變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì) 與傳統(tǒng)的溝通拖動(dòng)系統(tǒng)相比，利用變頻器對(duì)溝通電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速掌握的溝通拖動(dòng)系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)能，簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)的調(diào)速掌握，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的高效連續(xù)調(diào)速掌握，簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換，可以進(jìn)行高頻度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)，可以進(jìn)行電氣制動(dòng)，可以用一臺(tái)變頻器對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速掌握，電源功率因數(shù)大，所需電源容量小，可以組成高性能的掌握系統(tǒng)等等。下面介紹一下上面提到的變頻器調(diào)速掌握系統(tǒng)的各種主要優(yōu)點(diǎn)。在很多狀況下，使用變頻器的目的是節(jié)能，尤其是對(duì)于在工業(yè)中大量使用的風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載來說，通過變頻器進(jìn)行調(diào)速掌握可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)上利用擋板和閥門進(jìn)

2、行的風(fēng)量、流量和揚(yáng)程的掌握，所以節(jié)能效果特別明顯。由于以節(jié)能為目的的調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍和精度要求不高，所以通常采納在價(jià)格方面比較經(jīng)濟(jì)的通用型變頻器。由于變頻器可以看作是一個(gè)頻率可調(diào)的溝通電源，對(duì)于現(xiàn)有的進(jìn)行恒速運(yùn)轉(zhuǎn)的異步電動(dòng)機(jī)來說，只需在電網(wǎng)電源和現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)之間接入變頻器和相應(yīng)設(shè)備，就可以利用變頻器實(shí)現(xiàn)調(diào)速掌握，而無須對(duì)電動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)本身進(jìn)行大的設(shè)備改造。在采納了變頻器的溝通拖動(dòng)系統(tǒng)中，異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速掌握是通過轉(zhuǎn)變變頻器的輸出頻率實(shí)現(xiàn)的。因此，在進(jìn)行調(diào)速掌握時(shí)，可以通過掌握變頻器的輸出頻率使電動(dòng)機(jī)工作在轉(zhuǎn)差率較小的范圍，電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍較寬，并可以達(dá)到提高運(yùn)行效率的目的。一般來說，通

3、用型變頻器的調(diào)速范圍可以達(dá)到1：10以上，而高性能的矢量掌握方式的變頻器的調(diào)速范圍可以達(dá)到1：1000。此外，當(dāng)采納矢量掌握方式的變頻器對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速掌握時(shí)，還可以直接掌握電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。因此，高性能的矢量掌握變頻器與變頻器專用電動(dòng)機(jī)的組合在掌握性能方面可以達(dá)到和超過高精度直流伺服電動(dòng)機(jī)的掌握性能。利用一般的電網(wǎng)電源運(yùn)行的溝通拖動(dòng)系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換，必需利用開閉器等裝置對(duì)電源進(jìn)行換相切換。利用變頻器進(jìn)行調(diào)速掌握時(shí)，只需轉(zhuǎn)變變頻器內(nèi)部逆變電路換流器件的開關(guān)挨次即可以達(dá)到對(duì)輸出進(jìn)行換相的目的，很簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換而不需要特地設(shè)置正反轉(zhuǎn)切換裝置。此外，對(duì)在電網(wǎng)電源下運(yùn)行

4、的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)切換時(shí)，假如在電動(dòng)機(jī)尚未停止時(shí)就進(jìn)行相序的切換，電動(dòng)機(jī)內(nèi)將會(huì)由于相序的轉(zhuǎn)變而流過大于起動(dòng)電流的電流，有燒毀電動(dòng)機(jī)的危急，所以通常必需等電動(dòng)機(jī)完全停下來之后才能夠進(jìn)行換相操作。而在采納變頻器的溝通調(diào)速系統(tǒng)中，由于可以通過轉(zhuǎn)變變頻器的輸出頻率使電動(dòng)機(jī)根據(jù)斜坡函數(shù)的規(guī)律進(jìn)行加速，從而達(dá)到限制加速電流的目的。因此，在利用變頻器進(jìn)行調(diào)速掌握時(shí)更簡(jiǎn)單和其它設(shè)備一起構(gòu)成自動(dòng)掌握系統(tǒng)。對(duì)于利用一般的電網(wǎng)電源運(yùn)行的溝通拖動(dòng)系統(tǒng)來說，由于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流較大并存在著與起動(dòng)時(shí)間成正比的功率損耗，所以不能使電動(dòng)機(jī)進(jìn)行高頻度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)。而對(duì)于采納了變頻器的溝通調(diào)速系統(tǒng)來說，由于電動(dòng)機(jī)的起停都是在低速區(qū)

5、進(jìn)行而且加減速過程都比較平緩，電動(dòng)機(jī)的功耗和發(fā)熱較小，可以進(jìn)行較高頻度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)。變頻調(diào)速系統(tǒng)的上述特點(diǎn)可以用于采納溝通拖動(dòng)系統(tǒng)的傳送帶和移動(dòng)工作臺(tái)等以達(dá)到節(jié)能的目的。這是由于，在利用異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行恒速驅(qū)動(dòng)的傳送帶以及移動(dòng)工作臺(tái)中，電動(dòng)機(jī)通常始終處于工作狀態(tài)，而采納變頻器 進(jìn)行調(diào)速掌握后，由于可以使電動(dòng)機(jī)進(jìn)行高頻度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)，可以使傳送帶或移動(dòng)工作臺(tái)只是在有貨物或工件時(shí)停止運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)能的目的。由于在變頻器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的調(diào)速掌握是通過轉(zhuǎn)變變頻器的輸出頻率進(jìn)行的，當(dāng)把變頻器的輸出頻率降至電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的頻率以下時(shí)，負(fù)載的機(jī)械能將被轉(zhuǎn)換為電能，并被回饋給供電電網(wǎng)，并形成電氣制動(dòng)。此

6、外，一些變頻器還具有直流制動(dòng)功能，即在需要進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，可以通過變頻器給電動(dòng)機(jī)加上一個(gè)直流電壓，并利用該電壓產(chǎn)生的電流進(jìn)行制動(dòng)。同機(jī)械制動(dòng)相比，電氣制動(dòng)有很多優(yōu)點(diǎn)，例如體積小，維護(hù)簡(jiǎn)潔，牢靠性好等。但是也應(yīng)當(dāng)留意到，由于在靜止?fàn)顟B(tài)下電氣制動(dòng)并不能使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生保持轉(zhuǎn)矩，所以在某些場(chǎng)合還必需實(shí)行相應(yīng)的措施，例如和機(jī)械制動(dòng)器同時(shí)使用等。高速驅(qū)動(dòng)是變頻器調(diào)速掌握的最重要的優(yōu)點(diǎn)之一。這是由于對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)來說，由于受電刷和換向環(huán)等因素的制約，無法進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)來說，由于不存在上述制約因素，理論上講異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到相當(dāng)高的速度。由于異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為： 式中n電機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min

7、；f電源頻率，HZ；p電動(dòng)機(jī)磁極個(gè)數(shù)；s轉(zhuǎn)差。當(dāng)用工頻電源（50HZ）對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，二極電動(dòng)機(jī)的最高速度只能達(dá)到3000r/min。為了得到更高的轉(zhuǎn)速，則必需使用專用的高頻電源或使用機(jī)械增速裝置進(jìn)行增速。與此相比，目前高頻變頻器的輸出頻率已經(jīng)可以達(dá)到3000KHZ，所以當(dāng)利用這種高速變頻器對(duì)二極異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以得到高達(dá)180000r/min的高速。而且隨著變頻器技術(shù)的進(jìn)展，高頻電源的輸出頻率也在不斷提高，因此進(jìn)行更高速度的驅(qū)動(dòng)也將成為可能。此外，與采納機(jī)械增速裝置的高速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，由于采納高頻變頻器的高速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中并不存在異步電動(dòng)機(jī)以外的機(jī)械裝置，其牢靠性更好，而且保養(yǎng)和

8、修理也更加簡(jiǎn)潔。在變頻器調(diào)速掌握系統(tǒng)中，變頻器和電動(dòng)機(jī)是可以分別設(shè)置的。因此，通過和各種不同的異步電動(dòng)機(jī)的適當(dāng)組合，可以得到使用于各種工作環(huán)境的溝通調(diào)速系統(tǒng)，而對(duì)變頻器本身并沒有特別要求。例如，對(duì)有防爆和防腐蝕要求的環(huán)境，只需將電動(dòng)機(jī)換為專用電動(dòng)機(jī)，而使用一般的變頻器并將其安裝在有防爆和防腐蝕要求的環(huán)境之外的一般環(huán)境即可。由于變頻器本身對(duì)外部來說可以看作是一個(gè)可以進(jìn)行調(diào)頻調(diào)壓的溝通電源，可以用一臺(tái)變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)，從而達(dá)到節(jié)省設(shè)備投資的目的。而對(duì)于直流調(diào)速系統(tǒng)來說，則很難做到這一點(diǎn)。當(dāng)用一臺(tái)變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，若驅(qū)動(dòng)對(duì)象為同步電動(dòng)機(jī)，全部的電動(dòng)機(jī)將會(huì)以同樣的速度

9、（同步轉(zhuǎn)速）運(yùn)轉(zhuǎn)，而當(dāng)驅(qū)動(dòng)對(duì)象為容量和負(fù)載都不相同的異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，則由于轉(zhuǎn)差的緣由，各電動(dòng)機(jī)之間會(huì)存在肯定的速度差。由于變頻器時(shí)通過溝通直流的電源變換后對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的，所以電源的功率因數(shù)不受電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)的影響，幾乎為定值。此外，當(dāng)用電網(wǎng)電源對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為額定電流的56倍，而在采納變頻器對(duì)異步電動(dòng)機(jī)記性驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于可以將變頻器的輸出頻率降至很低時(shí)起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流很小，因而變頻器輸入端電源的容量也可以比較小。一般來說，變頻器輸入端電源的容量只需為電動(dòng)機(jī) 輸出容量的1.5倍左右即可。這也說明變頻器也可以同時(shí)起到減壓起動(dòng)器的作用。隨著掌握理論、溝通調(diào)速理論和電子技術(shù)的進(jìn)展，變頻器技術(shù)也得到了充分的重視和進(jìn)展，目前，有高性能變頻器和專用的異步電動(dòng)機(jī)組成的掌握系統(tǒng)在性能上已經(jīng)達(dá)到和超過了直流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)。此外，由于異步電動(dòng)機(jī)還具有對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，維護(hù)簡(jiǎn)潔等很多直流伺服電動(dòng)機(jī)所不具