浅析变频技术应用与发展
变频的原理与应用
变频的原理与应用一、概述变频技术作为一种先进的电力调节技术，广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍变频的原理及其在不同领域中的应用。
二、变频的原理变频器通过改变电源频率来控制电机的转速，从而实现对电机的调节。
具体而言，变频器将交流电源输入经过整流、滤波、逆变等处理后，得到所需的变频电源输出。
其主要原理可以概括如下：1.输入电源整流滤波：将交流电源通过整流电路转换为直流电源，并经过滤波电路削去输出纹波。
2.逆变输出：将直流电源通过逆变器电路转换为可调节的交流电源输出，在逆变过程中通过改变逆变电路的开关频率来实现输出频率的调节。
3.控制单元：变频器通过控制单元对逆变器进行调节，实现频率、电压等参数的控制。
常见的控制方式包括串行通信、模拟控制和数字控制等。
三、变频的应用1. 工业领域变频技术在工业领域中得到了广泛应用，主要体现在以下几个方面：•变频电机驱动：传统的电机驱动方式使用固定频率的电源供电，而变频电机驱动将电机与变频器相结合，可以实现对电机转速的精确控制，大大提高了生产效率。
•节能降耗：通过变频器控制电机转速，能够根据实际负载情况自动调整电机的输出功率，以达到节能降耗的目的。
•调速精度高：变频器可以实现电机转速的精确控制，适用于对转速要求较高的设备，如机床、风机、泵等。
2. 暖通空调领域暖通空调系统是变频技术应用的又一个重要领域，其主要应用在以下几个方面：•变频压缩机：传统的空调系统使用固定频率的压缩机，无法根据负载变化的实际需求进行调节。
而采用变频技术的空调系统可以根据室内温度、负载情况等实时调整压缩机的转速，从而实现能耗的降低。
•精确控制温度：变频技术可以实现空调系统的整体调节，根据室内外温度、湿度等参数来精确控制空调的运行，提供更加舒适的室内环境。
•节能环保：通过变频技术，空调系统可以实现高效运行，避免能量的浪费，达到节能环保的目的。
3. 水处理领域在水处理领域，变频技术也起到了重要作用，常见应用包括：•潜水泵变频调速：将潜水泵与变频器相结合，能够根据实际需求调整泵的运行频率和转速，从而实现水位的稳定控制。
课程设计 变频调速技术的应用现状和发展
洛阳理工学院课程设计课程名称：设计课题：系别：班级：学号：姓名：目录摘要 (3)前言 (3)一、变频调速技术及其在空调系统中的应用 (3)二、变频调速技术实验研究及其应用分析 (6)三、交流变频调速技术的优势与应用 (11)四、变频调速系统的发展现状与前景展望 (13)五、课程设计心得体会 (16)六、参考文献 (16)变频调速技术的应用现状和发展摘要：介绍了目前变频调速领域研究的热点问题，分析了最新技术发展对变频调速系统产业化所带来的影响，并对变频调速系统的发展前景进行了预测。
简要介绍了变频调速技术，对变频调速器的用途和性能优点做了概括总结，比较详细地论述了变频调速器应用在空调系统中的节能的基本原理，并对其自动控制方法做了简单介绍.重点分析了与阀门调节相比，变频调速器的节能效果，从变频调速的基本原理开始，讨论了电动机调速与节能的关系，根据实验数据，结合生产实践中大量使用的风机、水泵进行分析，指出变频调速有利于节能及其它优势，并结合相关实例说明了使用变频技术带来的经济效益。
Abstract: This paper describes the current research in the field of frequency control hot issues, analyzing the latest technological developments on the frequency control system, the impact of industrialization, and Frequency Control System briefly introduced the development prospects of Frequency Control Technology,, a more detailed exposition of the frequency converter used in air-conditioning system in the basic principles of energy-saving, and its automatic control method made a brief introduction. focus on analysis, compared with the valve control, frequency conversion governor of energy-saving effect, from the basic principle of frequency conversion began to discuss the relationship between motor speed and energy saving, according to the experimental data, combined with production practice that is conducive to energy-saving frequency control, and other advantages, combined with the use of relevant examples of the benefits of inverter technology .前言当前全球经济发展过程中，有两条显著的相互交织的主线：能源和环境。
变频技术的应用与发展
变频技术的应用与发展【摘要】变频技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。
随着科学技术的高速发展，变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中，如变频调速在供水、空调设备、过程控制、电梯、机床等方面的应用，保证了调节精度，减轻了工人的劳动强度，提高了经济效益。
【关键词】变频技术；发展应用趋势；电梯变频技术的应用可分为两大类：一种，是用于传动调速；另一种，是用于各种静止电源。
而变频器最为典型的应用是以各种机械的节能为目的。
1 变频技术在电梯设备上的应用电梯是一种垂直运输工具，它在运行中不但具有动能，而且具有势能。
它经常处在正反转、反复启制动过程中。
对于载重大、速度高的电梯来说，提高运行效率、节约电能是重点要解决的问题。
如果均匀地改变定子供电电源的频率，则可平滑地改变交流电动机的同步转速。
在调速时，为了保持电动机的最大转矩不变，需要维持气隙磁通恒定，这就要求定子电压也随之作相应调节，通常是保持U/f=常数。
因此，要求向电动机供电的同时要兼有调压与调频两种功能，通常简称VVVF型变频器；用于电梯时常称为VVVF型电梯，简称变频电梯。
电梯动力来自电动机，一般选11kW或15kW的异步电动机。
曳引机的作用有三点：一是调速，二是驱动曳引钢丝绳，三是在电梯停车时实施制动。
为了加大载重能力，钢丝绳的一端是轿厢，另一端加装了配重装置，配重的重量随电梯载重量的大小而变化。
计算公式如下：配重的重量=（载重量/2十轿厢自重）×45%。
公式中的45%是平衡系数，一般要求平衡系数在45%～50%之间。
为满足乘客的舒适感和平层精度，要求电动机在各种负载下都有良好的调速性能和难确停车性能。
图1 电压源变频电梯电力传动系统框图1.1 系统构成主要有以下几部分：1.1.1 整流与再生部分。
这部分的功能有两个，一是，将电网三相正弦交流电压整流成直流，向逆变部分提供直流电源；二是，在减速制动时，有效地控制传动系统能量回馈给电网。
变频调速及其控制技术的现状与发展趋势
变频调速及其控制技术的现状与发展趋势摘要：变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果在各个领域得到广泛的应用，为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了重要手段。
本文首先回顾了变频调速技术的发展历史和现状，然后总结了变频调速中的关键控制技术，并介绍了智能控制理论在变频调速系统中的应用情况，最后指出了变频调速技术的发展趋势。
关键字：变频调速技术矢量控制异步电动机PWM技术智能控制1变频调速技术的发展历史及现状变频调速技术涉及到电力、电子、电工、信息与控制等多个学科领域。
随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展，以变频调速为代表的近代交流调速技术有了飞速的发展。
交流变频调速传动克服了直流电机的缺点，发挥了交流电机本身固有的优点（结构简单、坚固耐用、经济可靠、动态响应好等），并且很好地解决了交流电机调速性能先天不足的问题。
交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在*****领域的广泛适用性，而被公认为是一种最有前途的交流调速方式，代表了电气传动发展的主流方向。
交流调速技术为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了至关重要的手段。
变频调速理论已形成较为完整的科学体系，成为一门相对独立的学科。
变频装置有交-直-交系统和交-交系统两大类。
交-直-交系统又分为电压型和电流型，其中，电压型变频器在工业中应用最为广泛。
本文所涉及的就是此类变频调速理论和技术。
20世纪是电力电子变频技术由诞生到发展的一个全盛时代。
最初的交流变频调速理论诞生于20世纪20年代，直到60年代，由于电力电子器件的发展，才促进了变频调速技术向实用方向发展。
70年代席卷工业发达国家的石油危机，促使他们投入大量的人力、物力、财力、去研究高效率的变频器，使变频调速技术有了很大的发展并得到推广应用。
80年代，变频调速已产品化，性能也不断提高，发挥了交流调速的优越性，广泛地应用于工业各部门，并且部分取代了直流调速。
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。
国内外通用变频器技术的现状与发展
国内外通用变频器技术的现状与发展一、引言随着工业自动化技术的不断发展，变频器作为一种重要的电力调节设备，被广泛应用于各种机电设备中。
变频器可以通过改变电机的转速来控制机械设备的输出功率，从而实现对生产过程的精确控制。
本文将介绍国内外通用变频器技术的现状与发展。
二、国内外通用变频器技术概述1. 变频器的基本原理变频器是一种能够将交流电源转换成可调节直流电源，并通过PWM 技术将直流电源转换成可调节交流电源的电力调节装置。
它可以控制电机转速，并实现对生产过程的精确控制。
2. 国内外通用变频器技术发展历程20世纪80年代初期，欧美地区开始研究和开发PWM型变频器，逐渐取代了SCR型和GTO型变频器。
中国在20世纪90年代初期开始引进和消化吸收国外先进技术，并开始研究和生产自己的PWM型变频器。
目前，国内外通用变频器技术已经非常成熟。
3. 国内外通用变频器技术的应用领域变频器广泛应用于各种机电设备中，如风机、水泵、压缩机、输送机等。
它可以通过精确控制电机转速来实现对生产过程的精确控制，提高生产效率和产品质量。
4. 国内外通用变频器技术的优势和劣势优势：变频器具有调节范围广、控制精度高、节能效果显著等优点。
劣势：变频器价格较高，安装和维护成本也较高，需要专业技术人员进行操作和维护。
三、国内外通用变频器技术发展趋势1. 变频器技术将更加智能化随着人工智能技术的不断发展，变频器将会更加智能化。
未来的变频器将可以自动诊断故障，并通过云端服务实现远程监控和维护。
2. 变频器将更加节能环保随着全球环保意识的不断提高，未来的变频器将更加注重节能环保。
新一代变频器将采用更加先进的功率半导体材料和结构设计，以实现更高效的能量转换和更低的能耗。
3. 变频器将更加适合多种应用场景未来的变频器将会更加适合多种应用场景。
例如，在电动汽车、轨道交通等领域，变频器将会成为重要的电力调节设备，实现对电动机的精确控制。
四、结论国内外通用变频器技术已经非常成熟，广泛应用于各种机电设备中。
浅析高压变频器技术及其发展应用前景
电机 调 速 原 有 的不 足 。
新技术 ， 特别是 高压变频器技术 。
１ 高压 变频 器 概 述
１ ． １ 高 压 变 频器 基 本 构 成
随着人们 的重视 ， 高压变频理论也形成 了一个较 为完整 的
科学体系 ， 成 为一 门相 对 独 立 的学 科 ， 甚至在 ２ Ｏ世 纪 伴 随 着 电 力 电子 变 频 技 术 的 出现 发 展 到 鼎 盛 时 期 ， 到２ Ｏ世 纪 ２ Ｏ年 代 更
及 启 动 方式 。
（ ２ ）采 用 既 新 又 稳 的 串联 多 重 化 叠 加 技 术 ： 高 压 变 频 器 可
船舶、 机床等传统工业的改造 中和航天航空 等高新技术 的发展
应 用 中无 不看 到变 频 调 速技 术 的踪 影 ， 变 频 调 速 技 术 取 得 了 显 著的经济效益。
Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 变频 器 ， 还是 ２ １世 纪 成 为 主 要 高 压 变 频 器 的 Ｉ Ｐ Ｍ 甚 至 智能化变频器 ， 都在高压变频器功率变 换、 控 制、 保 护 等 方 面 实
２ 高压变频器技术的特点及现状
２ ． １ 高压 变 频 器 技 术 的 特 点
高压变频器 技术不仅可 以减小设备 活动功能损 耗 ， 节 约能
源， 还 可 以实 现 多 样 化 技 术 控 制 。 除 此 之 外 ， 其 特 点 还 表 现 在
变频器技术及应用
通过物联网和工业互联网技术，变频 器能够实现远程控制和监测，方便实 现自动化生产和智能化管理。
小型化
紧凑型设计
随着电子元器件的微型化和高集成度，变频器的体积越来越小，更加适合在空间受限的场合应用。
轻量化材料
采用轻量化材料和结构，降低变频器的重量，方便搬运和使用。
04 变频器的选择与使用
Hale Waihona Puke 技术创新与突破高效电机
随着电机技术的不断发展，高效电机已成为变频器技术 的重要发展方向，能够进一步提高变频器的能效和性能 。
数字控制技术
数字控制技术的应用使得变频器的控制精度和稳定性得 到了显著提升，同时也为变频器的智能化和网络化提供 了可能。
应用领域的拓展
工业自动化
随着工业自动化程度的不断提高， 变频器在自动化生产线、智能制 造等领域的应用越来越广泛。
变频器的使用注意事项
正确安装与接线
按照说明书正确安装变频器，并确保接线正确、紧固，避 免出现接触不良或短路等问题。
参数设置与调试
根据实际应用需求，正确设置变频器的参数，并进行必要 的调试，以确保设备正常运行。
维护与保养
定期对变频器进行维护和保养，如清理灰尘、检查接线等 ，以延长设备使用寿命。
安全操作
在操作变频器时，应遵守安全操作规程，避免发生安全事 故。如确保工作人员熟悉变频器的操作方法，避免在变频 器运行过程中进行不必要的操作等。
05 变频器常见故障及处理方 法
电源故障
总结词
电源故障是变频器最常见的故障之一，通常 表现为无输出或输出电压异常。
详细描述
当变频器电源故障时，应首先检查电源是否 正常，包括电源电压、电源频率以及电源容 量等。如果电源正常，则应检查变频器输入 端子是否接触良好，以及输入熔断器是否完 好。如果输入端子接触不良或熔断器损坏， 需要更换相应的部件。
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浅析变频技术应用与发展
发表时间：2009-06-24T09:33:10.403Z 来源：《企业技术开发》2009年下半月刊第3期供稿作者：魏树强[导读] 变频技术被认为是最有效的节能方式之一，使用变频器不仅能达到科学用能、节能降耗的目的，而且能够提高自动化水平，改善工艺。
浅析变频技术应用与发展
魏树强
（长江大学工程技术学院湖北荆州 434025）作者简介:魏树强，长江大学工程技术学院。
摘要随着工业自动化水平的不断提高和电力电子技术的发展，水工程中采用高压变频调速技术越来越多，政府号召节约资源、企业需要降低生产成本、市场呼吁节能技术和产品，而变频技术被认为是最有效的节能方式之一，使用变频器不仅能达到科学用能、节能降耗的目的，而且能够提高自动化水平，改善工艺。
关键词变频技术水泵节能
1变频技术的降耗节能原理
1.1变频节能
由流体力学可知，P(功率)=Q(流量)×H(压力)，流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比。
如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降，即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
1.2功率因数补偿节能
无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=S×COS中，Q=S×SIN中，其中S—视在功率，P—有功功率，Q—无功功率，COSΦ—功率因数，可知COS中越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6～0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COSΦ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
1.3软启动节能
由于电机为直接启动或Y／D启动，启动电流等于（4～7）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。
使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命，节省了设备的维护费用。
2变频技术在水泵降耗节能改造中的应用
目前，国内在水泵控制系统中使用变频调速技术，大部分是在开环状态下，即人为地根据工艺或外界条件的变化来改变变频器的频率值，以达到调速目的。
采用变频调速技术后，电机水泵的转速普遍下降，延长了设备的使用寿命，降低了设备的维修费用。
同时，由于变频器启动和调速平稳，减少了对电网的冲击。
变频调速器具有十分灵敏的故障检测、诊断、数字显示功能，提高了电机水泵运行的可靠性。
3水泵高压电机变频调速改造应注意的问题为达到电气节能和工艺优化的目的，高压变频器在工程设计中应注意：3.1电机的特性试验和技术规范的再修订
当一台普通电动机由变频提供电源时，其变频器输出端的电压和电流谐波分量会使电机的损耗增加、效率降低、温度升高。
高次谐波引起损耗的增加主要表现在定子和转子的铜耗、铁损及附加损耗的增加。
在普通异步电机中，为改善电机启动性能，转子的集肤效应使实际阻抗增加，从而使铜耗增大。
另一方面，由于电机线圈之间存在分布电容，当高次谐波电压输入时，各线圈之间的电压是不均匀的，这种长期反复作用使定子线圈某一部分的绝缘造成损伤，从而产生线圈老化，这在普通异步电动机的绝缘结构方面是难以接受的。
另外电机的电磁回路不可能做到绝对对称，所以变频器输出电源中所含有的各次谐波分量将与电磁回路中固有的空间谐波分量相互作用形成各种电磁脉动。
同时，电机因处在频率不断调节的工作状态下，很容易与电机机械部分产生机械共振，造成电机机械部位的损坏。
因此，在变频调速改造工程中，为了避免变频调速系统在运行时出现上述问题，技术设计时必须考虑和电动机制造厂家进行技术合作，对电动机的相关特性进行调速实验，重新修订原电动机的技术规范。
3.2电力电缆选型要点和敷设要求
由于变频器输出端与电机之间的联系采用电缆附设方式，且线路各相均存在对地电容，所以运行时线路上的电容电流是不相等的。
如果电缆附设距离较长，且线路中又存在高次谐波电流，那么一旦发生单相接地时，故障电容电流所点燃的电弧熄灭时间过长，会使这端电缆发热，造成非故障绝缘。
在变频调速改造工程中，针对输出电源电缆，考虑电缆结构上的三相对称和屏蔽，将电缆截面适当增加，敷设长度不超过限定值(100m)，如果原输出电源电缆为非屏蔽或截面的栽流量裕度小于2，应更换符合要求的电力电缆。
现场敷设施工时要将电源电缆与控制电缆和信号电缆分开敷设，避免由电源电缆中高次谐波产生的磁场干扰其他信号。
3.3变频器工作环境的基本要求
由于高压变频器的逆变部分采用高压IGBT等功率器件，其开、关频率大干100HZ，易形成高次谐波电流，使得变频装置在工作时将产生一定的热量。
一般在变频器柜的顶部均配有排风扇，它将柜内的热量排放到室内，使室内的环境温度不断升高，最终会影响柜内各器件的可靠运行。
所以，在水厂工程设计中一般变频调速装置单独设置在变频调速室内，室内必须安装备用空调设施，控制室内环境温度在变频器所要求的范围内，同时设有通风门窗，必要时采用专门风道进行强制通风和冷却。
3.4 高压供电系统出口断路器控制的技术完善
当变频器发生故障发出跳闸信号时，断路器应可靠动作跳闸。
普通断路器高压开关柜内部出现跳闸回路断线或直流控制电源消失的情况，变频器恰好出现故障(要求断路器跳闸)时，跳闸线圈已失电，断路器拒绝动作，因而造成变频器内部的功率器件损坏。
所以在设计中选择了带有欠压脱扣线圈的断路器，一旦出现跳闸回路断线或控制电源消失的情况，断路器首先自动跳闸，以保护变频器的设备安全。
4总结
综上所述，变频调速技术用于水泵控制系统，具有调速性能好、节能效果显著、运行工艺安全可靠等优点。
在大力提倡节约能源的今天，推广使用这种集现代先进电力电子技术和计算机技术于一体的高科技节能装置，对于提高劳动生产率、降低能耗具有重大的现实意义。
可以说，变频调速技术是一项利国利民、有广泛应用前景的高新技术。
参考文献：
[l]李勇伦．基于PLC控制的变频调速恒压供水系统［J］．科技创新导报，2007．
[2]符锡理．多泵并联变频调速恒压变量供水水泵的配置与控制［J］．给水排水技术与产品信息，2000．
[3]王锡仲，蒋志坚，高景峰．变频优化调压节能供水装置的研制［J］．给水排水，1998．
[4]吕志斗．实用广谱变频节能技术［M］．辽宁科学技术出版社，2003，（12）．。