当前位置：文档之家 › 变频器在电气传动自动控制中的应用

变频器在电气传动自动控制中的应用

  • 格式：doc
  • 大小：17.00 KB
  • 文档页数：3

下载文档原格式

  / 3

合集下载

变频器32个典型应用行业

变频器32个典型应用行业

变频器32个典型应用行业20世纪90年代开始，交流变频调速装置在我国的应用有了突飞猛进的发展。

由于变频调速在频率范围、动态相应、调速精度、低频转矩、转差补偿、通讯功能、智能控制、功率因数、工作效率、使用方便等方面是以往的交流调速方式无法比拟的，它以体积小、重量轻、通用性强、拖动领域宽、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点，深受钢铁、冶金、矿山、石油、石化、化工、医药、纺织、机械、电力、轻工、建材、造纸、印刷、卷烟、自来水等行业的欢迎，社会效益非常显著。

在变频领域，我公司起步较早，销量较大，应用负载较多。

可以说，伴随着我国变频技术成长。

下面，变频器应用的一些场合应用及效益1、空调写字楼、商场和一些超市、厂房都有中央空调，在夏季的用电高峰，空调的用电量很大。

在炎热天气，北京、上海、深圳空调的用电量均占峰电40%以上。

因而用变频装置，拖动空调系统的冷冻泵、冷水泵、风机是一项非常好的节电技术。

目前，全国出现不少专做空调节电的公司，其中主要技术是变频器节电。

2、破碎机类冶金矿山、建材应用不少破碎机、球磨机，该类负载采用变频后效果显著。

3、大型窑炉煅烧炉类冶金、建材、烧碱等大型工业转窑（转炉）以前大部分采用直流、整流子电机、滑差电机、串级调速或中频机组调速。

由于这些调速方式或有滑环或效率低，近年来，不少单位采用变频控制，效果极好。

4、压缩机类压缩机也属于应用广泛类负载。

低压的压缩机在各工业部门都普遍应用，高压大容量压缩机在钢铁（如制氧机）、矿山、化肥、乙烯都有较多应用。

采用变频调速，均带来启动电流小、节电、优化设备使用寿命等优点。

5、轧机类在冶金行业，过去大型轧机多用交-交变频器，近年来采用交-直-交变频器，轧机交流化已是一种趋势，尤其在轻负载轧机，如宁夏民族铝制品厂的多机架铝轧机组采用通用变频器，满足低频带载启动，机架间同步运行，恒张力控制，操作简单可靠。

6、卷扬机类卷扬机类负载采用变频调速，稳定、可靠。

富士FRENIC 5000P11S变频器在消防泵电气传动控制改造中的应用

富士FRENIC 5000P11S变频器在消防泵电气传动控制改造中的应用
曹 毅 （南通 安 装 集 团股 份 有 限公 司 江 苏 南通 ２２６００８）
摘 要 ：介绍了富－￣ＦＲＥＮＩＣ ５０００ＧｌｌＳ／ＰｌｌＳ变频电气传 动产品在消防水泵电气改造中应用。改造后的系统工作可靠，达到了控制水压、 节能、延 长设 备 寿 命 的 目的。
关键 词 ： 变频器 恒压 技术改造 节能 中图分类号 ：ＴＵ３１８．４ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１００２－３６０７（２０１ １）０３－００３４—０４
管道 的压力 ，根除管道压力变化及 电机 电压波动范围， 我们选用 了富士 电机株式会社的ＦＲＥＮＩＣ ５０００Ｐ１ １Ｓ变频 传 动 装 置 。
１．改 造 方案 的确 定
此 次 改造 主 要 是 利用 闭环 调 速 系统 ，通 过 实 测 的管 道 压力 与 设 定 的管 道压 力 的 比较 ，在 ＰＬＣ内产生 ４－２０ｍＡ的 控制信 号，该信号控制变频装置输出频率变化，最终改 变 电机 的转速 ，从而调节和控制管道 的出水量，达到保 持管道压力恒定的 目的。
引言
我 公司近 期承 接 了一 消 防改 造 工程 。本 工 程 的 消 防 用 电动泵，原先采用 直接启动方式运行，实 际运行 中发 现 一 些 问题 ：如 启 动 时 间 长 ，对 电 网 、机 械 的冲 击 都 比 较大，尤其是消防水存 在着供 大于求的矛盾 。尽管原设 计管道 出口有一逆止阀可 以调节水量 ，但往往 由于 出口 水 量 太 小而 造 成 管 道压 力 较 高 ， 导致 老 的 管道 损 坏 。浪 费了电能和水资源 。此次改造采用变频调速 系统 ，通过 改变电机 的转速来减少水泵的出 口流量 ，从根本上降低
（一 ）变频 器选 型原 则 （１）在选 型前 ，根据机械 对转速 和转矩 的要求 ， 确 定机 械 要求 的最 大 输 入 功 率 。 Ｐ＝Ｔ ｎ／９９５０式 中 ：Ｐ为机 械 要 求 的输 入 功 率 ，ｋＷ：ｎ 为机械转速 ，ｒ／ｍｉｎ；Ｔ为机械 的最大转矩 ，Ｎ．ｍ。 然 后 选 择 电机 的 极 数 和 额 定 功 率 。 电机 的 极 数 决 定 了 同步 转 速 ，要 求 电机 的 同步 转 速 尽 可 能 地 覆 盖 整 个 调 速 范 围 ，使 连 续 负 载 容 量 高 一 些 。 为 了 充 分利 用 设 备潜 能 ，避 免 浪 费 ，可 允 许 电机 短 时超 出 同 步速 度 ，但 必须 小于 电机允许的最大速度 。转矩取 设备在起动 、连续运 行 、过载或最高速等状态下的最大转矩 。最后 ，根据变 频 器 输 出 功 率和 额 定 电流 稍 大 于 电机 的功 率 和 额 定 电流 确 定 变 频 器 的 参 数 与 型 号 。 应 注 意 的是 ：变 频 器 的 额 定 容 量 及 参 数 是 针 对 一 定 的海 拔 高度 和 环 境 温 度 而 标 出 的 ， 一 般 指 海 拔 １０００ｍ 以下 ， 温 度 在 ４０℃ 或 ２５℃ 以 下 。 若 使 用 环 境 超 出 该 规 定 ，在 根 据 变 频 器 参 数 确 定 型 号 前 要 考 虑 由 此 造 成 的 降 容 因 素 。 （２）变 频 器 容 量 的选 择 根 据控 制 功 能 可将 通 用 变频 器 分 为普 通 功 能 型ｕ／ｆ控 制变 频 器 、具 有 转 矩 控 制 功 能 的 高 性 能 型ｕ／ｆ控 制 变 频 器 和 矢 量 控 制 高 性 能 型 变 频 器 ３种 类 型 。 变 频 器 类 型 的 选 择 要 根 据 负 载 的要 求 进 行 。对 于 风 机 、 泵 类 等 平 方 转 矩 （ＴＬｏｃｎ２） ，低 速 下 负 载 转矩 较 小 ， 通 常 可 选择 普 通 功 能 型 的变 频 器 ，如 ：西 门子 公 司 的ＭＩＣＲＯＭＡＳＴＥＲ一４３０系 列 、东芝公司 的ＶＦ—Ｐ系列变频器。对于恒转矩类 负载 或 有较高静态转速要求的机械采用具有转矩控制 功能的高 性 能 变 频 器 则 是 比较 理想 的 ， 因 为 这种 变 频 器 低 速 转 矩 大 ，静态机械特性硬度 大，不怕负载冲击 ，具有挖土机 特性，如：日本富士公司 的ＦＲＥＮＩＣ５０００Ｇ１ｌ／Ｐ１１、三肯公 司的 ＳＡＭＣＯ—Ｌ系 列 变频 器 。为 了 实现 大 调速 比 的恒 转矩 调 速 ，常采用 加大变频器容量 的办法 。对于要求精度 高、 动 态 性 能好 、 响应 快 的生 产 机 械 ，应 采 用 矢 量 控 制 高 功 能 型 通 用变 频 器 ， 如 ： 安 川 公 司 的ＶＳ一６１６６５系 列 、西 门 子 公 司 的ＭＩＣＲＯＭＡＳＴＥＲ一４４０系 列变 频器 。 大 多数 变 频 器 容 量 可 从 额 定 电流 、可 用 电机 功 率 和 额 定 容 量 三 个 角 度 表 述 。选 择 变 频 器 时 ，只 有 变 频 器 的 额 定 电 流 是 一 个 反 映 半 导 体 变 频 装 置 负 载 能 力 的 关 键 量 。 负载 电流 不 超 过 变 频 器 额 定 电流 是 选 择 变 频器 的 基 本 原则 ，必 须 保持 在 无 故 障状 态 下 负载 总 电流 均不 超 过 变 频器 的额 定 电流 。 变 频 器 供 给 电机 的 是 脉 动 电流 ， 电机 在 额 定运 行状 态下 ，用变频器供 电与用工频 电网供 电相 比电流要 大，

变频器的原理及应用

变频器的原理及应用

变频器的原理及应用沈阳飞机工业（集团）有限公司动力处范晓黎一、变频器自动控制的原理近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。

1 变频器的工作原理交流电动机的同步转速表达式为：n＝60 f(1－s)/pN—异步电动机的转速；f—异步电动机的频率；S—电动机转差率；P—电动机极对数。

由式公式可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。

变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

2变频器自动控制的组成所谓变频调速器——它将三相工频（50Hz）交流电源（或任意电源）变换成三相电压可调、频率可调的交流电源，有时又将变频调速器称为变压变频装置VVVF。

主要用于交流电动机（异步机或同步机）转速的调节。

一个交流电动机变频调速系统由变频调速器驱动器、交流电动机和控制器三大部分组成。

其中关键核心设备是变频调速器，由它来实现电动机电压和频率的平滑变化。

变频调速在调频范围、静态精度、动态品质、系统效率、完善的保护功能、容易实现自动控制和过程控制等诸方面是以往的调压调速、变极调速、串级调速、滑差调速和液力耦合器调速等无法比拟的。

它是公认的交流电动机最理想最有前途的调速方案，代表今后电气传动的发展方向。

结论：变频器调速相对于其他调速方式有明显的优点，可以对电机更加全面的保护，由于使用变频器调试的系统机械结构简单，所以机械损耗和故障也很少，可以说只要根据负载的情况选择合适的变频器就可以构造一个稳定、经济、合理的电机调速系统。

变频器在电气自动化控制中的应用

变频器在电气自动化控制中的应用

变频器在电气自动化控制中的应用摘要：科技进步极大地提高了工业生产的自动化水平，带动了电气自动化的快速发展，变频器在电气自动化中得到广泛应用。

它是变频调速系统的重要组成部分，同时也是输电技术发展的主流。

因此，变频器在自动控制中的可靠性和安全性越来越受到人们的重视，本文论述了变频器在工业电气控制自动化中的应用，了解了变频器的工作原理，通过变频器在实际工业电气自动化控制中的具体应用，以及今后的发展形式，希望工业界能够有效提高变频器的应用水平。

关键词：变频器；电气自动化；自动控制；应用在工业生产中，可通过安装调速器实现变频器在电气自动化控制中的应用，提高工业设备的自动化水平，通过调频实时改变电流，实现设备控制自动化，使工业生产中的所有电气系统部件，包括电机、电路和供电系统，采用变频器进行电气自动化控制可以有效提高控制系统的工作效率。

因此，深入研究变频器的有效应用对工业电气自动化技术的发展具有重要意义。

1变频器的工作原理变频器可将50Hz或60Hz的工频电源转换为交流电源，频率多，为了满足电机运行中调速的需要，通过控制电路实现对主电路的有效控制，对于异步电机，主电路是变频调压器的关键，特别是变频器中的主电路分为电压和电流，其中电压主要转换为交流形式的直流电源，电容器是直流电路中的滤波器；电气类型主要是将直流电源转换为交流形式的变流器，直流电路中的滤波器用作电感。

变频器的组成可分为三个主要部分：一是整流器，主要负责将工频电源切换为直流电源。

该变换器已广泛应用于二极管中，它将工频电源转换为直流电源，还可以与晶体管变换器结合形成可逆变换器，因为它具有可逆功能，可以进行再生；第二种是平面波电路，它可以吸收逆变器运行过程中产生的脉动电压和直流电压变化以及电流，为了有效抑制电压波动，采用电容和电感来吸收脉动电流或电压，如果装置功率较小，且主电路和供电装置中有残留物，则可节省电感，直接使用平面电路；第三种是逆变器，它可以将直流电源转换为交流电源。

变频器应用技术研究论文参考范文

变频器应用技术研究论文参考范文

变频器应用技术研究论文参考范文随着我国电力技术和科技的快速发展，电力变频器广泛的应用于工业生产以及人类日常生活中。

这是店铺为大家整理的变频器应用技术论文参考范文，仅供参考!变频器应用技术论文参考范文篇一：《变频器节能技术应用与研究》【摘要】本文根据水泵、风机轴功率与转速的平方成正比的特点，阐述变频调速节能原理，提出泵与风机应采用变频技术，已降低成本，延长设备使用寿命，提高经济效益。

【关键词】变频器;节能;水泵;风机0 引言锅炉是比较常见的用于集中供热设备，通常情况下，由于气温和负荷的变化，需对锅炉燃烧情况进行调节，传统的调节方式其原理是依靠增加系统的阻力，水泵采用调节阀门来控制流量，风机采用调节风门挡板开度的大小来控制风量。

但在运行中调节阀门、挡板的方式，不论供热需求大小，水泵、风机都要满负荷运转，拖动水泵、风机的电动机的轴功率并不会改变，电动机消耗的能量也并没有减少，而实际生产所需要的流量一般都比设计的最大流量小很多，因而普遍存在着“大马拉小车”现象。

锅炉这样的运行方式不仅损失了能量，而且增大了设备损耗，导致设备使用寿命缩短，维护、维修费用高。

把变频调速技术应用于水泵(或风机)的控制，代替阀门(或挡板)控制就能在控制过程中不增加管路阻力，提高系统的效率。

变频调速能够根据负荷的变化使电动机自动、平滑地增速或减速，实现电动机无级变速。

变频调速范围宽、精度高，是电动机最理想的调速方式。

如果将水泵、风机的非调速电动机改造为变频调速电动机，其耗电量就能随负荷变化，从而节约大量电能。

1 变频器应用在水泵、风机的节能原理图1为水泵(风机)的H-Q关系曲线。

图1中，曲线R2为水泵(风机)在给定转速下满负荷时，阀门(挡板)全开运行时阻力特征曲线;曲线R1为部分负荷时，阀门(挡板)部分开启时的阻力特性曲线;曲线H(n1)和H(n2)表示不同转速时的Q=f(H)曲线。

采用阀门(挡板)控制时，流(风)量从Q2减小到Q1，阻力曲线从R2移到R1，扬程(风压)从HA移到HB。

变频器的发展和应用

变频器的发展和应用

Ｗｉ ｈ ｏ ｕ ， ＷＭ） ｄ ｄｌ Ｓ ｔＭ ｅ Ｐ 方法 ， 即三相交流经整 流和电容滤波后 ， 形成恒定 幅值的直 流电压， 加在逆 变器 ｕ 上 ， Ｉ 逆变器 的功率 开关器件按一定规律 控制其导通 和断开 ，使输出端获得 一系列 宽度 不等的矩形 脉冲电压波 形。如改变脉冲宽度 即可控制逆变器输 出交 流基波 电压 的幅值 ； 改变调 制周期即可控制 其输 出频率 ， 就同时实现 了调压和调频 。随着变频 这样 器快速性 、 确度及可靠性的不 断提 高 ， 精 对功率 开关器件 的要求越来越 高， 即要求 开关频率在几 十千赫兹 ， 导电损耗低 ， 在各种应用领域 的可靠
维普资讯
科技情报开发与经济
文 章 编 号 ：０ ５ ６ ３ （ ０６）０ ０ ３ — ３ １ｏ — ０ ３ ２ ０ ２ — １ １ ０
ＳＩＴ Ｃ Ｆ Ｒ Ａ ＩＮＤ Ｖ Ｌ Ｐ Ｅ Ｔ＆Ｅ Ｏ Ｏ Ｙ Ｃ－ Ｅ ＨＩ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｅ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ Ｎ ＣＮ Ｍ
性高 。 目前 除 Ｇ Ｏ外 ， Ｔ 较成熟 的有 Ｉ Ｂ （ｎｕａ ｄＧ ｔ Ｂｐｌｒ ｒｎｉｏ ， Ｇ Ｔ Ｉｓｌｔ ａｅ ｉｏａＴａ ｓ ｔｒ ｅ ｓ
开关状态单独确定， 从而对负载突变或电源干扰所引起的动态变 化作出迅
速反应 ， 故其 动态特性好 。Ｄ Ｃ强调转矩 的控 制 ，在控制理论上 属于 Ｔ Ｐ ｎ ＿ａｇ ａ Ｐ 控制 。在高速状态下， ｎ 其控制水平与矢量控制没有差别 ； 但在 低速状态下 ， 其转矩控制不稳定 ， 易引起传动轴系震荡。 直接转矩控制不需 要坐标变换， 直接转矩控制（ Ｔ ） Ｄ Ｃ 是继矢量控制之后在交流传动控制理论 上的又一次飞跃， 它避免了对 电机参 数的强烈依赖性 ， 特别是不受转子参 数的影响， 控制器结构简单 ， 良 具有 好的动 、 静态性能。

变频调速在电机控制中的应用

变频调速在电机控制中的应用
４
Ｍ Ｅ Ａ１ ．ｌＧＩ Ｔ ．Ｉ ｉ ＣＡＬＰ ，Ｉ Ｉ Ｊ （ ＥＲ
２０年第 ６ ０８ 期 总 第 １０期 ３
变频调速在电机控制中的应用
李运娥 ，申凌云 ，樊震 宇，何俊正
（ 阳钢铁集 团有限责任公 司焦化厂 ， 安 河南安 阳 ４５０ ） ５０４
【 摘 要】介绍了变频器的基本原理和选用方法， 同时在实际运用中与多种设备完美结合实现的智能控制。 【 关键词 】变频器； 智能控制； 直流调速 ； 应用 【 中图分类号】Ｔ ３ Ｍ 【 文献标识码】 Ｂ 【 文章编号】１０—７ ４ ０８ ６００ －３ ０６６６（ ０） －０４０ ２ ０
（ ｋ ｍ ｋｎ ｌ ｔＡｎａｇ Ｉ ｎ＆ ＳｅｌＧｏｐ Ｃ ．Ｌｄ， ｎ ａｇ ｅ ａ ５ ０ ４Ｃ ｉ ） ｏ ｃ ｅ ａ ｉ Ｐａ ， ｙｎ ｒ ｇ ｎ ｏ ｔ ｒｕ ｏ ｔ． Ａ ｙ ｎ，Ｈ ｎ ｎ ４ ５ ０，ｈｎ ｅ ， ａ
【ｂｔ ｃ】 Ｔ ｅｂｓ ｒ ｃ ｌ ａｄｓｅｔｎｍ ｔ ｄ ｆａｆ ｑｅｃ ｏｖｒｒａ ｒ－ Ａ ｓ ａｔ ｈ ａｉ ｐｉ ｉｅ ｎ ｅ ｃｏ ｅ ｏｓｏ ｅｕｎｙｃｎｅｅ ｒ ｐｅ ｒ ｃ ｎｐ ｌｉ ｈ ｒ ｔ ｅ
ｓ ｎ ｅ ．Ｉ ｔｌ ｇ ｎ ｏ ｔ ｌ ｏ ｅ ｆｃ ｏ ｉ ａｉ ｎ ｏ ｈ ｒ ｑ ｅ ｃ ｏ ｖ ｒ ｒ ｗｉ ｎ ａ ｉ ｔ ｓ ｅ ｔｄ ｎ ｅｌ ｅ ｔ ｃ ｎ ｒ ｆ ｐ ｒ ｔ ｃ ｍｂ ｎ ｔ ｆ ｔ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｅ ｔ ｔ ｍａ ｙ ｆ ｃｌ ｉ ｉ ｏ ｅ ｏ ｅ ｈ ｉｅ ｉ ｃｕ ｌ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｉ ｅ ｃ ｉ ｅ ． ｎ ａ ｔ ａ ｐ ｌ ｔ ｓ ｄ ｓ ｒ ｄ ｃ ｏ ｂ
ｎ＝ Ｏ］ Ｐ ｌ６ｆ２ （） １
常数 ， 如忽略定子漏阻抗压降 ， 可以认为供给电机的 电压 与频率 按相同比例变化 ， 即 ＝ 常数。 但是在频率较低 时，定子漏阻抗压降已不能忽 略， 因此要人为地提高定子电压 ， 以作漏抗压降的补 偿， 维持 Ｅ 一常数 ， 此时变频器输出 图ｌ 中的曲线 ２ 而不是曲线 １ ， 。 关系如

变频器在多电机传动中的应用

变频器在多电机传动中的应用
刮 板式 堆取 料机 相 比具有 强 大 的竞 争 力 。
Hale Waihona Puke 堆 取 料机 的传 动系统 主 要 围绕 回转堆 料机 和 回转取 料机 的驱 动装 置 及 相 应 的 联 锁 、 护 和 故 保 障监测 所 构成 。堆 料机 由一 台堆 料胶 带机 驱动 电 机 （ 率 １ ｗ ） 一 台 堆 料 皮 带 回转 驱 动 电 机 功 ５ｋ 和 （ 功率 ４ｋ ） 成 ， ｗ 组 正常 工作 时堆 料胶 带机 和 回转 装 置互 相 配合 完 成 堆料 工 艺 ； 取料 机 由一 台刮 板 驱动 电机 （ 率 ９ ｗ ） ３台 取 料 回转 变 频 电 机 功 Ｏｋ 、
Ａｐｐ ｉａ ｉｎ ｆ Ｃｏ ｅ ｔ ｒ ｉ ｕ ｔｐｌ － ｏ ｏ ｉｅ ｌｃ ｔｏ ｏ ｎｖ ｒｅ ｎ Ｍ ｌｉ ｅ ｍ ｔ ｒ Ｄｒｖ
Ｔ ｉｎ ＲＵ Ｚｈａ ａ ａ ｉ ｏＹ ｎ Ａｂ ｔａ ｔＴｈ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｉ／ ｕ ｉａｙ ｆ ｎ ｔｏ ｆｃ ｎ ｅｔｒｉ ｒ ｃｉａ ｒｄ ｃｉｎ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ Ｉ ｓｒ ｃ ： ｅａ ｐｉ ｔ ｆｍａｎ ａ ｘｌ ｒ ｕ ｃｉｎ ｏ ｏ ｖ ｒｅ ｎ ｐ ａ ｔ ｌｐ ｏ ｕ ｔｏ ｓｉｔｏ ｕ ｅ ． ｔ ｃ ｏ ｉ ｃ
Ｉ ｈｅ ｍ ｅ ｉ ｅ， ｓ ｍ ｅ ｐａ ａ ｅ ｅ ｓ ｔ ｉｇｓ ｏｆ ｎｅ ｅ ｓｔ ｓ ｉ ｒ ｄｕ ｅ ｎ ｔ ａｎ ｔｍ ｏ ｒ ｍ ｔ ｒ ｅ ｔｎ ｃ ｓ ｉｙ ｉ ｎｔ ｏ ｃ ｄ． Ｎ ｏ ｄａ ， ｔ ｂｏ ｅ ｔ ｃ ｏｌ ｙ ａ ｗａ ｙｓ ｈｅ ａ ｖ ｅ ｈｎ ｏｇ ｈ ｓ ｂｅ ｎ ｓ ｃｅ ｓ ｕｌｙ ａｐ ｉｄ ｉ ｎｃ ｒ ｅ ｕｃ ｓ ｆ ｌ ｐｌ ｎ Ｃｏ ｈ Ｇ ｏｕｐ ｅ ．

变频、伺服、步进应用实践教程PPT课件—电气传动和变频器概述

变频、伺服、步进应用实践教程PPT课件—电气传动和变频器概述

变频器概述
3.变频器的应用
序 意义 号
1 节能 2 提高产品质量 3 改善工作环境
有代表意义的行业或设备
风机、水泵、注塑机 机床、印刷、包装等生产线 电梯、中央空调
变频器认知
变频器概述
变频器认知
电气传动自动化技术广泛应用于国防、能源、
交通、冶金、化工、港口和机床等各个领域。纵观 各国近代工业发展史，放眼现代工业发展的新潮流， 人们越来越认识到电气传动自动化技术是现代化国 家的一个重要技术基础。可以这样说：大至一个国 家，小至一个工厂，它所具有的电气传动自动化技 术水平可以直接反映其现代化的水平。
例如:《电机与控制》类课程中电机分类？
电气传动概念
变频器认知
电气传动概念
电气传动系统
变频器认知
以交流（直流）电动机为动力拖动各种生产机械的系统我们称之为交
流（直流）电气传动系统，也称交流（直流）电气拖动系统。
交流电源 输入
直流 调速 装置
直流输出 直流 电机
中间传动机构
终端机械
变频器
交流 调速 装置
谢谢大家！
13
变频器概述
1.概念引入
三相交流电网 3 AC, 400V, 50 Hz
0～50Hz可调
开关或接触器
变频器
变频器认知
异步电动机 转速可调
变频器概述
变频器认知
2.概念
变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微
电子技术，通过改变电机工作电源频
率方式来控制交流电动机的电力控制 设备。
精品资源共享课程
变频、伺服、步进应用实践教程
电气传动和变频电气传动概念

变频器的转矩控制功能及其应用

变频器的转矩控制功能及其应用

其转矩控制模式如图 ５ 所示。
２）运行特点 以卷绕机械为例，随着被卷物卷径 Ｄ 的逐
渐增大，必然有
①负载的阻转矩随卷径的增大而增大
Ｄ
Ｔ ＝Ｆ· （４）
Ｌ
２
②负载的转速随卷径的增大而减小
ｎＬ＝ π ｖ Ｄ ∝ １Ｄ （５）
③拖动系统的运行功率将保持恒定
ＰＬ＝Ｆ·ｖ＝Ｃ 因此，这种负载通常被称为恒功率负载。
EA应用与方案 电气传动
近年来，不少变频器增添了“转矩控制”功能，使变频调速系统在某些领域应 用时，其拖动性能有了进一步的提高。
变频器的转矩控制功能及其应用
□宜昌市自动化研究所 张燕宾
转速控制与转矩控制
１．转速控制 变频调速在绝大多数情况下，都是通过调节频率来调节 电动机转速的，称为转速控制，其特点如图１ａ 和图１ｂ所示。 当调节变频器的给定信号ＵＧ时，变频器的输出频率ｆＸ和电动 机的转速 ｎＭ 将随 ＵＧ 的改变而改变。 ２．转矩控制 转矩控制是一种特殊的控制方式，当变频器的给定信号 ＵＧ改变时，受调节的不是频率，而是电动机轴上电磁转矩ＴＭ， 如图 １ｃ 和图 １ｄ所示。
电动机的给定转矩 ＸＴＭ 不变，则：ａ．在 ｔ１前：负载转矩 ＴＬ小于 与 ＸＴＭ 对应的 ＴＭＸ，ＴＪ ＞ ０，拖动系统将加速，加速度随 ＴＪ 的 减小而减小，故升速过程呈半Ｓ状，一直加速到上限转速ｎＨ 为止。ｂ．ｔ１～ｔ２段：拖动系统的转速已经上升到上限转速ｎＨ，尽 管与负载转矩相比，转矩给定信号仍较大，但因为电动机的 转速已经和同步转速接近了，故电动机的实际转矩处于和负
ｄｔ ＧＤ２ 式中 ｄｎ／ｄｔ——拖动系统的加速度；
ＧＤ２——拖动系统的飞轮力矩。 式（２）表明： ①加速度与动态转矩成正比
ｄｎ ＴＪ↑→ ｄ ｔ ↑ ＴＪ↓→ ｄｄ ｔ ｎ ↓

变频调速技术在电机拖动中的应用

变频调速技术在电机拖动中的应用
品 。 目前 在 中压 领 域 已经 开 发 出的 可 供 选 择 的 变 频 器 类 型 主 要 有 ： 中 或 是 前 行 波 冲 击 过 电 压 的 危 害 来 看 都 是 不 利 的 。 以 采取 的措 施 是 合 可 压 多电半 Ｐ ＷＭ 变频器 、 单元 串联多 电平 Ｐ ＷＭ电压 型变频 器 、 二电平 理 选择 安 装 场 所 和 配 线 路 经 。尽 鳖 缩 短 变 频 器 与 电 动 机 之 间 的 距 离 ． 或三 电平双 Ｐ ＷＭ 变频 器 。这 三 种 类 型 的 变 频 器 各 有 其 特 点 ． 在选 剩 除此之外 ， 即在设 计选型 时 ， 要求变频 器厂家配套提供输 出滤波器或 过 程中 ， 应结合工程的条件和要求 进行评 价。例如双 Ｐ ＷＭ变 频器 的 电抗 器 ， 以降低 ｄ ／ｔ ｖｄ 和电磁干扰。 个突 出优 点 是 可 以 实 现 再 生 制 动 。这 一优 点 对 于 需 要 频 繁可 逆 、 快 ２ 负 载 定 额 适 配 性 、 速 制 动 的 场合 就 显 得 卜 突 出 。 但 在 给 排 水 工 程 中 这 一 优 点 没有 必 分 ２１ ．变频 器负载标准 由于半导体器件及其装置的发热时问数与 要 ， 反。 相 因其 器件较多 、 制较复杂 ， 控 而与整流侧 采用移相 多重化 技 变 压器 、 动 机相 比小 得 多 ， 常 以 分 钟计 。 过 载 超 温 的 后 果 较 为 严 电 通 且 术 相 比其 优 点 就 末 必 突 出 。 另 外 ， 变 频 器 输 出 波 形 同样 能 达 到接 近 萤 。 以都 规定有严 格的负载条件 ， 对 所 包括基本负载电流 、 过载 电流及持 正 弦 波 的 情 况 Ｆ，还 应 注 意 ｄ ／ｔ 大 小 及 所 带 来 的影 响 是 否 能 满 续 时 间 和 间 隔 。 我 国 与 国 际 电 工 委 员 会 （Ｅ 都 有 关 于 变 京 戏 器 负 载 ｖｄ 的 ＩＣ） 足上程的需要 ， 如对输出电缆 长度的限制和时电动机 的附加要 求。还 的标 准 ， 如将 变流 器 的 工 作 等 级 或 运 行 种 类分 为 ６级 ， １级为 １０ 第 ０ ％ 有 就 是 我 们 希 单 主 电 路 结 构 越 简 单 、 件 越 少 越 好 ， 要 区 别 功率 管 额定输 出电流， 器 但 没有 过载的可能性。第 ２级允 许连续输出基本负载 电 的 串 、 联 与 功 率 单 冗 串 联 本 质 上的 不 同 。 我 认 为 按 Ｅ 并 ＭＣ 的观 点 ． 单 流 ， 在此 基 础上 可 有 １０ 的短 时 过 载 运 行 ． 基 本 负 载 电 流 只 有 额 并 ５％ 但 元 串联 多 电平 叠 加 变 频 器 在 中 压 大 功 率 变 频 器 中 确 有 其 独 特 的优 势 。 定 输出 电流的 ９ ％， １ 因此 １０ ５ ％过载 对额定输 出电流 而言 ， 其相 对值 总 之 ， 们 可 以在 对 以 上 进 三 种 类 型 的 变 频 器 的 原 理 和 特 点 基 本 了解 则 为 １６ 。 ３级 到 第 ６级 则 过 载 更 大 或 时 间更 长 ． 我 ３％ 第 目前 市 售 产 品 标 的基 础 上 ， 根 据 工 程 的 具 体 条 件 和 要 求 ， 性 能 价 格 比 进 行 综 合 权 准 系列 一 般 只涉 及 到第 ２级 。 再 对 衡 后 做 出 决 定 。 用 户 在 选 型 过 程 中 还 有 一 个 问 题 仍 需 注 意 ． 应要 求 即 ２２变 频 器负 载 定 额 的选 择 变频 技 术 的 应 用 应 根 据 生 产 机 械 负 ＿ 厂 家 提 供 产 晶 的谐 波 测 试 报 告 ， 做 认 真 的 比 较 ， 为 即 使 同一 类 型 载 的性 能 、 速范 围 、 制精 度 等 要 求选 择 合 适 的 变 频 器 ． 并 因 调 控 以满 足 工 艺 的 产 品 ， 于 同 的 厂 家 ， 谐 波 的 实 际情 况 与 理 论 偏 差 也 会 有 所 不 和生产要求 为前提 水 泵 、 对 其 风机属于平降转矩 负载 ， 离心式风机 、 水泵 同， 同时也可以将其做 为今后验收实测的对比依 据 在 低 速 时 功 率 小 ， 求 的 调 速 范 围 不 大 ． 动 和 加 速 矩 一 般 不 会 超 过 要 启 １２低 压 变 频 低 压 变 频 类 型 的选 择 余 地 不 大 ． ０ Ｖ 的低 压 变 １０ ， 本 无 过 载 可 能 。 变 频 器 性 能 要 求 不 高 。 变 频 器 输 出定 额 无 ． ≤５０ ０％ 基 对 频 器 其 主 电 路都 是 电压 源 型 的 交 一 一 电路 ． 率 器 件 大 多 是 Ｉ Ｂ 过 载 能 力 的 ． 其 负 载 仅 限 于 离 心 式 风 机 和 水 泵 ． 其 它 形 式 的 水 泵 直 交 功 Ｇ Ｔ． 则 对 逆 变 器 采 用 正 弦脉 宽调 制 方 式 （Ｐ Ｓ ＷＭ） 变频 器 输 出 电 压 中 的 谐波 分 和 风 机 ， Ｇ 的 。 要 分 析 其 实 际 过 负 载 的 可 能 性 。 处 理 厂 中 的 如 Ｄ大 则 水 量 与所 采 用 的 脉 宽 凋制 方 式 有 关 ， 载 波频 率 的 高 低 决 定 了输 出 电压 搅 拌 机 、 泥 机 、 刷 等 机 械 ， 本 属 下恒 转矩 负 载 。 恒 转 矩 负载 可 理�

变频调速技术的发展和应用

变频调速技术的发展和应用

变频调速技术的发展和应用近10年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的讯速发展，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不断恶化环境、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。

我国变频调速技术的发展概况电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置3部分组成。

电气传动关系到合理地使用电动机以节约电能和控制机械的运转状态(位置、速度、加速度等)实现电能－机械能的转换，达到优质、高产、低耗的目的。

电气传动分成不调速和调速两大类，调速又分交流调速和直流调速两种方式。

不调速电动机直接由电网供电，但随着电力电子技术的发展这类原本不调速的机械，越来越多的改用调速传动以节约电能(节约15-20％或更多)，改善产品质量，提高产量。

在我国60％的发电量是通过电动机消耗掉的，因此它是一个重要行业，一直得到国家重视，目前已有一定规模。

近年来交流调速中最活跃、发展最快的就是变频调速技术。

变频调速是交流调速的基础和主干内容，上个世纪变压器的出现使改变电压变得很容易，从而造就了一个庞大的电力行业。

长期以来，交流电的频率一直是固定的，变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源。

我国电气传动产业建于1954年，当时第一批该专业的学生从各大专院校毕业，同时在机械工业部属下建立了我国第一个电气传动成套公司，这就是后来的天津电气传动设计研究所的前身。

我国电气传动与变频调速技术的发展简史见附表。

现在我国已有200家左右的公司、工厂和研究所从事变频调速技术的工作。

我国是一个发展中国家，许多产品的科研开发能力仍落后于发达国家。

至今自行开发生产的变频调速产品大体只相当于国际80年代水平。

浅谈变频器的应用与抗干扰措施

浅谈变频器的应用与抗干扰措施

产生 的高 次谐 波产 生一 定 的削弱 作用 。 如 康沃 变频 器专 用的符 合Ｅ ＭＣ 标 准 的 在磁 环滤 波装 置就 能非 常有 效的 抑制高 次谐 波 。
３ ． 对 干扰 源或 受干扰 设备 进行 有效屏 蔽
３ ． 在使 用变频 器实现对 高速 电机的驱 动时 ， 应当对 输 出电流的增加 进行 充 分的 考虑 ， 因为高速 电机 产生 的 电抗 较小 ， 因此高 次谐 波的增 加必 然会造 成 输 出电流 的增大 ， 所以， 要对 变频器 的选型 进行严 格的控 制 ， 一般应 当保证其 容量 稍大普 通 电机 的选 型 。 ４ ． 如果变 频器 需要使用 较长的 电缆 时， 需要对 电缆产 生的耦合 电容 采取有
的硬件产生一定的损坏 ， 同时也可能造成软件系统和控制程序的失灵 ， 从而引
发安全事 故。 因此 ， 对于变 频器 的干扰 问题进行 深入 的研究 ， 在保 证系统运 行 的
安 全性 和可 靠性 方 面有 着重要 的 意义 。
一
，
变频 器 的选 用

要符合相关的要求， 必要的情况下可以使用单独的地线进行安装， 这些方法都
［ 摘 要］ 近 些年 来 ， 随着 工业 自动 化 的不 断发 展 ， 新 的 电力 电子元 器件大 量 投入应 用 ， 变 频器 在 电力拖 动 系统 中应用 范 围 日渐 广泛 。 特 别是 在 现代工 业 自动 化生 产 、 建筑 等领域 ， 但 是 由于 自身对 电源 变频 的特点 ， 所 以其 对 系统 的电磁 干扰 问题也 日显 突 出 ， 因此对变 频器 抗干扰 问题 的研 究也 越来越 深入 。 本 文就主 要针 对 变 频器 的应 用 以及抗 干扰 的相 关 问题 进 行相 关 的探讨 。 ［ 关键 词］ 变频器 干 扰 晶 闸管 磁 环 滤波 中图分 类号 ： Ｔ Ｄ３ ６ ８ ． ５ 文献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ － ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ２ ３ ７ — ０ １

变频器毕业论文

变频器毕业论文

摘要近年来，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。

众所周知，变频器是由整流电路、滤波电路、逆变电路组成。

其中整流电路和逆变电路中均使用了半导体开关元件，在控制上则采用的是PWM控制方式，这就决定了变频器的输入、输出电压和电流除了基波之外，还含有许多的高次谐波成分。

这些高次谐波成分将会引起电网电压波形的畸变，产生无线电干扰电波，它们对周边的设备、包括变频器的驱动对象--电动机带来不良的影响。

所以，深入了解交流传动与控制技术的走向，对我们的学习工作具有十分积极的意义。

关键词：变频器；工作原理；发展前景；故障处理目录绪论 (1)一、变频器的发展、组成及原理 (3)（一）变频器的概述 (3)（二）直流电动机与交流电动机的比较 (3)（三）通用变频器的发展 (4)（四）变频器的组成与分类 (5)（五）变频器的基本分类 (7)(六)变频器的基本原理 (11)（七）变频器的前景展望 (14)（八）本章小结 (20)二、变频器工程中的选用 (21)（一）变频器的选择 (21)（二）变频器的安装 (22)（三）工作环境的要求 (22)（四）本章小结 (23)三、变频器的维护 (24)（一）变频器外部引起的故障 (24)(二)变频器内部引起的故障 (25)(三) 本章小结 (26)四、变频器过电压故障原因分析及对策 (27)(一)变频器过电压的危害 (27)(二)产生变频器过电压的原因 (27)(三)过电压故障处理对策 (29)五、变频器常见干扰故障分析及对策 (33)(一)外界对变频器的干扰 (33)（二）变频器对周边设备的干扰及对策 (34)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)绪论1．变频器的发展起步变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。

变频器的工作原理及应用

变频器的工作原理及应用

西门子MicroMaster410变频器
MicroMaster410是全新一代紧凑 型标准变频器。它小巧、灵活、安装 简单、使用方便。适合用于食品和饮 料工业,纺织工业,包装工业，还可用 于对传动链的驱动。是小功率紧凑型 应用的理想选择。
主要特征
• 200V-240V ±10%,单相,交流， 0.12kW-0.75kW;
⑷.直接转矩控制
直接转矩控制技术是1985年由鲁尔大学 Depenbrock教授提出的,它用空间矢量的 分析方法,直接在定子坐标系下计算与控 制交流电动机的转矩，采用定子状态进 行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。 它采用滞环比较控制电压矢量使得磁通， 转矩跟踪给定值，响应迅速限制在一拍 之内，且无超调，是一种高静动态性能 的交流速方法
转差频率控制的PWM变频调速系统原理图
⑶ 矢量控制
根据异步电动机的动态数学方程式,它具有 和直流电动机的动态方程式相同的形式,因而 如果选择合适的控制策略，异步电动机应能 得到和直流电动相类似的控制性能，这就是 矢量控制。
.直接磁场定向矢量控制原理图
矢量控制技术在变频调速中已 获得广泛应用,但它需要对电机参 数进行正确估算,如何提高参数的 准确性是一直研究的课题。
平滑特性； • 快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸； • 具有3个固定频率，1个跳转频率，且可编程；
保护功能
·过载能力为150％额定负载电流,持
续时间60秒; ·过电压、欠电压保护；
·变频器过温保护； ·接地故障保护；
·电动机过热保护； ·防止失速。
西门子MicroMaster420变频器
MicroMaster420是全新一代模块化设计 的多功能标准变频器。它友好的用户界面, 让你的安装、操作和控制象玩游戏一样灵 活方便。全新的IGBT技术、强大的通讯能 力、精确的控制性能、和高可靠性都让控 制变成一种乐趣。

变频器工作原理及应用

变频器工作原理及应用
需定期维护
电机不易损坏，适应恶劣现场
基本免维护

70年代以前直流占统治地位 交流调速只在大功率电机调速上使用
变频器基础知识—交流电气传动系统的发展历程
交流异步电机的机械特性公式 N：速度 n0 异步机机械特性

T电机转矩×N电机速度×K常数
T电机转矩
T负载转矩
T电机转矩>T负载转矩－－－加速运行
T电机转矩<T负载转矩－－－减速运行
T电机转矩＝T负载转矩－－－恒速运行

电机转矩控制性能是影响电气传动系统性能高低的最重要因素 加减速时间和电机转矩、负载转矩以及系统惯量有关
电气传动基础知识—电气传动系统工作原理
5、绕线电机、同步电机或多极电机（6极以上）
变频器选型—选型原则
充分了解各变频器支持的选配件是正确选配的基础。 对于变频器的选配件选配，必须要把握以下几个原则：

以下情况要选用交流输入电抗器、直流电抗器
民用场合，如：宾馆中央空调、电机功率大于55KW以上
电网品质恶劣或容量偏小的场合 如不选用可能会造成干扰、三相电流偏差大，变频器频繁炸机

控制对象：直流电动机 控制原理简单，一种调速方式
控制对象：交流电动机 控制原理复杂，有多种调速方式


性能优良，对硬件要求不高
电机有换向电刷（换向火化） 电机设计功率受限


性能较差，对硬件要求较高
电机无电刷，无换向火化问题 电机功率设计不受限
电机易损坏，不适应恶劣现场
0～50Hz可调
异步电动机 开关或接触器 变频器
转速可调
变频器的概念
• 变频器（Variable-frequency Drive， VFD）是应用变频技术与微电子技 术，通过改变电机工作电源频率方 式来控制交流电动机的电力控制设 备。

电气传动与调速系统专题报告

电气传动与调速系统专题报告

电气传动与调速系统专题报告电气传动与调速系统专题报告一、前言随着工业自动化的快速发展，越来越多的机器和设备采用电气传动和调速系统。

电气传动与调速系统能够使设备运行更加平稳、效率更高，是现代工业生产中不可或缺的一部分。

本文将对电气传动和调速系统进行详细介绍，包括其原理、组成部分以及应用领域。

二、电气传动1、电动机电动机是电气传动系统的核心部分，它将电能转化成机械能。

电动机按其结构形式分为直流电动机、交流电动机、步进电动机等。

根据工作原理又可分为感应电动机、同步电动机、直流电动机等。

电动机的功率越大，运行效率越高，因此在选择电动机时，应该根据所需的工作负载来选择对应的功率和类型。

2、传动组件传动组件是指将电动机的运动方向和扭矩传递到所需的工作部件，常见的传动组件有平面滑动轴承、轴承、减速机、齿轮箱等。

在选择传动组件时，需考虑所需的转矩、速度和精度等参数。

3、传动控制电气传动系统的控制可以分为速度控制和扭矩控制两种模式。

速度控制常用的方法包括采用变频器控制驱动电机，通过改变电动机的电压和频率来控制其转速。

而扭矩控制则通常采用转矩控制器和扭矩传感器实现。

此外，电气传动系统还可以通过闭环控制实现所需的精度和稳定性。

三、调速系统1、调速器调速器是对电动机所提供的输入电压进行调整以控制驱动电机的转速。

调速器根据其控制方法可分为电子调速器和机械调速器，常见的电子调速器有变频器、磁通控制器、斩波控制器等。

机械调速器包括离合器、变速箱等。

2、调速传动组件调速传动组件主要用于控制驱动电机的转速和扭矩。

常见的调速传动组件有变速箱和行星齿轮传动等。

变速箱可以根据所需的转速进行调速，而行星齿轮传动则常用于需要高负载的应用场合。

3、调速控制调速控制是指对调速系统进行控制以确保其能够按照所需的转速和负载进行工作，实现系统的平稳运行和高效能。

常用的调速控制方法包括PID闭环控制、模糊逻辑控制等。

四、应用领域电气传动与调速系统广泛应用于许多工业领域，如机床制造、食品加工、纺织业、包装印刷、锅炉燃烧、化工等。

变频器在电气传动自动控制中的应用

变频器在电气传动自动控制中的应用

变频器在电气传动自动控制中的应用摘要：从电力半导体、控制技术和主电路拓扑结构等方面综述了变频调速技术的发展历史和现状，并总结了在变频控制中的主要控制技术。

关键词：矢量控制; 交流电动机; PWM 技术; 高压变频器一．国内外交流变频调速技术的现状早在国家“八五”科技攻关计划中，交流调速技术就被列为重点科技攻关项目，但是由于我国电力电子器件总体水平很低，IGBT、GTO 器件的生产虽引进了国外技术，但一直未形成规模经济效益，几乎不具备变频器新产品的独立开发能力，这在一定程度上影响了国内变频调速技术的发展。

在大功率交- 交变频技术、无换向器电机等方面，国内产品在数字化及系统可靠性方面与国外水平相比，还有相当差距。

在中小功率变频技术方面，国内几乎所有的产品都采用普通V/F 控制，仅有少量样机采用矢量控制,品种与质量不能满足市场需要。

而在国外，变频调速技术得到了充分的发展，并在各个方面取得了显著成就。

在功率器件方面,高电压、大电流容量的SCR、GTO、IGBT、IGCT 器件的出现和并联、串联技术的应用，高压大功率变频器产品得到生产和推广应用。

在微电子技术方面，16 位、32 位高速微处理器以及DSP 和ASIC(Application Specific IC) 技术的快速发展，为实现变频器高精度、多功能化提供了硬件手段。

在理论方面，矢量控制、磁通控制、转矩控制、智能控制等新的控制理论都为高性能变频器的研制提供了相关理论基础。

可以看出，总体上我国交流变频调速技术水平较国际先进水平有着很大差距。

二．交流变频调速在控制中的主要应用交流变频调速技术在20 世纪得到了迅速发展。

这与一些关键性技术的突破性进展有关，它们是交流电动机的矢量控制技术、直接转矩控制技术、PWM 技术，以及以微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术、自整定技术等。

1.矢量控制技术矢量变换控制技术是西门子公司于1971 年提出的一种新的控制思想和控制理论。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

变频器在电气传动自动控制中的应用
作者：王学雷董文新
来源：《城市建设理论研究》2013年第09期
摘要：从电力半导体、控制技术和主电路拓扑结构等方面综述了变频调速技术的发展历史和现状，并总结了在变频控制中的主要控制技术。

关键词：矢量控制; 交流电动机; PWM 技术; 高压变频器
中图分类号：O183 文献标识码：A 文章编号：
国内外交流变频调速技术的现状
早在国家“八五”科技攻关计划中，交流调速技术就被列为重点科技攻关项目，但是由于我国电力电子器件总体水平很低，IGBT、GTO 器件的生产虽引进了国外技术，但一直未形成规模经济效益，几乎不具备变频器新产品的独立开发能力，这在一定程度上影响了国内变频调速技术的发展。

在大功率交- 交变频技术、无换向器电机等方面，国内产品在数字化及系统可靠性方面与国外水平相比，还有相当差距。

在中小功率变频技术方面，国内几乎所有的产品都采用普通V/F 控制，仅有少量样机采用矢量控制,品种与质量不能满足市场需要。

而在国外，变频调速技术得到了充分的发展，并在各个方面取得了显著成就。

在功率器件方面,高电压、大电流容量的SCR、GTO、IGBT、IGCT 器件的出现和并联、串联技术的应用，高压大功率变频器产品得到生产和推广应用。

在微电子技术方面，16 位、32 位高速微处理器以及DSP 和ASIC(Application Specific IC) 技术的快速发展，为实现变频器高精度、多功能化提供了硬件手段。

在理论方面，矢量控制、磁通控制、转矩控制、智能控制等新的控制理论都为高性能变频器的研制提供了相关理论基础。

可以看出，总体上我国交流变频调速技术水平较国际先进水平有着很大差距。

交流变频调速在控制中的主要应用
交流变频调速技术在20 世纪得到了迅速发展。

这与一些关键性技术的突破性进展有关，它们是交流电动机的矢量控制技术、直接转矩控制技术、PWM 技术，以及以微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术、自整定技术等。

1.矢量控制技术
矢量变换控制技术是西门子公司于1971 年提出的一种新的控制思想和控制理论。

它是以转子磁场定向，采用矢量变换的方法实现定子电流励磁分量和转矩分量之间的解耦, 达到对交流电动机的磁链和电流分别控制的目的，从而获得了优良的静、动态性能。

迄今为止，矢量控制技术已经获得了长足的发展，并得到了广泛的应用。

2.直接转矩控制技术
1985 年，德国的M. Depenblock首次提出直接转矩控制技术( DTC) 。

DTC 控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，采用定子磁场定向而无需解耦电流，直接控制电动机的磁链和转矩，以使转矩得到快速响应，从而获得高效的控制性能。

直接转矩控制技术是近10年继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的高性能交流变频调速技术，这种控制技术与矢量控制技术相比，对电机参数不敏感，不受转子参数的影响，简单易行，具有广阔的发展和应用前景。

3.无速度传感器矢量控制技术
无速度传感器控制技术免去了传感器带来的环境适应性、安装维护等问题，降低了成本，提高了系统的可靠性，同时结合矢量控制，具有矢量控制的优良性能。

无速度传感器技术中速度估算的方法，除了根据数学模型计算电动机转速外，目前应用较多的有模型参考自适应法和扩展卡尔曼滤波法。

此外全维转子磁通观测器，齿谐波电势( RSH)等理论也出现在无速度传感器技术中。

4.PWM 控制技术
1964 年，德国的A. SchÊnung等率先提出了脉宽调制( PWMpulsewidth modulation) 变频的思想，为近代交流调速系统开辟了新的发展领域。

PWM 控制技术通过改变矩形脉冲的宽度来控制逆变器输出交流基波电压的幅值，通过改变调制周期来控制其输出频率，从而在逆变器上同时进行输出电压幅值和频率的控制。

PWM 技术简化了逆变器的结构，能够明显的改善变频器的输出波形，降低电动机的谐波损耗，并减小转矩脉动，同时提高了系统的动态响应性能。

PWM 技术还可用于整流器的控制，能够实现输入电流非常接近正弦，并可使电网功率因数为1。

PWM 整流器因而被称为绿色变流器。

目前，PWM 技术已成为变频器中应用最为广泛的控制技术。

交流电机调速性能的不断提高在很大程度上是由于PWM 技术的不断进步。

目前广泛应用的是在规则采样PWM 的基础上发展起来的准优化PWM 法，即三次谐波叠加法和电压空间矢量PWM法。

5.自整定技术
自整定技术在变频调速系统中的应用日益广泛，它可以根据速度和负载的变化自动调整控制系统的参数，使得系统具有快速的动态响应。

自整定技术分为离线式和在线式两种。

离线式的研究成果已经在相当多的产品中应用，它是在运行系统程序之前通过运行一段自整定程序，辨识相关数据，并修改系统程序的相关参数，以期获得良好的系统控制性能。

另外，改进控制技术，提高系统鲁棒性也和自整定技术紧密相联系。

6.数字化控制技术
控制技术的数字化是静止变频装置的核心技术，也是今后的发展趋势。

目前市场上的变频装置几乎全面实现了数字化控制。

采用DSP 和ASIC 技术实现了快速运算和高精度控制，可以得到良好的电流波形，使变频器的噪音大幅度降低，并且扫描时间大幅度缩短，目前电流响应为0. 1~ 0. 7 ms，速度响应为2~ 4 ms，足以满足传动领域的控制要求。

同时由于应用微电子技术和ASIC技术，装置的元器件数量得以大幅度减少，从而使变频装置的体积减小，可靠性得到大幅度提高，全数字控制方式使变频器的信息处理能力大为增强。

采用模拟控制方式无法实现的复杂控制在今天都已成为现实，从而所谓的RAS 概念即可靠性( Reliabil-ity) 、可操作性( Availability) 、可维修性( Seviceability) 得以充实。

变频器的发展
随着变频调速技术的发展，作为大容量传动的高压( 2 ~ 10kV) 变频调速技术也得到了广泛的研究和应用，高压变频器已成为当前电力电子技术最新发展动向之一。

到目前为止，高压变频器还没有像低压变频器那样近乎统一的拓扑结构，各种新型的高压变频器不断出现。

根据其组成方式，高压变频器可主要分为两种，即间接高压变频器和直接高压变频器。

直接高压变频器主要有采用低压IGBT 多重化技术的单元串连多电平PWM 电压源型高压变频器和采用高压IGBT、IGCT 的三电平型高压变频器。

结束语：
随着电力电子器件制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术以及各种控制技术的发展和完善，交流变频调速技术将日趋成熟，并将成为未来交流调速的主流。

交流变频调速技术在电力系统中的应用表明其在节能降耗、改善工艺和提高控制精度等方面有着很好的应用前景。

参考文献：
[1]肖新建．艾默生变频器在工字轮收放线机上的应用[J]．金属制品，2008，34(1)：45--46．
[2]李本．舵机电动伺服加载系统设计与研究[D]．西安：西北工业大学，2006：18—19．
[3]安连祥，杨毅，唐建芳，等．卷取机转动惯量测量的新方法口]．电气传动，2008，
38(3)：41--42．
[4]诸静．模糊控制原理与应用[M]．北京：机械工业出版社．2005．
[5]北京ABB电气传动系统有限公司．ACSS00标准应用程序7．x固件手册[Z]．2003．。