200X年低压变频器行业应用重点功能说明

变频器的基本用途及功能

变频器是将工频交流电源变换为频率和电压可调的交流电源，实现交流电动机调速的电气装置，已广泛应用于工农业生产的各个领域。因此，变频器的应用知识已是机电工程技术人员必备的技能之一。

变频器，采用高性能的U/f控制和矢量控制技术，提供低速高转矩输出，具有良好的动态特性、超强的过载能力，创新的内部互联功能更具有无可比拟的灵活性。变频器可工作于缺省的工厂设置状态下，是为数量众多的简单电动机变速驱动系统供电的理想变频驱动装置。用户可以根据需要设置相关参数，充分利用变频器所具有的全面、完善的控制功能，为需要多种功能的复杂电动机控制系统服务。

1.1 、变频器的概念

变频器是将工频交流电源变换为频率和电压可调的三相交流电源的电气装置，用以驱动交流异步电动机实现变频调速，如图1所示。

图1

根据交流异步电动机的转速表达式：

图2

1.2、电动机变频传动

（1）利用变频器可实现交流电动机调速。由于变频器可以看作一个频率可调的交流电源，对于现有恒速运转的电动机，只要在电源和电动机之间接入变频器和相应设备，就可对电动机实现调速控制，而无需对电动机和系统进行设备改造。

（2）具有较宽的调速范围和较高的调速精度。通用变频器的调速范围可以达到1：10以上，而高性能的矢量型变频器的调速范围可达1：1000。而且采用矢量控制方式的变频器对异步电动机进行调速控制时，还可控制电动机的输出转矩。 （3）可减小电动机的启动电流。电动机工频电源直接启动时，启动电流是额定电流的4到7倍，这个电流将大大增加电动机绕组的电应力并产生热量，从而降低电动机的使用寿命。而变频器调速时则可从零转速零电压启动，按斜坡函数的规律进行加速，从而限制了电动机的启动电流。

（4）可实现高转速、高电压、大电流控制。目前高频变频器的输出频率可以达到3000KHz，当利用这种高速变频器对2极异步电动机进行驱动时，可以得到180000转/分的高转速。随着变频技术的不断发展，高频变频器的输出频率也在不断提高，高速驱动也是变频器调速控制的一个重要优势。

低压变频器功能和算法概述概要

低压变频器功能和算法概括1功能概括低压变频器算法VVVF手动转矩提高自动转矩提高电流振荡克制电机参数辨别定子电阻定子自感额定励磁电流转子电阻互感无速度传感器矢量控制定子磁链转子磁链转子磁链旋转速度 转差速度速度预计转矩控制JOG控制2开环控制(VVVF低压变频器功能和算法概述概要

(合适于风机、水泵等离心负载。

FRQ_VF图VF曲线表示图令VF_F2=FRQ_MOTOR为电机额定频次,VF_V2=VF_FIXPOINT为电机额定电压。低压变频器功能和算法概述概要

M_VF=VF_V2?FRQ_VFVF_F2令VF_F2=FRQ_MOTOR,VF_V2=VF_FIXPOINT;VF_F1=FRQ_MOTOR3,VF_V1=VF_FIXPOINT3。1若FRQ_VF小于VF_F1,则:M_VF=VF_V1?FRQ_VFVF_F12若FRQ_VF大于等于VF_F1,则:M_VF=FRQ_VF-VF_F12VF_F2-VF_F1?VF_V2-VF_V1+VF_V1低压变频器功能和算法概述概要

转矩提高主要应用于截止频次(F4.12以下,提高后的V/F曲线以下列图所示,转矩提高能够改良V/F的低频转矩特征。应依据负载大小适入选择转矩量 ,负载大能够增大提高,但转矩提高不该设置过大,过大的转矩提高,电机过励磁运转,简单过热,变频器输出电流大,效率降低。当转矩提高设置为0.0%时,变频器为自动转矩提高。转矩提高截止频次:在此频次之下,转矩提高有效,超出此设定频次,转矩提高失效。

FRQ_VF图手动转矩提高表示图BOOST_VAL=VF_V2?(VF_F1-运转频次FRQ_VFVF_F1?TORQUE_BOOST1000

式中:VF_V2=32767为电机额定电压。VF_F1为转矩提高截止频次,由参数F4.02设定。低压变频器功能和算法概述概要

TORQUE_BOOST为键盘设定的手动转矩提高量(百分数。M_VF=M_VF+BOOST_VAL。自动转矩提高算法原理VVVF(变压变频控制变频调速时改变的是同步旋转速度,依据感觉电机的稳态模型可知电机的转矩为:Te=CmΦmIrcos式φ中r的,Φm为电机磁通。依据沟通磁通产生的原理,Eg=k?fs?Φm其,中的Eg和fs分别为电机的相反电动势电压和频次为一常数,当保持Egfs为常数时即可保持恒磁通调速。可是因为Eg难于丈量,所以常常采纳相电压 Us来近似取代Eg,即保持Usfs就以为已经实现恒磁通,而感觉电机的稳态等效电路可知Us和Eg的关系为Us=Eg+RsIs,此中Rs和Is分别为定子电阻和定子电流。在高频段(一般在额定转速的10%以上,感觉电势Es较大,定子阻抗压降RsIs相对很小,能够忽视不计;而在低频段感觉电势Es较小,定子电阻压降RsIs相对较大,不可以忽视,特别是当负载比较重时,电机电流Is比较大,从而使得定子电阻压降RsIs进一步增大,所以当用Usfs近似取代Egfs时,在低频段会使磁通Φm减小,从而使电机输出转矩减低压变频器功能和算法概述概要

低压变频器原理

低压变频器是一种将电网的交流电转化为调节和控制电动机转速的设备。它使用了先进的电子技术，通过调整电压和频率的大小，实现对电动机的精确控制。低压变频器具有效率高、精确控制、节能环保等优点，在工业生产和商业领域得到广泛应用。

低压变频器的工作原理可以分为三个主要部分：整流、逆变和PWM调制。首先，交流电通过整流器被转换为直流电。整流器通常采用可控硅或整流桥等器件，将交流电的负向和正向部分分别转换为负向和正向的直流电。然后，直流电经过滤波器进行滤波处理，去除掉直流电中的脉动成分，得到平稳的直流电源。

接下来，经过整流后得到的直流电通过逆变器被转换为变频的交流电。逆变器通常采用可控硅、IGBT等器件，通过控制它们的开关状态，可以控制输出交流电的电压和频率。逆变器根据输入的电压和频率信号，控制输出电压和频率的大小，并根据电动机的负载情况实时调整输出。通过调整逆变器的输出参数，可以实现对电动机转速的精确控制。

最后，PWM调制是为了进一步控制逆变器的输出。PWM调制通过将交流电转换为脉冲信号，通过调整脉冲的宽度和占空比，实现对输出电压和频率的调节。PWM调制使用高频的脉冲信号来对输出进行调节，通过控制脉冲的数量和宽度，可以实现对输出电压精确的调节。PWM调制技术大大提高了低压变频器的控制精度和效率。

低压变频器在工业生产中具有广泛的应用，可以为各种类型的电动机提供精确的控制。它可以根据需要调整电动机的转速，实现负载的平稳启停、调速和定速等功能。在机械加工、制造业、冶金、石油化工等领域，低压变频器可以实现电动机在不同工况下的最佳效能，提高生产效率和产品质量。

另外，低压变频器的节能环保特性也是其重要的优势之一。传统的电动机在启动过程中，会产生较大的启动电流，导致电网能耗的增加。而低压变频器可以通过调整启动电流和转速来减少启动冲击，降低电网的能耗。此外，低压变频器还可以根据负载实时调整输出功率，实现节能运行。通过精确控制电动机的转速和负载，低压变频器有效地提高了能源的利用率，降低了环境污染。

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低压变频器应用分析

作者：梁领新

来源：《青年时代》2016年第14期

摘 要：低压变频器越来越广泛的应用在电力企业中，文章就变频器使用的主要领域及应用效果作了简述，并分析了变频器在使用中应注意的问题。

关键词：变频器；应用；电力

随着电力电子技术的迅速发展，低压变频器的可靠性不断提高，成本不断下降，在大多数场合已经完全满足电力企业的需要，正在越来越广泛的应用于电力企业的各个领域。热能室自2001年开展低压变频器技术改造以来，积累了一定经验，本文仅就变频器应用的情况介绍如下：

一、应用变频器技术的优点

（1）應用变频技术节能效果明显。由于变频器直接改变电源频率而改变电机转速，没有额外机械损失。我们知道，在应用最广泛的泵与风机类型的负载中，流量与电机转速成正比，压力与转速平方成正比，而消耗功率则与转速立方成正比。当流量由1加%降至80%时，则消耗功率降至51%，即使考虑到风机或泵的效率降低，变频器本身的效率，以及其他因素，节能率也将达到30%以上。

（2）变频器调节平稳、准确。对于象给粉机、给煤机等设备的控制通常采用机械变速、电磁变速甚至不变速等方法，往往存在调节不线性，调节不均匀等问题。采用变频器技术后，由于直接改变电机转速，运转平稳，调整准确。

（3）变频器可靠性高，故障率低，减少设备事故。在锅炉给粉机中，以前采用滑差电机调速，经常发生故障，影响了机组安全运行，采用变频器技术后，由于取消了滑差电机，拆除了最容易发生故障的部件，使得整体可靠性大大提高。

二、变频器技术在电力企业中的典型应用

变频器由于其显著的优点，在发电厂、变电站、供热站等获得了广泛应用，并取得了很多经验。本文仅对一些简单应用做一介绍。

（1）变频器技术在恒压供水系统的应用