變頻調速技術

變頻調速技術

變頻調速技術是一種以改變電機頻率和改變電壓來達到電機調速目的的技術,變頻調速具有效率高、調速範圍寬、精度高、調速平穩、無級變速等優點,因而被廣泛使用,是國家電機能效提升計畫非常重要的技術。

基本信息

基本原理

變頻調速技術的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關係:n=60f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數);通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。變頻器就是基於上述原理採用交-直-交電源變換技術,電力電子、微電腦控制等技術於一身的綜合性電氣產品。

技術原理

變頻調速是通過改變供給電動機的供電頻率,來改變電機的轉速,從而改變負載的轉速。

電機的轉速:n=50f(1-S)/P

其中f為供電頻率,P為電機的極對數,S為滑差。因此,改變f就可以改變電機的轉速。

技術特點

1、節能,一般可以節能10%~50%

根據國家電機能效提升計畫,從電機自身情況看,我國電機效率平均水平低於國外3-5個百分點,要提高電機效率就必須提高節能手段。

2、提高網側功率因數

無功功率不但增加線損和設備的發熱,更主要的是功率因數的降低導致電網有功功率的降低,大量的無功電能消耗線上路當中,設備使用效率低下,浪費嚴重。使用變頻調速裝置後,由於變頻器內部濾波電容的作用,功率因數很高,從而減少了無功損耗,增加了電網的有功功率。

3、軟啟軟停功能

電機一般為直接啟動或Y/D啟動,啟動電流等於4~7倍額定電流,這不但要求電網容量高,而且啟動時會對設備和電網造成嚴重的衝擊,影響使用壽命。使用變頻裝置後,利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始,最大值也不超過額定電流,減輕了對電網的衝擊和對供電容量的要求,延長了設備的使用壽命。

實際套用

變頻器變頻器
變頻調速技術已深入我們生活的每個角落,變頻調速系統的控制方式包括V/F、矢量控制(VC)、直接轉矩控制(DTC)等。V/F控制主要套用在低成本、性能要求較低的場合;而矢量控制的引入,則開始了變頻調速系統在高性能場合的套用。近年來隨著半導體技術的發展及數字控制的普及,矢量控制的套用已經從高性能領域擴展至通用驅動及專用驅動場合,乃至變頻空調、冰櫃、洗衣機等家用電器。交流驅動器已在工業機器人、自動化出版設備、加工工具、傳輸設備、電梯、壓縮機、軋鋼、風機泵類、電動汽車、起重設備及其它領域中得到廣泛套用。隨著半導體技術的飛速發展,MCU的處理能力愈加強大,處理速度不斷提升,變頻調速系統完全有能力處理複雜的任務,實現複雜的觀測、控制算法,傳動性能也因此達到前所未有的高度。而現在變頻驅動主要使用PWM合成驅動方式,這要求其控制器有很強的PWM生成能力。

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