變頻調(diào)速的原理及應(yīng)用

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1、變頻調(diào)速的原理及應(yīng)用摘要：介紹變頻調(diào)速的原理；總結(jié)變頻調(diào)速的功能、性能及可靠性；以及變頻調(diào)速裝置在煤礦井下防爆絞車的實(shí)際應(yīng)用。結(jié)果表明變頻調(diào)速系統(tǒng)具有很好的應(yīng)用發(fā)展前景和重大的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；變頻器；頻率；原理；應(yīng)用。一、變頻調(diào)速的工作原理由電機(jī)學(xué)理論可知，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n-60f/p,（f—電源頻率,P一磁極對數(shù)）當(dāng)p為定植吋，n與f成正比。如果連續(xù)地改變供電電源的頻率就可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這就是變頻調(diào)速的工作原理。而變頻調(diào)速的主要關(guān)鍵設(shè)備就是變頻器，它決定著整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的性能、功能和可靠性。二、變頻器的工作原理變頻器是一種將電網(wǎng)電源

2、整流后再逆變成頻率、電壓可變的交流電，供三相交流電動(dòng)機(jī)專用的電源裝置變頻調(diào)速裝置的主回路由充電接觸器、進(jìn)線電抗器、充電電容、平波電容組和6組SKIIP模塊組成。而6個(gè)SKIIP模塊組成二組三相橋式交流電路，其中一組為變頻器輸出逆變器，另一組為向發(fā)電電網(wǎng)反饋的逆變橋。在變頻調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩Tmax=Cm（u/f）2,（Cm一電動(dòng)機(jī)常數(shù)，u—電源電壓，f一電源頻率）如果在改變f的同時(shí)同步改變電源電壓u即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩T不變的調(diào)速性能。三、變頻調(diào)速的性能比較變頻調(diào)速相對于傳統(tǒng)的電磁調(diào)速有著很好的性能，以下是兩者的比較：比較項(xiàng)冃變頻調(diào)速電磁調(diào)速保護(hù)功能有電

3、機(jī)過熱、過流、過載、過壓、欠壓、缺相、接地等保護(hù)，使電機(jī)運(yùn)行更安全可靠無保護(hù)，需另加電機(jī)保護(hù)裝置節(jié)電功能根據(jù)負(fù)載調(diào)整輸出電壓的高低，最大限度地提高電機(jī)的功率因數(shù)和效率，在減速時(shí)能自動(dòng)將電動(dòng)機(jī)的再生能量反饋到供屯屯網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)再牛反饋制動(dòng)，節(jié)電效果明顯無節(jié)電功能，需另加節(jié)電控制裝軟啟動(dòng)功能啟動(dòng)時(shí)，電壓、電流、轉(zhuǎn)矩隨加速時(shí)間逐漸加大，使電機(jī)非常平穩(wěn)地加速，無任何沖擊無軟啟動(dòng)功能，對較大功率的電機(jī)需另加啟動(dòng)裝置控制功能多段速度，正、反轉(zhuǎn)，同步、比例運(yùn)行，PID控制，PLC控制，PG閉環(huán)控制，計(jì)算機(jī)控制等無控制功能，需另加控制器制動(dòng)功能制動(dòng)過稈可隨意控制無制動(dòng)

4、功能,需另加制動(dòng)裝置調(diào)速范圍0—50HZ連續(xù)可調(diào)只能接近而不能超過額定轉(zhuǎn)速，且不能長時(shí)間低速運(yùn)行效率COS$>95%,_FL與轉(zhuǎn)速無關(guān)，輸入功率隨轉(zhuǎn)速的下降而降低,節(jié)屯效果明顯隨轉(zhuǎn)速的下降而降低，不管轉(zhuǎn)速高低輸入功率基本不變，電源浪費(fèi)較大轉(zhuǎn)速變化率機(jī)械特性硬，轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小幾乎無關(guān)機(jī)械特性軟，尤其在低速時(shí)受負(fù)載影響較大以上比較可看出變頻調(diào)速無論是調(diào)速性能還是控制性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過屯磁調(diào)速，而且其重要特點(diǎn)是能自動(dòng)將電動(dòng)機(jī)的再生能量反饋到供電電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)再生反饋制動(dòng)，節(jié)電效果明顯，較之電磁調(diào)速相比，可節(jié)省電能在35%以上。由此可以看出變頻調(diào)速系統(tǒng)有很大的發(fā)展

5、空間，是未來自動(dòng)化調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展的方向。四、變頻調(diào)速系統(tǒng)在煤礦井下防爆絞車的應(yīng)用1、系統(tǒng)組成：變頻器、輸入電抗器、輸出電抗器、PG、PLC控制器等2、設(shè)計(jì)原則：1）、變頻調(diào)速系統(tǒng)：3、采用先進(jìn)的無速度傳感器矢量控制技術(shù)，將直流控制屮的雙閉環(huán)（速度環(huán)、電流環(huán)）調(diào)節(jié)控制，通過一系列矢量交換后用于交流三相電機(jī)的控制，使絞車調(diào)速精度高，調(diào)速性能好。b、采用先進(jìn)的IPM模塊，，功率損耗小，解決了功率器件在防爆箱體內(nèi)的散熱問題。c、采用AFE自動(dòng)換向變頻技術(shù)，將變頻器網(wǎng)側(cè)的不可控整流橋換成可控整流橋，對網(wǎng)側(cè)交流電流的大小和相位進(jìn)行檢測并實(shí)行PWN控制，使交流輸入

6、電流接近了正弦波，消除了高次諧波，并使輸入電流與電源電壓同相位，使功率因數(shù)接近等于1,當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速吋，變頻器返回的再生能量反饋到電網(wǎng)中去，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的能量再生制動(dòng)。2）、全數(shù)字控制系統(tǒng)采用雙PLC系統(tǒng)，構(gòu)成“雙線制”控制和安全保護(hù)。3）、系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)礦井絞車電控的要求。3、主要技術(shù)參數(shù)：1）、輸入電壓AC380/660V,頻率50HZ,電壓允許波動(dòng)范圍-15%—+10%,頻率允許波動(dòng)范圍±2.5%2）、輸岀頻率范圍0—50HZ連續(xù)可調(diào)。3）、過載能力1.5IN二分鐘，2IN-分鐘。4）、功率因數(shù)COSO>95%o5）、低頻運(yùn)

7、轉(zhuǎn)時(shí)，有口動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升功能，能保證100%的額定轉(zhuǎn)矩。6）、變頻器有過壓、欠壓、過流、過載、功率元件過熱和電動(dòng)機(jī)缺相等保護(hù)功能、故障記憶功能，能保留最近10次故障的功能號(hào)碼和最后一次故障的參數(shù)。7）、采用電子濾波技術(shù)，降低了對電網(wǎng)的諧波污染，總諧波含量小于0.5%8）可控制電機(jī)的功率132KW—315KW4、應(yīng)用效果1）、全數(shù)字無速度矢量傳感器控制，調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高，低頻運(yùn)行時(shí)保證有100%的額定力矩輸出。2）、采用AFE自動(dòng)換向變頻技術(shù)，，絞車在減速段或當(dāng)重物下放操作吋，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入發(fā)電反饋狀態(tài)，使制動(dòng)更平穩(wěn)，操作更簡單，提高了安全可靠性能。

8、3）、網(wǎng)側(cè)變頻器采用PWM斬波調(diào)制，大大減小對電網(wǎng)的諧波污染。4）、網(wǎng)側(cè)變頻器采用單獨(dú)的CPU實(shí)行P1D控制，對網(wǎng)側(cè)交流電