交流变频调速技术的优势与应用
交流变频调速系统在机床上的应用
交流变频调速系统在机床上的应用作者：朱长有孟胜男张百元来源：《消费电子·理论版》2013年第11期摘要：本文对变频调速的优势、原理、在机床的应用以及发展进行了分析，以供参考。
关键词：变频调速；优势；原理；应用；发展中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 22-0000-01一、前言本文通过动态仿真的理论分析，对提高机床的竞争能力提供理论依据，并对交流变频调速系统的设计优化提供一些借鉴。
二、变频调速技术的优势（一）节约电能在我们的日常生产过程中风机和电泵有着极其广泛的应用，在风机和电泵运行的过程中需要消耗大量的电能，增加了企业的生产成本。
为了减少能源的消耗，经常会用到挡板和阀门对流量进行调节，在调节的过程中无形的浪费了大量的资源。
通过变频技术能对风机和水泵的流量进行有效的调节，减少了能源的浪费。
（二）提高生产率变频技术的应用能根据设备的负载情况选择出最佳的转速，保证设备的稳定运行，这样就能保证设备在运行过程中的精度，提高生产效率。
同时，还能凭借低速提高停车的精度，减少生产的间歇，也为提高生产效率奠定了基础。
（三）提高产品质量产品机械加工的过程中，设备的稳定运行是提高产品质量的关键因素，通过变频技术的应用，对机械设备的稳定运行提供了条件，这样就能提高生产过程中产品的精度。
三、变频电机调速系统原理变频电机中的电路是由滤波电路、整流电路、逆变电路和制动电路四个部分组成的，输出的波形大多以脉冲方波为主，脉冲方波中高次谐波成分比较多。
在正常的供电工程中，频率和电压按照一定的比例关系进行变化，这样就不能实现电压和频率的同时调整，作为电源使用存在着一定的弊端。
（一）整流电路使用三相不可控桥式整流电路是整流电路经常采用的一种手段，三相不可控由VD1-VD6组成，通过变压设备将交流电转变成直流电，由三相转化成为两相。
（二）滤波电路整流后的电压含有大量的高次谐波，需要采用滤波电路进行处理。
交流电动机的调速方法
交流电动机的调速方法一、电压调速法电压调速法是通过改变电动机的供电电压来实现调速。
在实际应用中，可以通过调节电源电压的大小来改变电动机的转速。
电压调速法简单、成本低，但是在低速调节和大功率调节方面不够灵活。
二、变频调速法变频调速法是通过改变供电电压的频率来实现调速。
通过使用变频器，可以将电源的固定频率电压转换为可调节频率的电压，并将其供给电动机。
变频调速法调节范围广，调速性能好，但是设备成本相对较高。
三、电流调速法电流调速法是通过调节电动机的电流来实现调速。
可以通过调节供电电压的大小，使电动机的工作点在不同的电流区域内变化，从而实现对电动机的调速。
电流调速法适用于一些负载要求变化范围较大的情况，但是调速性能较差。
四、定子电压调速法定子电压调速法是通过改变电动机的定子电压来实现调速。
可以通过变压器等设备，将电源电压按一定比例切割，从而改变电动机的输出电压和转速。
定子电压调速法调速性能较好，但是设备成本较高。
五、转子电阻调速法转子电阻调速法是通过改变电动机转子电路中的电阻来实现调速。
可以通过串联电阻的方式改变电动机的发电电动势和转矩之间的关系，从而实现对电动机的调速。
转子电阻调速法适用于一些负载启动和调速时的特殊要求。
六、磁阻调速法磁阻调速法是通过改变电动机励磁电路的磁阻来实现调速。
可以通过调节励磁电路的磁阻，改变电动机的励磁电流和励磁电动势之间的关系，从而实现对电动机的调速。
磁阻调速法适用于一些对调速性能要求较高的精密控制系统中。
以上是常见的交流电动机调速方法，每种调速方法在不同的应用场景中有其独特的优势和适用性。
在实际应用中，需要根据具体的工作需求和经济性考虑，选择合适的调速方法。
同时，需要注意调速系统的稳定性和可靠性，避免因调速方法选择不当而导致电动机的故障和损坏。
变频调速技术在电铲、钻机设备中的应用解析
变频调速技术在电铲、钻机设备中的应用解析随着当今工程机械的发展，越来越多的设备开始采用变频调速技术，以实现更高的效率和更节能的运行。
其中，电铲和钻机作为重要的工程机械之一，也开始广泛应用变频调速技术。
本文将对变频调速技术在电铲、钻机设备中的应用进行解析。
一、电铲设备中的变频调速技术应用1. 电铲设备概述电铲设备是一种特种装备，主要用于采矿、建设、水利、交通运输等领域。
电铲设备是采矿机械中动力最强、工作能力最大的机械之一。
其主要工作原理是通过铲斗将物料吊起，然后装载到货车或者运输设备中。
2. 变频调速在电铲设备中的应用传统的电铲设备通常采用直流调速系统，但是这种调速方式存在效率低、噪音大、维护难度高等缺陷。
随着变频调速技术的发展，许多电铲设备开始采用变频调速技术，以替代传统的调速方式。
变频调速技术的主要优势包括：①操作简单，使用方便。
变频调速技术可以通过调节频率或者速度来实现调速，操作简单，使用方便。
②能耗低，节能效果明显。
传统的电铲设备调速方式一般存在能耗浪费的问题，而变频调速技术可以根据实际工作负载进行调整，从而达到节能效果。
③噪音小，运行平稳。
传统的电铲设备在运行过程中噪音较大，而变频调速技术可以通过控制工作负载来调整电机的速度，从而使得电铲设备运行更加平稳，噪音更小。
二、钻机设备中的变频调速技术应用1. 钻机设备概述钻机设备主要用于石油、天然气、地热等领域的勘探工作，也被广泛应用于建筑、地质、水利等领域。
钻机设备有多种类型，常见的有旋挖钻、往复钻等。
2. 变频调速在钻机设备中的应用在传统的钻机设备中，通常采用机械调速或者电阻调速的方式，但是这种调速方式存在效率低、能耗高、维护难度大等问题。
随着变频调速技术的发展，许多钻机设备也开始采用变频调速技术。
变频调速技术在钻机设备中的应用主要有：①提高效率，工作更加稳定。
传统的钻机设备中效率低下，而采用变频调速技术可以根据工作负载的实际要求来调整电机的转速，从而使得钻机设备工作更加稳定，效率更高。
交流电机变频调速原理
交流电机变频调速原理交流电机变频调速原理引言：交流电机是现代工业生产中广泛使用的一种电动机，其工作原理是根据电流的方向和大小来控制转子的运动方式。
然而，交流电机的转速、效率和精确度往往受到电源频率的限制。
为了克服这些限制，交流电机变频调速技术应运而生。
本文将深入探讨交流电机变频调速的原理、应用和优势，并分享个人对这个主题的观点和理解。
一、交流电机基础知识1.1 交流电机的原理交流电机是一种以电动力为动力，通过转子和定子的相互作用来实现动力转换的设备。
它是利用交流电流的方向和大小来控制转子的旋转速度和方向。
1.2 交流电机的分类交流电机主要分为感应电机和同步电机两类。
感应电机是最常见的交流电机，适用于大多数家用电器和工业设备。
同步电机则适用于高精度运动控制和同步功率传输场景。
二、交流电机变频调速原理2.1 变频调速的概念交流电机变频调速是一种通过改变电源频率来控制电机转速的技术。
它通过将交流电源的频率进行调整，改变电机转子的运动方式，从而实现对电机速度的精确控制。
2.2 变频器的工作原理变频器是交流电机变频调速系统中的核心设备。
其工作原理是将电源的交流电转换为直流电，然后再将其转换为可调频率和可调幅度的交流电。
这样，就能够实现对电机转速的精确控制。
2.3 变频调速的优势交流电机变频调速具有如下优势：- 比传统调速技术更加节能高效，可以根据实际需求调整电机转速，避免能耗的浪费。
- 减小了机械设备的开停次数，延长了设备的使用寿命。
- 实现了电机的平稳启动和停止，减轻了电机的冲击和振动。
- 提高了系统的控制精度和变速范围，更好地适应不同负载和工艺要求。
三、交流电机变频调速的应用3.1 工业生产中的应用交流电机变频调速广泛应用于工业生产中，如风机、泵站、中央空调系统等。
它们的调速需求较高，变频调速技术能够满足这些需求，并提高生产效率和降低能源消耗。
3.2 家用电器中的应用变频调速技术在家用电器中也有广泛应用，如洗衣机、空调和冰箱等。
变频调速技术在供水系统中的应用
变频调速技术在供水系统中的应用变频调速技术是一种在供水系统中广泛应用的技术手段，其通过调整电机的转速来控制水泵的流量和压力，从而实现对供水系统的精确控制。
本文将从供水系统的需求、变频调速技术的原理和优势以及应用案例等方面进行探讨。
一、供水系统的需求供水系统是城市和农村中不可或缺的基础设施，用于为居民、企事业单位提供稳定的供水服务。
然而，传统的供水系统一般采用恒速运行的方式，无法根据实际需求进行灵活调节，存在能耗高、运行效率低等问题。
因此，需要引入变频调速技术来提高供水系统的运行效率和节能性。
二、变频调速技术的原理和优势变频调速技术是一种通过改变电机的输入电压和频率，从而调整电机转速的技术手段。
在供水系统中，通过变频器控制电机的输入信号，可以实现对水泵的转速精确调节。
这种技术具有以下几个优势：1. 节能高效：传统的供水系统采用恒速运行，无法根据实际需求进行调节，导致能耗浪费。
而变频调速技术可以根据实际需求动态调整水泵的转速，避免了过剩能耗，提高了供水系统的能效。
2. 精确控制：供水系统往往需要根据不同的用水需求来调节流量和压力，传统的供水系统无法满足这种要求。
而采用变频调速技术可以根据实际需求精确控制水泵的转速，从而实现对供水系统的精确控制。
3. 减少设备损坏：传统的供水系统由于无法根据实际需求进行调节，容易导致水泵的频繁启停，从而增加了设备的损坏风险。
而采用变频调速技术可以实现平稳启停，减少了设备的损坏风险，延长了设备的使用寿命。
1. 城市供水系统：在城市供水系统中，采用变频调速技术可以根据不同的时间段和用水需求，灵活调节水泵的运行状态，从而提高供水系统的运行效率和节能性。
例如，在用水高峰期可以提高水泵的流量和压力，而在用水低谷期可以降低水泵的流量和压力，以达到节能的目的。
2. 农田灌溉系统：在农田灌溉系统中，采用变频调速技术可以根据作物的生长需求，调整水泵的流量和压力，从而实现精确的灌溉。
例如，在作物生长初期可以提高水泵的流量和压力，而在作物生长后期可以降低水泵的流量和压力，以满足不同生长阶段的需求。
交流电动机变频调速技术的优势与经济性浅析
６） 行 噪 音低 。运 行频 率 下 降 至４ ｚ 运 ０Ｈ 左右 时 ，电机 的 运行 噪 音 明显 下 降 ，低 于 ８ Ｂ，而 低 速运 行时 基本 上听不 到噪音 ，达 ０ｄ 到 ６ Ｂ ５ 以下 ，大 大降 低 了现场 的 噪音 污染 。 ｄ ７） 动部 件 发热小 。由于 电机降 低速 度运行 以及工作 在 高效 转 率 区 ，电机 的温 升和 轴 承温 升 下 降 明显 。 电机 的前 后 轴承 的 温度 都 有相应 的下 降 ，延 长 了风机 系统 的使 用 寿命 。 ８ ）机 械损 耗小 。由于低 负 荷 下转 速降 低 ，减 少 了机 械部 分 的 磨 损 和振 动 。 风机 大修 周 期 延 长 ，可 大 大节 约检 修 费 用 。采 用液 力偶合器每年的维护费用约在５ 万元左右，而采用变频器后 ，这项 费 用可 下降 为数 千元 左右 。
５ 变频调速 技术在发电站 中的经济优势
变 频 调速 技 术 在发 电站 中 主要 用 于各 种 风机 和 水 泵 ，下 面 以 （ 转第 ９页 ） 下 ３
变 换 方 法 ，将 输人 的 ＿频 交流 电变换 成 为 频 率 和幅 值都 可 调 节 的 厂 交 流 电输 出到交 流 电动机 ，实现 交流 电动 机 的变 速运行 。 ２ 变频 调速方式
将 交流 电由固定 的５Ｈ Ｓ 频变换 为可 变频率 主要有 两种方式 ： ０ｚ Ｅ １ 直 接变 换方 式 。它 是通 过 可控 整流 和 可控 逆变 相结 合 ，将 ） 输入 的＿ 频 电 流直 接 强制 转 化 为所 需 频 率 的交 流 输 ，因 而又 称 ＿ Ｉ ＝ 为 “ 一 变频 ”方式 。 交 交 ２）另一 种 称 为 间 接 变 换方 式 ，又 称 为 “ 一 交 变 频 ”方 交 直一 式 。它 是先 将 ：频 交流 电输 入通 过 全控 （ ｒ ： 或半 控／ 控 ）整流 变 换 不
交流电动机变频调速技术的发展
交流电动机变频调速技术的发展随着电力电子技术和控制理论的不断发展，交流电动机变频调速技术得到了广泛应用。
本文将介绍交流电动机变频调速技术的发展背景、基本原理、应用场景、案例分析以及交流讨论，以期读者能深入了解该技术的应用和发展前景。
交流电动机变频调速技术是一种通过改变电源频率来调节交流电动机转速的技术。
其基本原理基于交流电动机的转速与电源频率成正比关系，通过改变电源频率，可以实现对电动机转速的平滑调节。
目前，常见的交流电动机变频调速方法有直接电源变换型和间接电源变换型两种。
直接电源变换型是通过改变电源的频率和幅值来直接驱动电动机，而间接电源变换型则是通过先转换成直流，再通过逆变器转换成交流来驱动电动机。
两种方法各有优缺点，直接电源变换型具有高效率和快速响应特点，但需要使用昂贵的电力电子设备；而间接电源变换型虽然需要两级转换，但其控制精度高且成本较低。
交流电动机变频调速技术被广泛应用于各种领域。
在工业生产中，该技术用于驱动各种泵、风机、压缩机等设备，实现生产过程的自动化和节能；在交通运输业中，交流电动机变频调速技术用于驱动地铁、轻轨、动车等城市轨道交通车辆，提高运行效率和乘坐舒适度；在电力系统中，该技术用于调节负荷和功率因数，提高电网运行效率和稳定性；在环保领域，交流电动机变频调速技术用于驱动环保设备，如污水泵、除尘器等，实现环保工程的自动化和节能。
随着技术的不断发展，交流电动机变频调速技术的应用前景将更加广阔。
以地铁车辆为例，交流电动机变频调速技术被广泛应用于地铁电传动系统中。
通过使用该技术，地铁车辆能够根据运行需求自动调节速度和加速度，提高运行效率和乘坐舒适度。
同时，该技术还具有对电网的友好特性，能够实现能量的高效回馈，降低能源消耗。
在应用交流电动机变频调速技术时，有一些问题需要注意。
由于该技术的应用涉及到大量的电力电子设备，因此需要充分考虑其可靠性、稳定性和耐久性。
由于不同的应用场景对电动机的调速性能和节能效果有不同的要求，因此需要根据实际情况选择合适的变频器和控制系统。
交流变频调速技术 第3版 提取码
提取码：xxx目录1. 概述2. 变频调速技术的基本原理3. 变频调速在工业生产中的应用4. 变频调速技术的发展趋势5. 结语1. 概述变频调速技术是指通过改变电机的输入频率和电压，从而实现电机转速调节的一种技术。
它具有节能、调速范围广、精度高等优点，已经被广泛应用于各种工业生产中。
本文将对变频调速技术的基本原理、工业应用及发展趋势进行探讨。
2. 变频调速技术的基本原理变频调速技术通过变换电源频率来控制电机的转速，其基本原理是根据控制电源的频率，改变电机的电压和频率，以改变电机的机械输出。
在调速系统中，变频器是起到关键作用的设备，它能够将传统的交流电源变频成为所需的频率和电压输出，从而实现对电机转速的精确控制。
3. 变频调速在工业生产中的应用变频调速技术在工业生产中有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：- 变频调速在风机、泵、压缩机等设备中的应用，能够根据生产的需要实现设备的精确调速，提高生产效率；- 在输送设备中的应用，通过变频调速技术，可以实现输送速度的精确控制，从而提高生产线的整体效率；- 在机床等设备中的应用，可以实现对工件加工的精准控制，提高加工质量和效率。
4. 变频调速技术的发展趋势随着科技的发展，变频调速技术也在不断创新和完善，未来的发展趋势主要体现在以下几个方面：- 高性能变频器的研发：随着工业自动化程度的提高，对于变频器的性能和稳定性要求也将越来越高，因此未来的发展重点将会放在高性能变频器的研发上；- 变频调速技术与智能制造的结合：随着智能制造的兴起，变频调速技术将会与智能制造相结合，实现更高效的生产方式；- 节能减排：随着节能环保理念的普及，未来的变频调速技术将会更加注重节能减排，实现环保和可持续发展。
5. 结语变频调速技术作为一种高效节能的技术手段，其在工业生产中的应用前景广阔。
通过对其基本原理、应用及发展趋势的探讨，我们可以看到，变频调速技术将会在未来的工业生产中扮演着越来越重要的角色。
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文章编号:1002-3704(1999)05-0042-02 文献标识码:B 中图分类号:TM 921.51
于京燕 北京同仁堂制药二厂
交流变频调速技术的优势与应用
对于可调速的电力拖动系统,工程上往往根据电动机电流制型式分为直流调速系统和交流调速系统两类。
它们最大的不同处主要在于交流电力拖动免除了直流电机电流流
向变化的机械换向器 整流子。
在二十世纪70年代以后,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。
在各个工业领域中,交流调速比重已逐渐增大,世界各国的设计研究工作已把重点转向交流调速技术,它在工业自动化领域中的地位日趋重要。
一、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,特性静差率较高,相对稳定往好。
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。
二、交流变频调速与其它调速方法的比较
交流电动机的调速方法有三种:变极调速、改变转差率调速和变频调速。
其中,变频调速最具优势。
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与整流子,因而必须对其进行维修检查,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至14兆瓦,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至10千伏。
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,而交流电机可达到每分钟数千转。
第四,直流电机的体积、重量、价格比同等容量的交流电机要大。
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,可以获得十分可现的节电效益。
另一方面,交流拖动本身存在可以挖掘的节电潜力。
在交流 行业交流
调速系统中,选用电机时往往留有 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本,既可大大提高其效率,又可减少10%的电能消耗。
三、交流变频调速的合理应用
交流变频调速技术在工业发达国家已得到广泛应用。
美国有60%至65%的发电量用于电机驱动,由于有效地利用了变频调速技术,仅工业传动用电就节约了15%至20%电量。
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:
1.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。
2.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。
3.用变频调速代替用截门或挡板调整流量适于风机、水泵、压缩机等。
例如:我单位锅炉上水泵、鼓风机、引风机都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。
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.电机实际功率确定法:首先测定电机的实际功率,以此来选用变频器的容量。
2.公式法:设安全系数取1.05,则变频器的容量P b为:
P b=1.05P m/m!cos!(kVA)
式中,P m为电机负载;m为电机效率。
计算出P b后,按变频器产品目录便可选出具体规格。
3.电机额定电流法:变频器在任何情况下,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
Io>∀
i
n=1
In
In为第n台电动机的额定电流,n为电机的台数。
变频器容量选定过程,实际上就是一个变频器与电机的最佳匹配过程,最常见、也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。
虽然变频调速有诸多优点,但也有其不利因素,主要问题是电流中含高次谐波较多,除对电网有污染外,也使电机自身增加损耗,引起电机发热。
再有,变频器价格贵、投资回收期长、技术复杂,尤其在实现闭环自动控制时,还需进行技术处理。
此外,不是任何情况下变频调速都节电,如果电机负载变化不大,或深井泵配有水塔,节电、节水效果都不大,就不宜使用变频调速。
四、结论
交流变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。
随着电力电子技术的不断发展,性能可靠、匹配完善、价格便宜的变频器会不断出现,这一新技术会得到更为广泛、普遍的应用。
从而,根本上解决笼型转子异步电极的调速问题。
目前,国外先进国家的变频技术正向小型化、高可靠性、抗公害、多功能、高性能等方向发展,我国也在加快发展步伐。
行业交流北京节能 19995。