变频器在同步电机上的应用具有一定的优点和缺点。

变频器的原理和作用是什么

变频器的原理和作用是什么变频器又称为交流调速器，是一种用于控制交流电动机转速的设备。

它通过改变电动机的电压、频率和相数来实现对电机转速的精确控制，从而满足不同工况下对电机转速的需求。

变频器被广泛应用在工业生产领域，如机械制造、能源等领域，为生产过程提供了灵活而可靠的动力控制方案。

变频器的原理是基于电力电子器件，通过改变输入的电压和频率来控制电动机的转速。

一般来说，传统的交流电动机工作在额定的电压和频率下，其转速是由电源提供的电压和频率决定的。

而变频器则通过将输入的交流电转换为直流电，然后再通过逆变器将直流电转换为可调的交流电，从而实现对电机转速的调节。

变频器的作用主要有以下几点：1. 实现电机调速：变频器可以根据用户需求来改变电机的转速，使其可以在不同工况下实现精确的调速。

在工业生产中，不同的生产工艺和设备要求可能需要不同的转速，变频器可以满足这种需求，提高了生产线的灵活性和适应性。

2. 节能降耗：通过使用变频器来调节电机的转速，可以有效地降低电机运行时的能耗。

传统的恒速运行模式下，电机的能耗是固定的，而使用变频器可以根据实际工况来调节电机的转速，实现节能降耗的效果。

3. 减小启动冲击：传统的电机启动时会产生较大的启动冲击，对电网和设备都会造成一定的影响。

而使用变频器可以实现平稳启动，减小启动时的冲击，降低了设备的维护成本，延长了设备的使用寿命。

4. 提高设备精度：在一些需要精确控制的工艺中，如数控机床、风机、泵等设备，需要对电机的转速进行精确的控制。

变频器在这些设备中的应用可以提高设备的控制精度，确保生产过程的稳定性和可靠性。

5. 减少设备噪音：在一些对噪音要求较高的场合，使用变频器可以有效地减少设备运行时的噪音。

通过调节电机的转速和运行模式，可以降低电机和传动系统的工作噪音，提升工作环境的舒适度。

总的来说，变频器是一种能够实现对电机转速精确控制的设备，其原理是通过改变输入电压和频率来实现对电机转速的控制。

交流电动机变频调速技术的优势与经济性浅析

６）行噪音低。运行频率下降至４ｚ运０Ｈ左右时，电机的运行噪音明显下降，低于８Ｂ，而低速运行时基本上听不到噪音，达０ｄ到６Ｂ５以下，大大降低了现场的噪音污染。ｄ７）动部件发热小。由于电机降低速度运行以及工作在高效转率区，电机的温升和轴承温升下降明显。电机的前后轴承的温度都有相应的下降，延长了风机系统的使用寿命。８）机械损耗小。由于低负荷下转速降低，减少了机械部分的磨损和振动。风机大修周期延长，可大大节约检修费用。采用液力偶合器每年的维护费用约在５万元左右，而采用变频器后，这项费用可下降为数千元左右。
５变频调速技术在发电站中的经济优势
变频调速技术在发电站中主要用于各种风机和水泵，下面以（转第９页）下３
变换方法，将输人的＿频交流电变换成为频率和幅值都可调节的厂交流电输出到交流电动机，实现交流电动机的变速运行。２变频调速方式
将交流电由固定的５ＨＳ频变换为可变频率主要有两种方式：０ｚＥ１直接变换方式。它是通过可控整流和可控逆变相结合，将）输入的＿频电流直接强制转化为所需频率的交流输，因而又称＿Ｉ＝为 “ 一变频 ”方式。交交２）另一种称为间接变换方式，又称为 “ 一交变频 ”方交直一式。它是先将：频交流电输入通过全控（ｒ：或半控／控）整流变换不

浅谈交流电动机变频调速技术及应用

由此表明，在基频以下调速，即当频率ｆｉＮ从额定值向下调节时，保持磁通ｍ不变，必须按比例降低Ｅｇ，据此可采用电动势频率比恒定的控制方式，即Ｅｇ／ｆ＝为定子相电压。＝（忽略定子绕组的漏磁阻抗压降），于是有：Ｕ／＝常数。
Ｇ。ｎｇＹｉｙｕＪｊｓｈｕ三堇堡ｌ
浅谈交流电动机变频调速技术及应用
鲁元祥（桂龙药业（安徽）有限公司，安徽马鞍山２４３１００）
摘要：当前交流变频调速技术得到了迅速的发展，并有取代直流电动机调速的趋势，现重点介绍了交流异步电动机变频调速系统原理及应用技术。
２交流电机的分类
在基频以上即从额定值ＡＮ往上增高时，定子电压的增设
根据采用的电流制式不同，电动机分为直流电动机和交流电不能超过其额定值，，Ⅳ不变时，将成反比下降，从而导致电动
动机２大类，其中交流电动的拥有量最多，提供给工业生产的电量机最大电磁转矩随转速升高而减小，这相当于直流电动机弱磁升
转速、电压的允许值高于直流电动机，所以交流变频调速技术得到致过大的励磁电流，严重时会使绕组过热而破坏。异步电动机定子
了迅速的发展，并有取代直流电动机调速的趋势。
每相绕组感应电动势：
１变频调速

变频调速实验报告

变频调速实验报告1. 引言变频调速技术是一种通过改变电机供电频率，从而改变电机的运行速度的技术。

它广泛应用于工业生产中，能够实现电机的平稳启停和调速运行，提高生产效率和产品质量。

本实验旨在通过实际操作和数据采集，探究变频调速技术的工作原理和调试方法。

2. 实验目的•了解变频调速技术的原理和应用；•学习变频器的基本操作和参数设置；•掌握变频调速系统的搭建方法；•进行变频调速实验并分析实验结果。

3. 实验设备本次实验所使用的设备和器材如下：•变频器•三相感应电动机•电流表•电压表•频率表4. 实验步骤4.1 实验准备•将变频器接通电源，确保电源电压和频率符合要求；•将感应电动机与变频器连接，注意接线正确；•将电流表、电压表和频率表分别与感应电动机连接。

4.2 变频器参数设置•启动变频器，进入参数设置界面；•根据实际需要，设置变频器的工作模式、转速范围和加减速时间等参数。

4.3 变频调速实验•将变频器的输出频率设定为一定值，如50Hz；•启动感应电动机，记录电流表、电压表和频率表的读数；•逐步增加输出频率，观察感应电动机的运行情况，并记录相关参数。

5. 实验结果分析5.1 不同频率下电动机的运行特性通过实验数据的记录和观察，我们可以得到不同频率下电动机的运行特性。

随着输出频率的增加，电动机的转速逐渐增加，同时电流和功率也会增加。

5.2 功率因数的变化情况在不同频率下，我们还可以观察到功率因数的变化情况。

随着频率的增加，电动机的功率因数逐渐提高，表明系统的功率利用效率提高。

5.3 加减速性能分析根据实验中记录的加减速时间，可以评估变频调速系统的加减速性能。

加减速过程越短，系统的响应速度越快，对生产过程的影响越小。

6. 实验结论通过本次实验，我们深入了解了变频调速技术的工作原理和调试方法。

通过实际操作和数据分析，我们验证了变频器能够实现电动机的平稳调速，并且提高了电动机的功率因数和响应速度。

变频调速技术在工业生产中具有重要的应用价值，能够提高生产效率和产品质量，降低能源消耗和设备损耗。

变频调速电动机与普通电动机的区别

变频调速电动机与普通电动机的区别
变频调速电动机与一般电动机相比的不同之处在于如下几个方面。

(1)对于可用于较低频率（例如30Hz以下）的，其通风冷却采纳由单独供电的恒速风扇，一般是将其安装在一个加长的风罩内。

目的是解决一般电动机自带外风扇因频率低时转速也低造成风力减小影响散热的问题。

(2)用于较高转速的电动机，其轴承、润滑脂，以及其他与转速有关的器件，要适应高转速的要求。

(3)电磁设计方案与一般电动机不同，其中包括绕组形式、定转子槽协作、定转子槽形、转子槽斜度、定转子之间的气隙等方面。

转变这些内容主要是为减小变频电源造成的较多谐波影响。

(4)对在平安牢靠性要求较高的场合使用的变频调速电动机，其所用电磁线应使用变频专用电磁线。

这种电磁线的防突发性高电压脉冲力量比一般电磁线高许多。

变频器输出的电压往往会有突发性、高频率的高电压脉冲，其幅值最高可达额定电压的十几倍甚至几十倍，这种高电压脉冲对电磁线的绝缘破坏性很大，一般电磁线很简单被击穿。

而变频专用电磁线（简称为“变频电磁线”）的外层绝缘中添加了一种可抵挡较高电压冲击的材料，同时采纳一些不同于一般电磁线的工艺，从而使其耐脉冲电压的力量有所提高。

(5)对容量较大（机座号大于280）的变频电动机，有的会采纳绝缘轴承等防止轴电流危害的措施。

三种变频调速电机在家用电器中的应用

年中国家用电器技术大会论文集三种变频调速电机在家用电器中的应用费仁言艾默生中国电机有限公司摘要在当前节能节电的大方向中家用电器的节电引起了众多关注。

变频调速电机是一个重要的技术方向。

本文阐述了变频节藉的原理、变频电机的种类以及优缺点并指出由于几种变频调速电机各有不同的优缺点因此各有其适用的应用场合不能作简单的优劣比较也很难讲哪一种更先进。

并就感应电机、永磁无刷电机及开关磁阻电机的特点指出了其适用的应用场合。

—前言在当前节能节电的大方向中家用电器的节电备受关注。

于是人们便经常看到“变频空调”、“变频冰箱”、“变频洗衣机”等等出现在报刊杂志上。

然而为什么变频可以节能变频电机有哪些种类它们各有什么优缺点什么样的变频技术最为先进弄清这些问题对发展变频技术在家用电器中的应用是有意义的。

本文将从概念上对上述问题进行阐述着重于应用的需要并不深入进行理论探讨也不讨论非变频的调速电机。

变频电机的节能原理变频电机的节能原理首先要从风扇类及泵类负荷的性质说起。

当叶轮拨动空气或流体时电机的机械输出力矩与转速的平方成正比或者说电机的输出功率与转速的立方成正比因此当电机的转速下降到原来的一半时其输出功率下降到原来的。

在这种情况下即使电机在低速时的效率略低于高速其输入功率仍然大大下降了。

在空调中无论是压缩泵还是用于吹冷热风的风扇都具有这样的负荷性质。

当需要空调轻载运行时通过降频降速就可作者简介费仁言岁男艾默生电机公司中国区技术总监清华大学电机系工学学士、硕士、博士主要研发单三相异步电动机开关磁阻电机刷直流电机等在家用电器中的应用。

第一部分综合类大大降低输入功率从而达到节电节能的目的。

冰箱的情况为之相类似。

洗衣机的负荷性质则不同降速引起的节能相对上述负荷要少一些但还是有明显下降。

变频电机的种类目前常用的变频电机有三种。

变频感应电机通常采用三相感应电机。

市场上用于变频电机的功率模块及集成的控制片一般都设计成三相形式控制方法上以采用电压比频率为恒值的居多。

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是这种存储过程不是由应用程序的调用来执行,而是通过对数据库表进行插入、更新、删除操作自动地“触发”执行。

它的主要优点是不管什么原因造成数据库变化时都自动响应。

31312　ODBC 技术运用　在开发过程中,采用了ODBC 技术实现了Fox 数据库31dbf 的数据到DB 2数据库的转换。

4　结　语莱钢物资采购比质比价管理系统实现了主要业务处理的计算机化,实现了以下主要目标:(1)建立了高度透明的采购过程监控体系,将企业外的采购活动置于企业内部管理中。

(2)建立了企业采购中的分级分权管理,明确各级管理者、各有关部门及人员的权限。

(3)把生产计划作为采购的来源和依据,把物资采购与生产计划紧密相联。

(4)建立起价格、质量、供应商、合同、采购员、资金的计算机控制机制,为企业在采购中降本增效提供一个科学管理手段、分析方法和监督保障体系。

(5)建立了价格信息、供应商信息体系,各种国内外市场物资、价格信息能实时传送,使企业每天都能够掌握最新的物资价格和市场动态。

在莱钢原料部的使用证明,该系统现有功能所能替代的日常工作已全部脱离手工工作状态,从运行效果来看,已达到了设计的要求,使工作效率大大提高,计划准确率由9018%提高到9718%。

同时,系统中招标、合同管理模块运行以来,实现了招标信息、合同查询信息调研,进一步规范了采购管理,降低了采购成本。

收稿日期:2002211227作者简介:傅欣欣(19562),女,山东济南人。

济钢装备部维修科电气工程师,主要从事电气项目管理工作。

变频调速电动机的应用分析傅欣欣,刘晓祥,唐贤军(济南钢铁集团总公司装备部,山东济南250101)摘　要:分析了变频调速异步电动机的转矩转速特性,指出变频电压调速对电机效率、电机工作温度、电动机绝缘结构承受冲击电压的能力、谐波电磁噪声与震动、电动机对频繁起制动的适应能力、低速时的冷却等影响较大,提出应减小定子电阻、提高转子电阻、合理设计漏电感应主磁路以改善电动机对非正弦电源波形的适应能力;改善电动机结构以减小非正弦波对电动机的绝缘结构、震动、噪音、冷却方式的影响。

关键词:变频调速;三相异步电动机;电磁参数中图分类号:TM 343 文献标识码:B 文章编号:100424620(2003)0320051203Appl i ca ti on Ana lysis of Frequency -var i a ble and Speed -regula ti ve M otorFU X in 2xin ,L I U X iao 2xiang ,TAN G X ian 2jun(The Equi pm ent D epartm ent of J inan Iron and Steel Group ,J inan 250101,China )Abstract :A nalyses the characteristics of torque and rotating s peed of frequency 2variable and s peed 2regulative asynchronous mo 2tors ,points out the influences of variable frequency s peed control on the efficiency ,the service te mperature ,the ability to endure shock voltage of insulating structure ,electrom agnetic har monic and vibrati on of motors ,as w ell as the adap tability to frequent start and stop ,and cooling at l ow revoluti on of the motors 1A s a result ,it puts for w ard reducing the resistance of rotator and in 2creasing the resistance of stator ,reas onably designing the structure of m ain inductive m agnetic circuit of the motors s o as to in 2crease the suitability of motors to nonsinus oidal voltage ,i m p roving the structure of motors to decrease the influence of nonsinu 2s oidal voltage on their insulating structure ,vibrati on ,noise and mode of cooling 1Key words :variable frequency and s peed regulati on ;32phase asynchronous motor ;electrom agnetic para m eter 采用变频器对三相异步电动机实行变频变压调速,在额定频率以下可得恒转矩特性;在额定频率以第25卷　第3期2003年6月山　东　冶　金Shandong M etallurgyV ol 125,NO 13June 2003上可得恒功率特性。

但是,无论何种形式的变频器,其输出电压和电流中,均含有高次谐波,与通常电网供电的正弦波有着较大的差别。

而且,由于调速过程中供电频率需在一个较大的范围内变化,因而电动机的运行特性会有相应的改变。

1　变频调速异步电动机转矩转速特性根据电机原理和三相异步电动机的T型等值电路,异步电动机的转矩M与转差率S的关系为:　M=m1P1E m r2′ S f12Πf1(r2′ S f1′)+L′22 4Π2(1)式中　m1——相数; P1——极对数; E m——感应电势,E m=4144f1K dp1W1 ; f1——电源频率; r2′、L2′——T型等值电路中算到定子边的转子电阻和电感; f1′——T型等值电路中的频率; K dp1——定子绕组的绕组系数; W1——定子绕组的每极匝数; ——磁通量[1]。

最大转矩M m与产生最大转矩时的转差率(即临时转差)S m分别为: M m=m1P14Π2(2L′2)E mf12　[1](2) S m=r ′22Πf1L′1　[1](3)由此可见,变频调速异步电动机的转矩特性,应是E m f1与转子电流频率S f1的函数,只要保持E m f1不变,即保持气隙磁通不变,转矩就成为转差频率(即转子电流频率)S m的函数。

而最大转矩则直接与E m f1相关。

如能保持E m f1为常数,那么最大转矩就可保持恒定。

而且,由于临界转差率S m是电源频率的函数,因此,当电源频率改变时,S m也随之改变。

这样,就为异步电动机的起动创造了良好的条件。

如果能保持E m f1不变,并选择适当的起动频率,使S m接近于1,电机就有可能在较低的起动频率和相应电压下以最大转速起动,不会像恒频恒压供电时那样由于全压起动,而给电网带来数倍于电机额定电流的启动电流的冲击。

在变频器中,若用U1 f1代替E m f1进行恒转矩控制,当电压U1随f1成比例地减小时,由于定子阻抗压降的存在,将使E m f1磁通减小,转矩降低。

为了补偿这一变化,一般变频器都采用了在低速范围内适当提高U1 f1的控制方式。

但是,必须注意,U1 f1值太大会造成轻载时的过激励,使电路饱和,励磁电流增加。

以上用恒定磁通实现恒转矩调速的分析,仅限于额定功率以下的情况。

当速度调节达到额定转速时,电压已经达到额定值,不能再随着频率的升高而增加。

因此,在变频调速系统中,当频率从额定值往上调时,电压需保持稳定。

故磁通及转矩将随着频率的升高而减小,即对电机进行“弱磁控制”,传动系统将处于恒功率状态下运行。

2　变频调速对电机的影响目前,普通异步电动机都是按恒压设计的,它不完全适应变频调速的要求,具体反映在以下方面。

211　电动机的效率和升温问题不论何种型式的变频器,在工作中均会产生不同程度的谐波电压和谐波电流,使异步电动机在非正弦电流下运动。

以目前比较普遍使用的正弦波P WM变频器为例,其低次谐波基本上为零,剩下的是比载波频率(晶体管开关频率)高1倍左右的高次谐波分量2Λ+1(Λ为调制比)。

高次谐波会引起定子铜耗、转子铝耗、铁耗及附加损耗的增加,其中最为显著的是转子损耗。

因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的,因而高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后便产生很大的转子损耗。

除此以外,还必须考虑到因集肤效应所产生的附加铜耗。

若是异步电动机为改善起动性能而采用了深槽、刀形槽或瓶形槽等转子槽形时,转子铝耗的增加将更大。

这些损耗都会使电机额外发热,效率降低,输出下降,如将普通异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下,其升温一般约增加10%～12%。

212　电动机绝缘结构承受冲击电压的能力目前中小容量变频器绝大多数采用P WM控制方式。

其载波频率约为几kH z到十几kH z,这就使电动机线圈需要承受很高的电压上升率,即dU d t 值很高,相当于电动机线圈上反复施加电压陡度极大的冲击电压,使电机匝间绝缘承受考验。

另外,由P WM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上,会对电机的对地绝缘形成威胁,在高电压的反复冲击下加速老化。

213　谐波电磁噪声与震动当采用变频器供电时,普通异步电动机上由电磁机械和通风等原因所引起的震动和噪音将变得更2003年6月山　东　冶　金第25卷加复杂。

变频器电源中含有的各次谐波与电机电磁部分的固有谐波相互干扰,形成各种电磁激震力,当电磁力波的频率和结构件的固有震动频率一致或接近时,将产生共振现象,加大噪声。

由于电机工作的频率范围宽,转速变化的范围大,各种电磁力波的频率很难避开电机各种结构件的固有频率。

普通异步电动机用变频器供电时的噪声,比用电网供电时一般约增加1015dB左右。

214　电动机对频繁起制动的适应能力采用变频器供电后,电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式起动,并可以利用变频器所提供的各种制动方式进行快速制动,为实现频繁起制动创造了良好的条件。

例如:应用在钢厂辊道上及转炉倾动上的变频电动机,起制动或正反转的次数可达到数百上千次,因而,电动机的结构系统和电磁系统处于循环交变的作用下,给电动机的机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

215　低速时的冷却问题在电源频率较大时,因普通异步电动机的阻抗不尽理想,使电源中高次谐波所引起的损耗较大;其次,自带风扇的普通异步电动机在转速降低时,冷却风量将与转速的3次方成比例减少,这必将使电动机的低速温升急剧增加,而难以实现恒转矩输出。