在百年前,人们知道变频调速原理,可实现起来很难。目前,计算机技术与自动控制理论与技术的不断发展,极大的促进变频器的研制进度。由于微处理器成为变频器的控制核心,精确的计算使得按压频比(V/f)控制原理实现异步电动机的变频调速成为实用。

变频器改变电机的旋转速度,正是应用了按压频比控制原理。改变频率f的调速属于转差率不变和转差功率消耗基本不变的调速。因为这种变频调速的功率因数和效率高,调速准度高,而且有很硬的机械特性和较宽的调速范围,还容易实现负反馈自动控制,所以是交流异步电动机调速中最节能的调速方法。

交流电动机调速原理可从电机供电电源频率f、电机磁极对数p、转差率S、转速n之间的关系入手,有:n=no(1-S)=60f(1-S)/p。由关系式可知,当转差率S为零时为同步转速(n=no),反之为异步转速。

变频器改变三种参数都能调速

根据它们的关系式可知,改变三种参数都能调速。

第一种;改变磁极对数p,控制旋转磁场同步速度控制转子速度,而转差率S不变,因此转差损耗少。因为此种调速方式为有级调速,适用场合有限。第二种;改变转差率S,此种方法是在no不变的情况改变转子回路激磁电流。缺点是电机滑差功率无法利用且功率因数低,全部的转差功率变为热能而消耗。因此是以增加转差功率损耗来获得转速的降低,而且调速越低,效率也越低。第三种,改变频率f,上面有述说。

其实知道三相异步电动机的转速公式,就很好理解了。根据转速公式可知,变频器调节三相交流电的频率,也就相当于调节同步转速,也就是调节异步电动机转子转速。而变频器的构成用的是半导体电力电子器件,将50/60Hz的交流电变为频率可调节的交流电,用于交流电机,来改变交流电机的运转速度。

变频器调速系统的核心是控制器,其产生脉宽调制电压波形,来驱动主回路中的功率开关管,输出正弦波三相交流电,使得交流电机以设定的转速运行。一般情况下,变频器输出的脉宽调制波形的频率可以是控制器或PLC或DCS来控制信号的设定,而且电压/频率曲线及频率变化斜率可以随意更改,来满足电气设备的传动需要。

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