变频调速的原理及应用

变频器调速方式的快速转换

涂道发

大型生产装置的自动化水平较高，在正常情况下其电机的起动、停止和调速均由

DCS系统控制，而在生产装置发生事故，尤其是DCS系统发生事故时往往又需要手动操作，这就要求变频调速控制系统能迅速在手动和自动状态下切换。附图是以富士FBEP41C5000G9S系列变频器为例设计的控制系统。

手动操作系统和 DCS操作系统的切换由转换开关 SA实现，该转换开关安装在现场操作柱上，共有自动、手动、停止二档。当开关放在手动位置时，按下按钮SST，接触器K合上，变频器U送电，此时U应设置在面板键操作状态，由RUN、STOP键起动和停止U，由 V、八健实现调速；当转换开关SA放在停止位置时，K失电，U处于停电状态；SA放在自动位置时，中间继电器 KM带电，KM的辅助触点接通U的X4—CM端子和FWD—CM端子，前者将U强制在电流输入信号有效的端子操作状态，后者起动U正转，此时U接收DCS系统发出的4—20mA调速信号进行调速运行，面板操作无效。至此，U的控制状态转换完成。

《电世界》2001年第一期

变频器工作原理及应用

一、变频器的定义

变频器是一种电子器件，用于控制交流电动机电能的变频调速设备，通过改变电机的输入电压、频率实现电机的调速并控制其运行。在工业生产中，变频器被广泛应用于各种设备的调速控制和能效优化。

二、变频器的工作原理

变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制系统组成。其工作原理如下：

1. 整流器

当市电供电时，整流器将交流电转换为直流电并存储在电容器中，以备逆变器的使用。

2. 滤波器

滤波器用于净化整流器输出的直流电，消除电压的脉动以保证电压平稳。

3. 逆变器

逆变器是变频器的核心部件，将直流电转换为有可调频率和电压的交流电，控制电机的转速。

4. 控制系统

控制系统通过监测电机的运行状态、用户的输入信号以及内部参数，调整逆变器输出的频率和电压，实现对电机的精准控制。

三、变频器的应用

1. 电梯行业

变频器在电梯控制系统中起到了关键作用，通过调整电梯电机的转速，实现快速运行、平稳停靠，提升了乘坐舒适度和安全性。

2. 工业生产

在各种生产设备中广泛使用变频器，通过调节设备的运行速度，实现生产过程的自动化控制，节约能源并提高生产效率。

3. 空调系统 变频器在空调系统中用于调节压缩机的转速，根据室内温度实时调整冷凝器的工作状态，提供舒适的室内环境并节约能源。

4. 风力发电

在风力发电系统中，变频器将风机输出的不稳定交流电转换为稳定的电网接入电能，提高了发电效率并实现了大规模清洁能源供应。

结语

变频器作为一种重要的电气设备，其工作原理和应用领域非常广泛。随着科技的发展和产业的进步，变频器在能效优化、设备控制等方面的应用将会越来越重要，为工业生产和生活带来更多便利和效益。

ｌ三堇量　Ｇｏｎｇｙｉ　ｙｕ　Ｊ　ｓｈｕ　

浅议变频调速技术在家电中的应用　

李忠民　

（山东省枣庄市职业中专，山东枣庄２７７１００）　

摘要：阐述了变频调速技术的原理，并介绍了其在空调器、洗衣机、冰箱、微波炉及其他家电中的应用情况。　

关键词：变频调速；家电；节能环保　

Ｏ　引言　

近年来，随着变频器生产技术的日益成熟，使用变频器对电动　

机驱动进行技术改造成为电力企业节能降耗、提高效率的重要手　

段。变频调速技术用于可变转速的电动机上，具有调速性能好、节　

能效果显著、运行工艺安全可靠等优点，对于提高劳动生产率、降　

低能耗具有重大的现实意义。本文介绍了变频调速技术在空调器、　

洗衣机、冰箱、微波炉及其他家电中的应用情况。通过本文分析，我　

们可以看到：变频调速技术进一步提高了家电产品的档次，并达到　

了节约能源和保护环境的目的。　

１　变频调速技术的原理　

２０世纪８Ｏ年代以前的调速系统主要以直流调速为主，２０世　

纪８Ｏ年代以后，新型电力电子器件的不断问世和发展，以矢量控　

制为代表的各种交流调速控制理论的深入研究，以及计算机（单片　

机、数字信号处理器）控制技术的迅速发展，使得交流调速系统的　

发展势头越来越迅猛，目前已经成为调速系统的主流。在交流调速　

技术中，变频调速具有绝对优势，它的调速性能与可靠性正在不断　

完善，价格不断降低，特别是节电效果十分明显，而且易于实现过　

程自动化，因而深受工业用户的喜爱。　

从电机学可知，电机转速与工作电源输入频率成正比，即：　

ｎ＝６０ｆ（１－ｓ）／ｐ　

式中，ｎ表示转速；，表示工作电源输入频率；ｓ表示电机转差率；ｐ　

表示电机磁极对数。　

因为转速　与工作电源输入频率厂成正比，故只要改变工作　

电源输入频率即可改变电动机的转速。当厂在０～５Ｏ　Ｈｚ的范围内　

变化时，电动机转速调节范围非常宽　变频调速就是通过改变电动　

机电源频率实现速度调节的。　

变频器主要采用交一直一交方式，其电路一般由整流、中间直　

- 1 - 变频调速技术在矿山中的应用

一、概述

矿山按产品类型可分为煤矿、金属矿和非金属矿等;按采掘方式可分为露天开采和地下开采两大类。本文主要介绍变频调速器在金属矿山中的应用的现状和应用前景，对煤矿亦有参考价值，因为露天煤矿和露天金属矿开采方式和生产设备基本相同，地下矿山除需要考虑设备的防爆问题外，大部分生产设备也与金属矿大同小异。露天采矿和地下采矿所用的生产设备有很大不同。

露天矿山是以大型设备为主要特点，要求优良的电气传动系统，以保证这些大型设备的高效率运行。露天矿山的这些大型设备包括用于穿孔的牙轮钻机，用于装载矿、岩石的电铲(挖掘机)，用于运输矿、岩石的大型汽车等。它们都要求电气传动系统具有良好的调速性能，目前这些大型设备大多采用直流调速传动系统。

地下矿山生产较露天矿复杂。由于井下生产的空间窄小，使生产设备环境潮湿、阴暗，粉尘大、噪音大、振动大、并有塌方的危险，工作条件十分恶劣。因此，井下生产设备的体积受限，这些设备以小型化为主，体积小、重量轻，对电气传动的要求不高。但提升、排水、通风、压气等固定设 - 2 - 备是地下矿山的要害部门，也是耗电大户，因此，这些设备的安全运行和节能就显得至关重要。因此，在矿山应用变频调速技术对于提高矿山生产设备的效率，节约电能都是至关重要的。

本文主要介绍目前矿山应用变频器的状况，矿山设备对电气传动的特殊要求，以及如何正确地选用变频器等。

二、变频器在露天矿山设备中的应用

1、 电铲

电铲用于装载矿岩，其工作条件非常恶劣，特别是在爆破不好的情况下挖根底作业，经常出现过大的冲击载荷，甚至堵转。因此，电铲对电气传动系统就有较高的要求:要求电气传动系统的机械特性曲线的包络面积大，有足够的有用功率;要求有良好的调速性能，能四象限运行，能快速地进行加、减速和反转，动态响应速度快;要求系统制动性能好，并能回收能量;要求系统运行可靠，维修方便等。由于电铲对电气传动系统的这些特殊要求，所以，我国电铲目前应用的电气传动系统主要还是直流传动系统。