变频调速技术ACS6000概述

现代工业生产过程中,各种设备的传动部件大都离不开电动机,且电动机的传动在许多场合要求能够调速。电动机的调速运行方式很多,以电动机类型分大致可分为直流调速与交流调速两种,而交流调速方式又可分为变极调速、改变转差率调速和变频调速等几种方式。
20世纪70年代后,大规模集成电路和计算机控制技术的发展,以及现代控制理论的应用,使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能,在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。在交流调速技术中,变频调速具有绝对优势,并且它的调速性能与可靠性不断完善,价格不断降低,特别是变频调速节电效果明显,而且易于实现过程自动化,深受工业行业的青睐。
1. 交流变频调速的优异特性 
(1) 调速时平滑性好,效率高。低速时,特性静关率较高,相对稳定性好。 
(2) 调速范围较大,精度高。 
(3) 起动电流低,对系统及电网无冲击,节电效果明显。 
(4) 变频器体积小,便于安装、调试、维修简便。 
(5) 易于实现过程自动化。
(6) 必须有专用的变频电源,目前造价较高。 
(7) 在恒转矩调速时,低速段电动机的过载能力大为降低。
2. 与其它调速方法的比较 
这里仅就交流变频调速系统与直流调速系统做一比较。
在直流调速系统中,由于直流电动机具有电刷和整流子,因而必须对其进行检查,电机安装环境受到限制。例如:不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用。此外,也限制了电机向高转速、大容量发展。而交流电机就不存在这些问题,主要表现为以下几点:
第一,直流电机的单机容量一般为12-14MW,还常制成双电枢形式,而交流电机单机容量却可以数倍于它。第二,直流电机由于受换向限制,其电枢电压最高只能做到一千多伏,而交流电机可做到6-10kV。第三,直流电机受换向器部分机械强度的约束,其额定转速随
电机额定功率而减小,一般仅为每分钟数百转到一千多转,而交流电机的达到每分钟数千转。第四,直流电机的体积、重量、价格要比同等容量的交流电机大。最后,特别要指出的是交流调速系统在节约能源方面有着很大的优势。一方面,交流拖动的负荷在总用电量中占一半或一半以上的比重,这类负荷实现节能,可以获得十分可观的节电效益。另一方面,交流拖动本身存在可以挖掘的节电潜力。在交流调速系统中,选用电机时往往留有一定余量,电机又不总是在最大负荷情况下运行;如果利用变频调速技术,轻载时,通过对电机转速进行控制,就能达到节电的目的。工业上大量使用风机、水泵、压缩机等,其用电量约占工业用电量的50%;如果采用变频调速技术,既可大大提高其效率,又可减少10%的电能消耗。 
采用变频调速,一是根据要求调速用,二是节能。它主要基于下面几个因素: 
(1)变频调速系统自身损耗小,工作效率高。
(2) 电机总是保持在低转差率运行状态,减小转子损耗。 
(3) 可实现软启、制动功能,减小启动电流冲击。 
    在采用变频调速时,需从工艺要求、节约效益、投资回收期等各方面考虑。如果仅从工艺要求、节约效益考虑,下面几种情况选用变频调速较有利: 
F根据工艺要求,生产线或单台设备需要按程序或按要求调整电机速度的。如:包装机传送系统,根据不同品种的产品,需要改变系统传送速度,使用变频调速可使调速控制系统结构简单,控制准确,并易于实现程序控制。
F用变频调速代替机械变速。如:机床,不仅可以省去复杂的齿轮变速箱,还能提高精度、满足程序控制要求。 
F用变频调速代替用闸门或挡板调整流量适于风机、水泵、压缩机等。例如:锅炉上水泵、鼓风机、引风机实行了变频调速控制,不仅省去了伺服放大器、电动操作器、电动执行器和给水阀门(或挡风板),而且使得整个锅炉控制系统得到了快速的动态响应、高的控制精度和稳定性。
3变频器容量的确定
变频调速是通过变频器来实现的,对于变频器的容量确定至关重要。合理的容量选择本身
就是一种节能降耗措施。根据现有资料和经验,比较简便的方法有三种: 
(1) 公式法 
设安全系数取1.05,则变频器的容量Pb 
Pb = 1.05Pm/hm×cosy (kW)
式中,Pm为电机负载;hm为电机功率。
计算出Pb后,按变频器产品目录可选出具体规格。
In为第n台电动机的额定电流,n为电机的台数。在任何情况下,都不能在连续使用时超过额定电流I,当一台变频器用于多台电机时,应满足。教学扩音器
(2) 电机实际功率法
变频器容量选定过程,实际上是一个变频器与电机的最佳匹配过程,最常见、也比较安全的是使变频器的容量大于或等于电机的额定功率,但实际匹配中要考虑电机的实际功率与
额定功率相差多少,通常都是设备所选能力偏大,而实际需要的能力小,因此按电机的实际功率选择变频器是合理的,避免选用的变频器过大,使投资增大。
4.使用变频调速器的特点
1. 可软启动:减小启动时对设备的机械冲击,减少设备的磨损。
2. 可提高至音源COSφ:变频器是把交流电整流为直流电,通过滤波后,再逆变为交流电,相对电网的阻抗特性为阻性。
3. 电源隔离:把电网与电机的电力进行隔离。
4. 支脚可改变转速(无级调速):转速可从0--额定转速,可取代减速箱,滑差电机。
5. 可节约电费 20-50 %):减少成本开支。
6. 带有通讯接口,可与计算机连接,适合自动化控制(PC卡、变频软起)。
7. 可设计为闭环控制(PIDPG控制):使操作更简单。
8. 肘型电缆头可远程操作:可配远程操作盒。
9. 可改变电压:可把单相交流电变为三相交流电供三相小功率电机使用,适合三相电压取用不方便的场合。
10. 带有各种(过流、过压、欠压、接地、短路等)保护功能:使设备运行更可靠。
11. 自动转矩补偿:适用于带负荷启动的负载进行启动。
12. 可多段速运行。
13. 带有马达失速防止功能。
14. 带有直流制动与软体刹车功能:适用于大惯量负载。
15. 带有点动功能:便于调试设备。
16. 可任意设定加减速时间:使设备启停更平稳。
17. 可加装输出转速指示表,在调整转速时更直观更方便。 
槐木可以做防腐木吗5.变频调速的基本原理
交流异步电动机的转子转速n可用下式表示:
n=60f/p ×(1-s)         ()
式中:f——定子供电电源的频率;
——电动机的极对数;
——电动机的转差率。
由此可见,当平滑地改变f时,即可改变n。由此可知,变频调速技术的关键是如何调制出可变频率的正弦波电源。
6.交变频调速
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--交变频器的主电路包括整流和无源逆变两部分。整流电路把来自交流电网的交流电能变成直流,再由逆变电路将直流电能转换为负载所需的交流电,送给三相负载。整流电
路如果采用电容滤波,其输出电压保证恒定,直流电源相当于一个恒压源,这种变频电路称为电压型;如果整流电路采用串联电感滤波,可保证输出电流恒定,相当于一个恒流源,这种变频器成为电流型变频器。

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