交流变频调速技术及应用
变频器调速技术在电气自动化控制中的应用
变频器调速技术在电气自动化控制中的应用摘要: 变频调速技术是一种利用电源输出频率与电机运行转速之间的关系，通过调整电机产生的电源频率，从而改变电机工作转速的技术。
如今，变频调速技术不仅广泛应用于日常工作和生活中，而且应用形式多样。
相关部门也高度重视变频器调速技术的具体应用，以维护电力系统的安全和稳定运行。
因此，本文重点分析了电气自动化控制中的变频器调速技术，并具有推广应用该技术的指导价值。
关键词：变频器调速技术；电气自动化；控制引言近年来，我国国民经济保持快速发展，在这种发展趋势下，许多行业都离不开电气工程。
从整个社会来看，电气工程呈现数量增多、规模扩大的趋势。
为了保障电气工程的质量和效益，企业必须采用全新的技术，并严格遵守行业内的技术体系。
长期以来，我国在电气自动化控制方面取得了显著成效，特别是应用变频器调速技术后，有效改变了控制系统高能耗的情况，提升了系统的稳定性。
在未来的电气工程领域，相关人员还需要持续研究变频器调速技术，以扩大该技术的应用范围。
1变频器概述变频器是一种基于电力半导体器件的控制设备，通过将工频电源转变为另一个频率的电能来实现变频调速、功率因数调整和提升运转精准度等功能。
变频器由多个组成部分组成，包括整流器、平波回路和逆变器等。
整流器由大量二极管组成的整流回路组成，可以将交流工作电源转变为直流电源，以满足变频控制的需求。
在变频控制过程中，新形成的直流电压通常会带有6倍、12倍频率的脉动电压。
同时，需要考虑逆变器在整流转换过程中产生的脉冲电流问题，如果不及时处理，会干扰整流电压的稳定性。
为了提高直流电压的稳定性，相关人员需要借助平波回路来克服脉冲电流问题，平波回路包括电感和电容两个单元。
逆变器在变频控制中起着重要作用，其作用与整流器相反，将平波后的直流电压逆变为交流电压，实现变频控制。
2 变频器调速技术在电气自动化控制中的应用2.1 在深度指示器保护中的运用现阶段，很多生产领域都实现了机械化作业，机械设备为生产中的关键要素，只有保障了各种机械设备的可靠运转，才能维持正常的生产作业，因此，对于这类型企业而言，必须强化设备设施的保护与控制。
交流变频调速技术在船舶电力推进系统中的应用
ｓ —— 电机转 差率 。
收 稿 日 期 ：２ １ － ２ １ ０ ０ ０ －１ 作 者 简 介 ：季 明 丽 （９ ６一 ，女 ， 江 苏 南 通 人 ，讲 师 ，主 要 从 事 电气 课 程 教 学 研 究 工 作 。 １７ ）
第３ 卷 ２
第９ 期
２ １ － ［２ ］ ００ ９ １ ３
舶作 不 同 速 度 的前 进 、 后 退 和转 向 等 各种 航 行动 作 ，并 对 船 舶 在 航 行 过 程 中 的主 要 运 行参 数 进 行 实时 监控 ，确保 船 舶 的安 全 、快 捷 地航 行 。
２ 交流 变频 调速技术在船舶 电力推进 系统 中具体 应用
２１船舶电力推进系统 ． 电 力 推 进 系统 由原 动 机 带 动 发 电 机 ，产 生 电
频 率 的 交 流 电 。 中 间滤 波环 节 是 用 电容 器 或 电抗
器 对 整 直 后 的 电压 或 电流 进 行 滤 波 。交 流 变 频 调 速技 术原 理 图如 图 １ 所示 。 从我 国船 舶设 计 制 造 的现 状 来看 ， 能 采用 电 可
力推 进 的功 率规 模 一般在 ５０ ０ｋ 以下， 以 交 一 ０ Ｗ 所
直 一交变 频 系统 应该 是 电力 推进 的主 要型 式 。
机 构 ，控 制其 起 货速 度 ，提 高 生 产 率 ； 控 制 船 舶
的导 航 ， 可 以快 速 灵 敏 地 控 制 航 向 ； 在 船 舶 的推
进 装置 中 ， 利 用 交流 变 频 调 速技 术 的 交 流 电 力推 进 系统 来 替 代 传 统 的机 械 传输 推 进 系统 ， 实现 船
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变频调速的原理及应用教案
变频调速的原理及应用教案变频调速（Variable Frequency Drive，简称VFD）是一种电气设备，用于控制电机的转速和运行。
它通过改变电机的供电频率和电压来调节电机的转速。
以下是一个关于变频调速原理及应用的教案。
一、教学目标：1. 了解变频调速的原理；2. 掌握变频调速的应用范围和优势；3. 能够解释变频调速与传统调速方式的区别；4. 能够应用变频调速解决实际工程问题。
二、教学内容：1. 变频调速的原理1.1 变频调速的基本原理变频调速的基本原理是通过改变电源的频率和电压来改变电机的转速。
变频器将电网的交流电转换为直流电，然后再将直流电转换为可调频率和可调电压的交流电，供给电机。
通过改变输出电压的频率和幅值，可以调整电机的转速。
1.2 变频调速的控制方法变频调速的控制方法主要有开环控制和闭环控制两种。
开环控制是根据负载要求预先设定电机的转速，而闭环控制则通过传感器对电机的运行状态进行监测，并根据监测结果调整电机的输出转速。
2. 变频调速的应用2.1 工业领域在工业领域中，变频调速被广泛应用于各种需要控制转速的设备，如风机、泵、压缩机等。
通过调节设备的转速，可以实现能量的节约和运行效率的提高。
2.2 电梯电梯是另一个应用变频调速的领域。
通过变频调速可以实现电梯的平稳运行和快速响应，提升乘客的舒适度和安全性。
2.3 交通运输在交通运输领域，变频调速被广泛应用于地铁、电车和高速列车等。
通过调节电机的转速，可以实现车辆的平稳起动和制动控制。
三、教学方法：1. 学生讨论法：教师提出问题，学生进行小组讨论，然后在班内进行展示和讨论。
2. 实例分析法：通过实际工程案例，引导学生分析和解决问题，提高理论知识与实践能力的结合。
四、教学过程：1. 引入（10分钟）引入话题，向学生介绍变频调速的应用领域和优势。
2. 知识讲解（30分钟）2.1 讲解变频调速的基本原理和控制方法。
2.2 结合实例，展示变频调速在工程中的应用和效果。
2-交流电机变频调速详解
以下情况要选用交流输出电抗器
变频器到电机线路超过100米（一般原则）
以下情况一般要选用制动单元和制动电阻 提升负载 频繁快速加减速 大惯量（自由停车需要1min以上，恒速运行电流小于加速电流的设备）
变频器选型—选型原则
使用通用变频器的行业和设备 使用矢量变频器的行业和设备
纺织绝大多数设备
冶金辅助风机水泵、辊道、高炉卷扬 石化用风机、泵、空压机 电梯门机、起重行走 供水 油田用风机、水泵、抽油机、空压机
多
0.4-315KW
EV1000 EV2000
TD3000 2.2-75KW TD3100 高 TD3300
高动态性能 动态性能好 总线设计 精确控制 网络化应用 行业专用
0.4-5.5KW
功 能
TD900
调速、通讯 操作简便
功能丰富 适用面广
高稳态性能
成 本
完整的功率段 行业专用
少
宽电压范围
元件化设计
R S T P1 (+) PB (-) U V
MOTOR
W
PE
POWER SUPPLY
制动电阻
工频电网输入 380V 3PH/220V 3PH
直流电抗器
三相交流电机
220V 1PH
变频器的构成—控制回路接口
接口类型 主要特点 主要功能
开关量输入
开关量输出 模拟量输入
无源输入，一般由变频 启/停变频器，接收编码器信号、多 器内部24V供电， 段速、外部故障等信号或指令
2.3 交流电机变频调速
•概 述
异步电机的变压变频调速系统一 般简称为变频调速系统。由于在调速 时转差功率不随转速而变化，调速范 围宽，无论是高速还是低速时效率都 较高，在采取一定的技术措施后能实 现高动态性能，可与直流调速系统媲 美。因此现在应用面很广，是本篇的 重点。
浅议变频调速节能技术及其应用
据 统 计 全 国 每 年 的 发 电量 有 一 半 消 耗
更 新 换 代 的理 想调 速 装 置 。 ０ 纪 ８ 年 在 电 机 上 ， 中绝 大 部 分 的 电机 为结 构 简 机 、 升 机 、 水 泵 、 压 泵 等 设 备 ， 些 设 白２ 世 Ｏ 其 提 补 加 这 代 被 引进 中 国 以 来 ， 频 器 作 为 节 能 应 用 单 、 便 实 用 、 修 量 很 少 的 鼠 笼 式 电 机 ， 备多 数 用交 流 电机 驱动 ， 变 方 维 功率 均 在几 百 千 瓦 中越 来 越 重 要 的 自 动 化 设 备 ， 到 了快 速 例如 各 种 泵 的 电机 、 冷 式 压 缩 电机 ， 得 制 多功 以上 ， 的 高 达 数 千甚 至 上 万 千 瓦 ， 耗 电 有 消
１ 变频器 与节能
９ 如果 流 量 下 降到 额 定 流量 的 过 大 ， 回路 饱 和 ， 重 时 将 烧 毁 电机 。 磁 严 因 少４ ％的功 率 。 ０ 感应 电动 机转 速 可 控 制 在 额 定转 速 此 频 率 与 电 压 成 比例 改 变 ， 改 变 频 率 的 ５ ％时 ， 即
变频 器主 要 用 于 交流 电动 机 （ 步 电 动 同 时 控 制 变 频 器输 出 电压 使 电机 的 磁 通 保 的 ５ ％运行 ， 轴 功率 为额 定 功率 的 １ ％， 异 ０ 其 与 ３ 机 或 同 步 电 动机 ） 速 的 调 节 ， 公 认 的 交 持 一 定 ， 免 弱 磁 和 磁 饱和 现 象 的 产 生 。 转 是 避 采用挡板调节相比 ， 可减 少 ８ ％的 功 率 。 ７ 流 电动 机 最 理 想 、 有 前途 的调 速 方 案 。 最 除 根据 以 上分 析 ， 变频 调 速 技 术可 应 用 在
阐述电厂交流变频调速技术应用
变换 输 入 到 Ｃ Ｕ 中 。 在 Ｃ Ｕ 中用 这 二 个 量 进 行 计 算调 制 ， Ｐ Ｐ 产 生Ｐ ＷＭ 脉冲 ， 经过停顿 时间发生器产生大功率晶体管所需 的 驱 动 信号 ， 隔 离 放 大 ， 动 大功 率 晶体 管 ， 而 使 直 流 电压 被 经 驱 从 调 制成 任 意频 率 的 正 弦 波 交流 电压 。 １３ 电动 机 在 变 频 调 速 时 的机 械 特 性 ． 由于 异步 电机 在 不 同频 率 下 的输 出转 矩 不 同 ， 这 是 影 响 而 其 实 际应 用 的一 项 技 术 难 点 ， 以 ， 这 里 作 一 些 必要 说 明 。定 所 在 子 绕 组 的 感 应 电动 势 为：１ ４４ ｆＷ １ １ 。 略 去 定 子 阻 抗 的 Ｅ＝ ． ｌ Ｋ中 ４
１ 交流变频 调速 系统
变 频 器 可 分 为 交 一 直 一 交 变 频 器 与 交 一 交 变 频 器 两 大 类 ，其 中 文 一直 一交 变频 器 又 分 为 电压 型 和 电流 型 两 大 类 ， 按 控 制 方 式 分 为 脉 冲 宽 度 调 制 型 （Ｗ Ｍ）和 脉 冲 幅 度 调 制 型 Ｐ （ＡＭ） 交 一直 一交 变频 器 的工 作 原理 如 图 １其 内部 结构 主 要 Ｐ 。 ： 分为 主 回路 和 控 制 回 路 两部 分。
压降 ， ｕ：＝ １ ４４ ｆＷ １ １ 则 １ Ｅ ＝ ４ｌ Ｋ 中。如 ｕ１不变， ｆ ｆ一 则 ｌ 一中 』。 又 如 转 矩 公 式 ： ＝ Ｍ 中１ Ｃ Ｓ ２所 示 ： 』则 Ｍ 』， Ｍ Ｃ ２ Ｏ中 中 电
机的利用率恶化 ， 因此 在 许 多 场 合 ， 求在 调 频 的 同 时 ， 变 定 要 改
子 电压 ｕ１以维持 Ｍ 接近不变 ， 即保持 ｕ１ｆ＝常数 的控制方 ／ ｌ 式 。 但 此 方式 中 ， 在低 频 时 （ 常 ２ Ｈ 通 ０ ｚ以下 ）启 动 转 矩 将 下 降 ， ， 甚 至 不 能 带 动 负 载 。 因 此低 频 时 ，为 了保 证 和 维 持 Ｍ 接 近 不 变 ， ｕ１ １ 常 数 ， 须 适 当再 提 高 定 子 电 压 ｕ１以 补 偿 定 即 ／ ＝ ｆ 必
交流电动机变频调速方法研究
交流电动机变频调速方法研究引言：随着现代工业的发展和对能源的节约要求，交流电动机的变频调速方法逐渐被广泛应用。
变频调速可以通过改变电动机的输入频率，调节转速和负载之间的匹配，实现低速大转矩或高速小转矩的工作要求。
本文将研究交流电动机变频调速的方法。
一、变频调速原理：1.原理概述：电动机电源频率=f，电源电压=V，电动机相数=φ输出转矩和转速之间的关系：T=k*M^n，其中k为系数，n为常数。
固定电源电压不变，改变电源频率f，可以调节转速M。
2.调速方案：a)正弦波PWM调制方案：根据输入的信号波形，生成与输入波形相同的输出波形，然后利用多级逆变器将输出电流波形进行滤波处理得到交流输出电压波形。
b)SPWM调制方案：通过多级逆变器将直流电压转换为交流电压，通过控制逆变器的开关管，实现输出电压的变化和频率的变化，从而改变电动机的转速。
c)SVPWM调制方案：通过控制多个开关管的占空比和触发时刻，可以产生更接近理想正弦波的输出波形，实现电动机的精确调节。
二、变频调速方法的优缺点：1.优点：a)可以实现宽范围内的调速，满足不同工况的要求。
b)调速精度高，可以实现恒定转矩和恒定功率控制，提高电动机的运行效率。
c)调速过程平稳，无冲击，减少机械零件磨损。
d)节能效果显著，可以节约电能消耗。
2.缺点：a)变频调速系统的成本较高，包括逆变器、滤波器、控制器等设备的成本较高。
b)变频设备对电网的污染较大，需要采取补偿措施。
c)变频设备的维护和保养要求高，需要定期检查和维修。
三、变频调速在实际应用中的问题及解决方案：1.变频调速系统的电磁干扰问题：变频调速设备会产生一定的高次谐波，对电网和其他设备产生干扰。
解决方案可以采用滤波器等装置来减少干扰。
2.变频调速系统的稳定性问题：变频调速系统存在潜在的震荡和共振问题，需要采取措施来保持系统的稳定。
3.变频调速系统的故障检测和维修问题：变频调速系统是复杂的电力系统，如果出现故障需要及时检测和维修。
变频器调速原理及调速方法
变频器调速原理及调速方法
1 变频器调速原理
变频器调速方法是一种能够改变电机转速的新型调速方法，它是利用变频技术，将交流电源的频率或电压合理的调节，以实现传动负荷的调速。
变频调速的原理就是要在一定的电源电压范围内，通过变频器将交流电源的输出频率变化成电机工作所需的频率，从而达到改变电动传动系统的运转转速的目的。
2 变频器调速方法
变频器调速的方法主要有频率调速和电压调速两种。
频率调速方法：这种方法是将交流电源的频率改变来实现传动负荷的调节，它要求被控负荷的电机要有足够的绝缘能力，同时变频器也要能够跟变频电源的电压保持一定的比例关系，以保证变频电源的线圈及星形组合不会受到任何损伤。
电压调速方法：这种方法又称电压率调速，是指在一定的交流电源电压范围内，根据负荷的变化而增减电压，以便改变电机的输出功率，调节负荷的运动转速和扭矩，以实现调速的目的。
电压调速方法常用于制动系统、皮带传动装置、定子制动系统、泵系统等，并且电压调速的特点是可以很好地保护被控负荷的电机，从而延长电机的使用寿命。
3 优缺点
变频调速的优点有调速范围宽，可以从零到最高转速调整；调速精度高，可以根据用户的要求精确调速；调速平稳，无需特殊的减速系统，减少了传动装置失效的几率和传动中的振动，保证了传动装置的安全运行；节能效果好，电机可以根据实际负荷变更，实现无极调速，使用电能更合理。
但变频调速方法也有一定缺点，比如设备费用高，因为要使用变频器等相关设备，费用和维护成本均较高，而且受供电电源的影响较大，如果电源不稳定或不规范，很容易导致变频器故障，也容易空载运行，不利用电机最大功率和最高效率等问题。
因此变频调速方法也必须留有必要的保护措施，以确保在平稳运行条件下，使用效果达到最佳。
初探关于工业电气自动化控制中变频调速技术的运用
初探关于工业电气自动化控制中变频调速技术的运用随着现代工业的发展，工业电气自动化控制已经成为生产过程中不可或缺的一部分。
而在工业电气自动化控制中，变频调速技术的应用越来越广泛。
本文将对工业电气自动化控制中变频调速技术的运用进行初探。
什么是变频调速技术？变频调速技术是通过改变电动机的电源频率，进而改变电机转速的技术。
在传统的电机控制中，通常采用直流或交流电源直接给定固定的频率和电压，从而控制电机的转速。
而变频调速技术则能够根据实际需要，通过改变电源频率来控制电机的转速，从而实现对电机运行速度的精确控制。
在工业生产中，变频调速技术的运用具有以下几个优势：1. 能够提高生产效率。
通过变频调速技术，可以根据实际需求精确控制电机的转速，从而使生产过程更加灵活和高效。
在传统的恒速运行下，电机在无负载或轻负载的情况下仍然以最大功率运行，这样不仅浪费能源，还会对设备产生不必要的磨损。
而采用变频调速技术可以根据实际需求调整电机的转速，以达到节能和减少设备磨损的目的。
2. 能够改善产品质量。
在一些特殊的生产过程中，要求产品的某些物理指标严格控制在一定的范围内。
采用变频调速技术可以根据生产过程的要求，精确调整电机转速，从而控制产品质量在一定的范围内。
对于一些需要液体均匀搅拌的生产过程，可以通过精确控制电机的转速，使得液体搅拌更加均匀，从而提高产品质量。
3. 能够减少设备维护成本。
在传统的电机控制中，电机通常采用直接启动的方式，这样容易造成电流冲击，对设备产生不必要的磨损。
而采用变频调速技术，可以通过逐渐升高电机的转速，避免电流冲击，从而减少对设备的磨损，延长设备的使用寿命，减少设备的维护成本。
在实际应用中，变频调速技术的运用十分广泛。
它可以应用于各个行业的生产过程中，如制造业、石化行业、冶金行业等。
在制造业中，变频调速技术可以应用于各种输送带、液压机、密炼机等设备中，实现对设备运行速度的精确控制，提高产品质量和生产效率。
交流变频调速技术在电厂中的应用
包 头 第 一 热 电 厂 使 用 的 变 频 器 均 为 电 压 型 变 频 器 。 的 输 出 电 压 比较 平 直 ， 且 为 了 使 负 载 滞 后 的 它 并 负载 电 流 提 供 反 馈 至 电 源 的 通 路 。 以 所 有 电 压 型 所
主 回 路 由 整 流 器 、 间 滤 波 环 节 及 逆 变 器 三 部 中
分组 成 。
三 相 桥 式 整 流 器
停高 压 电机 。经 过 多 年 的 生产 实 践 使 用 证 明 。 些 这
调 速 系统 均 存在 许 多弊 病 ， 生 产造 成 一定 的影 响 。 给 直 流 电 机 调 速 系 统 虽 然 装 置 控 制 灵 敏 、 应 快 ， 占 反 但 电
收 稿 日期 ：０ ６ ５ ８ ２ ０ —０ 一ｌ
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皿 沁 口
逆 变 嚣 基 极 信 号
关 键 词 ： 流 变 频 ； 频 器 ； 速 交 变 调 中图 分类 号 ： ＴＭ ３ ４． ４ ４ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ７ ６ ２ｌ ２ ０ ） ３ ０ ９ — ０ １０ － ９ （０ ６ １ — ０ ６ ２ 路 和 控 制 回路 两 部 分 。
１． 主 回 路 １
少 。
率 的 交 流 电
中 间 滤 波 器 分 为 用 电 容滤 波 的 电 压 型 变 频 器
（ 出 电 压 较 平 直 而 电 流 近 似 正 弦 波 ） 用 电 抗 滤 波 输 和 的 电 流 型 变 频 器 （ 出 电 流 较 平 直 而 电 压 近 似 为 正 输