文档介绍：1 引言
概述
在变频器调速系统中,调速的基本方法就是通过改变给定的频率来实现,在目前许多应用的场合,由于拖动系统的惯性较大,而工艺要求电机快速降速或停车,因此会出现以下现象:电机将出现负转矩,电机处于制动状态,拖动系统的机械能快速回馈到直流母线上,使之迅速上升,变频器因母线电压过高而无法完成制动过程,因此必须将该回馈能量迅速消耗掉,保持直流母线电压在一定安全范围以下,否则变频器将会使得过压保护或检测故障失灵。
发展的概况
变频器主要用于交流电动机(异步电机或同步电机)转速的调节,是公认的交流电动机最理想、最有前途的调速方案,是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管IGBT组成的PWM高频变换器, 将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。 国际上400kva以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成高潮。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。
自上世纪80年代被引进中国以来,变频器作为节能应用与速度工艺控制中越来越重要的自动化设备,得到了快速发展和广泛的应用。在电力、纺织与化纤、建材、石油、化工、冶金、市政、造纸、食品饮料、烟草等行业以及公用工程(中央空调、供水、水处理、电梯等)中,变频器都在发挥着重要作用。
变频器产生的最初用途是速度控制,但目前在国内应用较多的是节能。中国是能耗大国,能源利用率很低,而能源储备不足。在2003年的中国电力消耗中,60-70%为动力电,,只有不到2000万千瓦的电动机是带变频控制的。据市场研究报告分析,在中国,带变动负载、。因此国家大力提倡节能措施,并着重推荐了变频调速技术。
应用变频调速,可以大大提高电机转速的控制精度,使电机在最节能的转速下运
行。以风机水泵为例,根据流体力学原理,轴功率与转速的三次方成正比。当所需风量减少,风机转速降低时,其功率按转速的三次方下降。因此,精确调速的节电效果非常可观。与次类似,许多变动负载电机一般按最大需求来生产电动机的容量,所以设计裕量偏大。而在实际运行中,轻载运行的时间所占比例却非常高。如采用变频调速,可大大提高轻载运行时的工作效率。因此,变动负载的节能潜力巨大。
以电力行业为例,由于中国大面积缺电,电力投资将持续增长,同时,国家电改方案对电厂的成本控制提出了要求,降低内部电耗成为电厂关注焦点,因此变频器在电力行业有着巨大的发展潜力,尤其是高压变频器和大功率变频器。市场研究报告显示,仅电力行业,。因此,变频器的节能应用前景非常。
随着电力传动及控制技术的发展,变频调速越来越广泛地应用于工农业各领域,很好地解决了交流电动机的调速问题。它具有调速范围广阔、调速精度高、动态响应好等优点,在许多需要精确速度控制的应用中,变频器正在发挥着提升工艺质量和生产效率的显著作用。在纺织与化纤行业是变频器应用最多、使用密度最高的行业。在最常见的化纤机械设备中,选用变频器的设备有螺杆挤出机、纺丝机和后加工机等。这些设备都要求精确速度控制、多单元同步传动或比例同步(牵伸)传动等,应用变频器可以提高工艺要求、提升产品质量,同时减轻了人工的劳动强度、提高了生产效率。
目前,中国的设备控制水平与发达国家相比还比较低,制造工艺和效率都不高。但随着中国加入WTO,产品质量和生产效率都需要面临国际竞争,因此提高设备控制水平至关重要。由于变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点,在许多需要精确速度控制的应用中,变频器正在发挥着提升工艺质量和生产效率的显著作用。
变频器是运动控制系统中的功率变换器。当今的运动控制系统包含多种学科的技术领域,总的发展趋势是:驱动的交流化,功率变换器的高频化,控制的数字化、智能化和网络化。因此,变频器作为系统的重要功率变换部件,提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。中国拥有庞大的产业群,并保持着持续稳定的发展;与国际接轨,众多的企业需要提升国际竞争力;人们生活质量不断提高等。这些都是变频器市场的增长驱动力和更广泛应