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变频调速器技术原理及应用

日期: 2018-08-16
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  变频器制动单元供应商提醒您:变频器变频调速技术是一种以改变电机频率和改变电压来达到电机调速目的的技术。众所周知目前无论哪种机械调速,都是通过电机来实现的。从大范围来分,电机有直流电机和交流电机。过去的调速,多数用直流电机,由于直流机调速容易实现。但直流机缺点明显:滑环和碳刷要经常拆换,给人们带来太大的麻烦。因此有人就想,如果把可靠简单的笼式交流电机用来调速那该多好!因而就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速、液力偶和调速等交流调速方式。当然也出现了滑差电机、绕线式电机、同步机、这些都是交流电机。


  到20世纪80年代,由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展,才出现了对交流机来说最合适的变频调速技术,它一出现就以其优异的性能逐步取代其它交流电机调速方式,乃至直流电机调速,而成为电气传动的中枢。因而说变频调速是时代的产物,只有在技术高度发展的今天,才能实现。为什么说它是基于电力电子、微电子、信息技术发展的产物?


  一是它的逆变部分都基于电流很大、电压很高的 SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等电力电子器件来完成的。什么叫逆变:就是直流变交流(DC-AC)那么交流变直流就叫整流(AC-DC)。


  二是它的控制部分和负载状态的检测是由CPU(32位计算机)来完成,这是微电子器件发展的结果。三是内置4-20mA 接口和 RS485 接口可以和仪表、DCS 相接,通过总线Profibus、Interbus 通讯。


  调速节能原理从二个方面来说明:

  1、风机水泵的节电原理就是用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量,这是一个节电的有效途径。在用档风板控制额定风量Q1=100%输出时,则轴功率N1与面积AH1 OQ1成正比,若风量减半Q2 =50%输出时,则轴功率N2与面积BH2 OQ2成正比,它比N1减少不多,这是因为需要克服档风板阻力增大风压所致。如果采用调速控制同样风量减半输出时,转数由n1降至n2,按风机参数比例定律画出n2时的特性曲线,C点为新的工矿点,这时轴功率N2与面积CH3OQ2成正比,在满足同样风量Q2情况下,轴功能降低很多,节省的功率耗损△N与面积BH2H3C成正比,可见节电效果十分显着。


  2、流体力学的观点

  流量∝转速,压力∝转速^2,轴功率∝转速^3,若转速下降20%,则功率下降到51.2% ;若转速下降50%,则轴功率下降到12.5% ,即使考虑调速装置本身的损耗等因素,节电也是相当可观的。


  为此,许多行业、如钢铁、有色、石油、石化、化工、纺织、机械、电力、建材、医药、煤炭、造纸、卷烟、酒店、自来水等行业都在许多设备中采用交流电机变频调速技术,产生节电及增产的效果。


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