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变频调速的原理及应用教案变频调速（Variable Frequency Drive，缩写为VFD）是一种用于调节电机转速的技术，它通过调整电机供电的频率和电压来控制电机的转动速度。
变频调速技术广泛应用于工业领域，如制造业、水泵、风机、压缩机、输送带等。
1.基本构成：变频调速系统由三个部分组成，即电源、变频器和电动机。
电源将交流电转换为直流电，然后经过变频器将直流电转换为可调的交流电，最后通过电动机将电能转换为机械能。
2.频率调节：变频器可以通过改变输出电压的频率来改变电机的转速。
当输出频率增大时，电机的转速也会相应增加；当输出频率减小时，电机的转速也会相应减小。
3.电压调节：变频器还可以通过改变输出电压的幅值来调节电机的转矩。
当输出电压增加时，电机的转矩也会相应增加；当输出电压减小时，电机的转矩也会相应减小。
1.节能：变频调速可以根据实际工作负荷来调节电机的转速，避免了电机运行时的过度能耗，从而实现节能的目的。
2.系统平稳：传统的启停方式容易产生冲击和振动，而变频调速可以使电机平稳启动和停止，减小震动和冲击，延长机械设备的使用寿命。
3.精度控制：变频调速系统可以精确地控制电机的转速，实现对生产过程的精细控制，提高生产效率和产品质量。
4.降噪：由于变频调速使得电机运行平稳，减少了机械设备的震动和噪音，从而改善了工作环境。
5.起重和运输：变频调速广泛应用于起重机和运输设备中，可以实现对货物的平稳提升和运输，提高生产效率和安全性。
6.水泵和风机控制：变频调速可以根据实际需要调节水泵和风机的运行速度，使其在不同负载下工作，提高工作效率和节能效果。
教案设计如下：一、教学目标1.了解变频调速的基本原理和应用。
2.掌握变频调速系统的组成和工作原理。
3.了解变频调速在工业领域的应用。
二、教学内容1.变频调速的原理和基本构成。
2.变频调速系统的工作原理和调节方法。
3.变频调速在工业领域的应用案例。
三、教学过程1.提出问题：请同学们简单介绍一下变频调速的基本原理和应用。
第2讲熟悉功能识变频２．１频率定义记分明２．１．１基本频率电压从图2－1基本频率的定义２．１．2最高频率名、实同图2－2最高频率定义（键盘给定）２．１．3上限更比最高重图2－3上限频率与下限频率２．１．4发生谐振回避用图2－4回避频率２．１．5载波频率酌情动图2－5载波频率的影响２．2基本操作是调频２．2．１给定方式可以选图2－6 频率给定方式２．2．２对应关系有曲线１．基本频率给定线图2－7 基本频率给定线２．任意频率给定线举例实例给定信号为2～8Ｖ，对应的输出频率为０～５０Ｈｚ。
图2－8例1之频率给定线ｆBI──偏置频率G%──频率增益不同变频器功能举例２．3 升速降速稳又平２．3．１起动电流能减小１．工频起动与变频起动图2－9 工频起动2．软起动与变频起动图2－10软起动与变频起动3．升速时间与电流图2－11 升速时间与电流4．升速方式图2－12 升速方式ａ）线性方式ｂ）S形方式ｃ）半S形方式２．3．２起动过程也可调１．起动前直流制动与起动频率图2－13起动前直流制动与起动频率a）起动前直流制动b）起动频率1c）起动频率2 ２．暂停起动功能图2－14 暂停起动功能a）从0Hz起动b）从f S起动c）齿轮的工作特点２．3．３降速须防电压跳１．降速过程中电动机和变频调速系统的状态图２－15 降速过程中的状态２．降速时间与直流电压图2－16 降速时间与直流电压２．3．4 直流制动爬行消１．直流制动的原理图2－17 直流制动的原理与预置２．直流制动的预置２．3．5停机方法也可挑图2－18停机方式ａ）按预置时间减速停机ｂ）自由制动ｃ）减速停机加直流制动２．4 拖动负载须有劲２．4．１转矩补偿须适中（V∕F控制方式）１．补偿正好图2－19 重载时补偿正好2．补偿过分图2－20轻载时补偿过分3．数据举例假设：ｒ1＝０.２Ω，补偿量：１９.２Ｖ图2－21 转矩补偿与电动机电流4．不同补偿程度的电流－转矩曲线5．U∕f比预置不当的实例实例1某塑料挤出机，改用变频调速后，每次“发泡”时都要堵转，怎么办？图2－22加大“转矩提升”来增大转矩实例2有一台变频器，原来用在带式输送机上，后改用到风机上，起动时，频率上升到10Hｚ就因“过流”而跳闸，是什么原因？图2－23传输带与风机的转矩补偿与机械特性２．4．2矢量控制尽量用1．无反馈矢量控制方式图2－24无反馈矢量控制方式自测定功能（anto-tuning）（1）艾默生ＴＤ３０００系列变频器功能码用于实施自动检测：“０”──不进行自动检测；“１”──进行自动检测，步骤如下：（１）预置电动机的铭牌数据（功能码Ｆ１.００～Ｆ１.０５）；（２）将功能码Ｆ１.１０预置为“１”；检测完毕后，自动转为“0”。
变频调速应用技术(一)第一讲百年期待盼变频(下)Expectation of Inverters for a Century本文来自2005年第12期“讲座”上 ,已经被阅读过3530次作者：宜昌市自动化研究所张燕宾摘要：本文介绍了变频器在改善电动机的机械特性方面所采取的措施，对变频器的主电路进行了比较详细的讲解。
英文摘要：This text introduced to change the mechanical char acteristic of the motor for measure for adopting. Explain t he main electric circuit in detail.关键词：机械特性V/F控制转矩补偿矢量控制能量守恒4 机械特性要领先长期以来，直流电动机调速系统的机械特性一直是人们公认的佼佼者。
所以，三相交流异步电动机变频调速系统的机械特性能否和直流调速系统相媲美，便成为了变频调速系统能否复盖全调速领域的试金石。
4.1 电压顶替转矩小(1) 满足Ｕ/f＝const的机械特性异步电动机在满足kU＝kF(U/f＝const)条件下的机械特性如图1-25所示。
图中，曲线①是在额定频率下的自然机械特性，临界转矩为TKN，允许长时间运行的转矩即为额定转矩TMN;曲线②是频率较低时的机械特性，临界转矩为TKX，比额定频率时的临界转矩TKN小了一些，允许长时间运行的转矩称为有效转矩TMEX，也小于额定转矩TMN。
图1-25 kU＝kF时的机械特性可见，频率越低，电动机的有效转矩越小，带负载能力也越小。
显然，这样的机械特性是难以和直流调速系统相比拟的。
(2) 低频时临界转矩减小的原因从根本上说，这是用U1X/fX＝const近似地代替E1X/fX＝const的结果，如图1-26所示。
图1-26 低频时临界转矩减小的原因图1-26(a)所示是在额定频率下运行时，反电动势EN和外加电压UN之间的关系。
变频调速应用技术第二讲了解功能调变频变频调速应用技术(三) 第二讲了解功能调变频1 操作方式先选定1.1 操作方法须预选所谓操作方法，就是进行起动、停止、升速、减速等基本操作的方法。
一般说来，变频器的操作方法主要有两种。
(1) 键盘操作即通过变频器面板上的键盘来进行操作，也叫作面板操作。
如图1(a)所示，基本操作如下:图1变频器的操作方法正转起动:按fwd键; l 反转起动:按rev键;停止:按stop键; l 升速:按p键;降速:按▼键。
(2) 外接端子操作变频器的接线端子中，有一部分端子是用来接受外部的各种控制信号的。
主要的控制信号有:频率给定信号从外部输入电压信号或电流信号，来控制输出频率的大小，如图1(b)中之vi1端，输入的是电位器rp上的分压信号。
因为电压信号和电流信号都是模拟量，故也称为模拟量给定信号。
常用的模拟量给定信号有:电压给定:给定信号为电压值。
电压信号的范围有以下几种:0～＋5v、0～＋10v、0～±5v、0～±10v。
当给定信号可“＋”可“－”时，可通过给定信号的符号来改变电动机的旋转方向。
电流给定:给定信号为电流值。
大多数电流信号为4～20ma，有的变频器也可以是0～20ma。
基本操作信号如正转(fwd)、反转(rev)、复位(rst)等，只需用开关触点把这些端子和公共端(com)之间联接起来，即可进行相应的操作了。
因为所接受的是外部开关的信号，称为开关量输入。
(3) 变频器的操作方式选择功能如表1所示。
表1 变频器的操作方式选择功能1.2 模拟给定有曲线由模拟量进行频率给定时，变频器的给定频率fx与对应的给定信号x(电压或电流信号)之间的关系曲线fx=f(x)，称为频率给定线。
(1) 基本频率给定线给定信号x从0增大至最大值xmax的过程中，给定频率fx线性地从0增大到最大频率fmax的频率给定线称为基本频率给定线。
基本频率给定线的起点为(x=0，fx=0);终点为(x=xmax，fx＝fmax)，如图2中之曲线①所示。
