變頻調速傳動的特點及變頻器工作原理

    (一)變頻調速傳動的目的

    我國能源利用效率低下，主要原因是粗放型經濟增長方式，結構不合理、技術裝備落后、管理水平低。采用變頻器對機械設備進行轉速控制，對節(jié)約能源、提高經濟效益具有重要意義。變頻器在省力化、自動化、提高產品質量、提高生產率、提高產品合格率方面的應用與在節(jié)能領域同樣重要。機械設備采用變頻調速傳動，可以增加設備的使用壽命，減小機械設備的噪音，使設備小型化，工作環(huán)境、生活環(huán)境更具有舒適性。

    (二)變頻調速應用的行業(yè)生產范圍

    變頻調速技術經過多年的發(fā)展日趨成熟，變頻技術在鋼鐵、扎制銅線、化學、纖維、汽車、電氣機械、機床、食品、造紙、水泥、礦業(yè)、煤氣、交通、裝卸搬運、工廠建筑、農業(yè)、生活服務、電力、實驗研究、石油等行業(yè)得到了廣泛的發(fā)展與應用。變頻技術已經與我們的生產、生活息息相關。目前，冰箱、空調、電動車等家用電器已經采用相關的變頻技術。

    (三)變頻調速傳動的特點

    采用變頻器對機械設備進行轉速控制，變頻調速傳動的特點是可以使標準電動機調速，可以連續(xù)調速，電動機啟動電流小，最高速度不受電源影響，電動機可以高速化、小型化、防爆容易，低速時定轉矩輸出，可以調節(jié)加減速的大小，可以使用籠型電動機不需要維護電動機。

    (四)變頻器的工作原理

    變頻器電路方式有交一交變頻和交一直一交變頻兩種電路。基本工作原理為整流器將交流變?yōu)橹绷?，平滑波電路將直流電平滑，逆變器將直流電逆變?yōu)轭l率可調的交流電，變頻器的基本構成。

    1.交－交變頻器是指無直流中間環(huán)節(jié)，直接將電網頻率的電壓變換為頻率比電網頻率低而可變的輸出電壓的變換器。

    2.交－直－交變頻器的工作原理。目前應用最廣泛的是交－直－交變頻器。其工作原理是先將三相或單相不可調工頻電源經過整流橋整流成直流電，再經過逆變橋把直流電逆變成頻率任意可調的交流電，以實現無級調速。交－直－交變頻器的主電路有電壓型變頻和電流型變頻。電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器；電流型是指將電流源的直流變換為交流的變頻方式?？刂品绞揭卜譃殡妷嚎刂坪碗娏骺刂苾煞N。這兩種方式不管主電路方式是電壓型還是電流型都可以適用。

    (五)變頻器的質量性能指標

    1.在0.5HZ時能輸出多大的起動轉矩?比較優(yōu)良的變頻器在0.5HZ時、22KW以下能輸出200％高起動轉矩，30KW以上能輸出180％的起動轉矩。

    2.速度調節(jié)范圍控制精度能達多久，轉矩控制精度能達多大?高性能的變頻器速度控制精度能達±0.005％，轉矩控制精度能達±3％。

    3.在低轉速時的脈沖情況。高質量的變頻器在1HZ時轉速脈沖只有1.5r／min。

    4.噪聲及諧波干擾。噪聲及諧波干擾是衡量一個變頻器的重要標準，采用IGBT、IPM器件調制頻率較采用GTO、GTR調制頻率高。雖然高次諧波始終存在，但是如果控制方式較好，可以減少一些諧波量。

    5.發(fā)熱量。變頻器發(fā)熱量大，證明功耗大、效率低、通風散熱系統(tǒng)不好，變頻器的壽命相應受到影響。