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常见问题

交流变频调速技术详解

时间:2024-02-11 17:47:55 来源:博亿堂byt98网址登陆 点击:1次

  交流变频调速是近几十年来发展起来的新技术,以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在国民经济各领域的广泛适用性,而被公认是一种最有前途的调速方式。

  变频技术是一门能够将电信号的频率,按照具体电路的要求,而进行变换的应用型技术。

  变频器是将固定频率的交流电变换成连续可调的交流电的装置。英文简称VVVF ( Variable Voltage VariableFrequency),可以是交-直-交,也可以是交-交变频技术。变频器的控制对象是三相交流异步电机和三相交流同步电机。无论哪种形式都是电能不变化为别的形式的能量,而只是频率的变化。

  变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。

  整流器:将交流电变换成直流的电力电子装置,其输入电压为正弦波,输入电流非正弦,带有丰富的谐波。

  中间直流环节:中间直流储能环节,在它和电动机之间进行无功功率的交换。逆变器:将直流电转换成交流电的电力电子装置,其输出电压为非正弦波,输出电流近似正弦。

  控制电路:常由运算电路、检测电路、控制信号输入/输出电路和驱动电路组成。主要任务是完成对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能等,其操控方法可以采用模拟控制或数字控制。目前许多变频器已经采用微机来进行全数字控制,采用尽可能简单的硬件电路,靠软件来完成各种功能。

  通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的。

  (1)PAM(脉幅调制):在整流电路部分对输出电压幅值来控制,而在逆变电路部分对输出频率来控制的控制方式。

  (2)PWM(脉宽调制) :保持整流得到的直流电压大小不变的条件下,在改变输出频率的同时,通过改变输出脉冲的宽度,来达到改变等效输出电压的一种方式。

  (3)矢量控制:将交流电机的定子电流分解成磁场分量电流和转矩分量电流并分别加以控制的方式

  (4)直接转矩控制:把转矩作为控制量,直接控制转矩,是继矢量控制变频调速技术之后的一种新型的交流变频调速技术。

  (1)通用变频器:能与普通的笼式电动机配套使用,能适应任何不同性质的负载并具有多种可供选择功能

  (2)高性能专用变频器:对控制要求比较高的系统(电梯、风机水泵等),大多采用矢量控制方式

  (1)交-交变频器:把频率固定的交流电直接变换成频率和电压连续可调的交流电。无中间环节,效率高,但连续可调的频率范围窄。

  (2)交-直-交变频器:先把交流电变成直流电,再把交流电通过电力电子器件逆变成直流电。优势显著,目前广泛采用的方式。

  (1)电流型:中间环节采用大电感作为储能环节,无功功率将由该电感来缓冲。再生电能直接回馈到电网。

  (2)电压型:中间环节采用大电容作为储能环节,负载的无功功率将由它来缓冲。无功能量很难回馈到交流电网。

  考虑变频器运行的经济性和安全性,变频器选型保留适当的余量是必要的。要准确选型,必须要把握以下几个原则:

  1、充分了解控制对象性能要求。一般来讲如对启动转矩、调速精度、调速范围要求比较高的场合则需考虑选用矢量变频器,否则选用通用变频器即可。

  4、确定负载也许会出现的最大电流,以此电流作为待选变频器的额定电流。如果该电流小于适配电机额定电流,则按适配电机选择对应变频器,考虑成本因素。以下情况要考虑容量放大一档:

  5、充分了解各变频器支持的选配件是正确选配的基础。对于变频器的选配件选配,必须要把握以下几个原则:

  (1)以下情况要选用交流输入电抗器、直流电抗器:民用场合,如:宾馆中央空调、电机功率大于55KW以上;电网品质恶劣或容量偏小的场合;如不选用可能会造成干扰、三相电流偏差大,变频器频繁炸机

  (2)以下情况要选用交流输出电抗器:变频器到电机线)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)

  为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费,在压力偏高时,可降低电机的工作速度,使其在恒压的同时节约电能。

  当电机转速从 N1 变到 N2时,其电机轴功率 (P)的变化关系如下: P2/P1 = (N2/N1)3 ,由此可见降低电机转速可得到立方级的节能效果。

  迅速适应负载变动,供给最大效率电压。变频调速器在软件上设有5000次/秒的测控输出功能,从始至终保持电机的输出高效率运行。

  在保证电机输出力矩的情况下,可自动调节V/F曲线。减少电机的输出力矩,降低输入电流,达到节能状态。

  在电机全压启动时,由于电机的启动力矩需要,要从电网吸收 7 倍的电机额定电流,而大的启动电流即浪费电力,对电网的电压波动损害也很大,增加了线损和变损。采用软启动后,启动电流可从0 -- 电机额定电流,减少了启动电流对电网的冲击,节约了电费,也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击,延长了设备的使用寿命。

  电动机由定子绕组和转子绕组通过电磁作用而产生力矩。绕组由于其感抗作用。对电网而言,阻抗特性呈感性,电机在运行时吸收大量的无功功率,造成功率因数很低。

  AC--DC--AC,在整流滤波后,负载特性发生了变化。变频调速器对电网的阻抗特性呈阻性,功率因数很高,减少了无功损耗

  根据负载转速的变化要求,通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的,以获得合理的电机运行工况。在不同的转速情况下,均保持比较高的运行效率,不仅降低了电能消耗,同时能改善启动性能,保护电机及负载设备免受瞬时启动的冲击,延长其工作寿命,还提高电动机和负载设备的工作精确度,实践证明,变频技术用于风机、泵类设备驱动控制场合取得了显著的节电效果,普遍节电达到30-50%。

  目前最新前沿变频技术,分别涉及低电磁噪音、静音化、专用化、系统化、网络化、“易于使用”的模式、参数趋势图形、内置式应用软件、分布式应用、参数自调整、功能设置软件化等技术。

  新型通用变频器除了采用高频载波方式的正弦波SPWM调制实现静音化外,还在通用变频器输入侧加交流电抗器或有源功率因数校正电路APFC,而在逆变电路中采取Soft-PWM控制技术等,以改善输入电流波形、降低电网谐波,在抗干扰和抑制高次谐波方面符合EMC国际标准,实现所谓的清洁电能的变换。

  为更好地发挥变频调速控制技术的独特功能,并尽可能满足现场控制的需要,派生了许多专用机型。如风机水泵空调专用型、起重机专用型、恒压供水专用型、数字控制机床专用型、纺织机械专用型、同步传送机专用型、挖沙船专用型、拉丝机专用型和空压机专用型等专业应用领域的专用机型。

  除了发展单机的数字化、智能化、多功能化外,还向集成化、系统化方向发展。这些技术的完成可以使变频器、伺服装置、控制器及通讯装置等集成配置,甚至自动化和驱动系统、通讯和数据管理系统都可以像驱动装置通常嵌入“全集成自动化”系统那样进行,目的是为用户更好的提供最佳的系统功能。

  可提供多种兼容的通信接口,支持多种不同的通信协议,内装RS485接口,可由个人计算机向通用变频器输入运行命令和设定功能码数据等。

  机内固化的“调试指南”会引导你一步一步地填入调试表格,无需记住任何参数,充足表现了易操作性。

  参数趋势图可适时地显示各信号的现时运作时的状态,用户在调试过程中,可随时监控和记录运行参数。

  可以内置多种应用软件,有的品牌可提供多达130余种的应用软件,以满足现场过程控制的需要,如PID控制系统软件、张力控制系统软件、速度级链、速度跟随、电流平衡、变频器功能设置软件、通讯软件等。

  现代自动化工程趋于分布式方案,这就要求智能化设备必须是模块化、分布化,并且能与现代机器设备集成。这样不仅会在生产、机器设备调试和维护方面带来成本优势,而且为设备扩展带来高灵活性。

  用户只要设定数据组编码,而不必逐项设置,通用变频器会将运行参数自动调整到最佳状态。

  变频调速这一技术正愈来愈普遍的深入到行业中。它的节能、省力、易于构成自控系统的显著优势应用变频调速技术也是改造挖潜、增加效益的一条有效途径。尤其是在高能耗、低产出的设备较多的企业,采用变频调速装置将使企业获得巨大的经济利益。

  引言 生物医电信号,如心电信号、血压信号、脑电信号等等,都表征了一定的病理特征,以心电为例,通常以心电图来记录心脏产生的生物电流,临床医生可通过心电图对患者的心脏状况做评估,并做出进一步诊断。而对于一些家用或者医用仪器厂商来说,则需要开发特定的信号处理算法并部署到嵌入式处理器上,完成医电特征的提取。通常整套心电监测产品的研发过程,由心电数据采集、心电信号分析、人机显示、文件存储等几部分所组成,通过NI提供的图形化系统模块设计平台,可以覆盖数据采集、信号读取、心电分析以及报表生成等一系列产品开发的流程,完成整套系统的开发,提高开发效率。而在整个开发过程中,信号分析部分往往是重点,也是各厂商的软件核心技术所在。本文将重点就心电采

  采集与分析设计方案 /

  利用一块附加的电路板,输入要观测的电信号,将输出信号接到电视机的视频输入接口,屏上就能显示电信号的波形。电路结构如图1,实际的电路兄图2。 振荡电路 用555时基电路产生水平同步信号和锯齿波信号,其输出周期tH=0.693x(Ra+Rb)C1,tL=0.693×RbC1。 输入电路 被观测信号接到输入端口,SW1是AC/DC选择开关,合上为直流,断开为交流;信号波形在电视屏上的位置由VR3调整,其调整范围与锯齿波信号电压范围(1/3Vcc~2/3Vcc)相似,C3、C4起稳定VR3端子电压的作用;波形振幅的大小由电位器VR4调节。 控制电路 把振荡器产生的锯齿波信号和输入信号送至比较器IC2a进行脉宽调制(PWM),生

  1 引言 起重机在工矿企业存在广泛应用,主要用来实现物体的升降和转运。氧化铝行业配送部包装车间的桥式起重机,一台设备每天进、出氧化铝铝粉量达2000多吨,使用频繁,工作量巨大,而且环境恶劣(有碱性腐蚀粉尘)。桥式起重机能否正常工作直接影响包装车间生产效率和任务的完成,甚至关系到人身、设备的安全。 2 问题的提出 我厂配送部包装车间原使用的桥式起重机的拖动系统采用绕线式交流异步电动机,转子回路内串入多级外接电阻来分级调速,采用凸轮控制器、继电器-接触器控制,这种调速方式实现简单,但是存在诸多缺点: (1) 绕线型转子串电阻的调速机械特性软,调速性能差; (2)串电阻调速是一种有级调速方式,通过接触器的分合完成对转子串

  前言 示波器是一种应用广泛,且相对复杂的设备。双踪示波器是一种用来展示和观测电信号的电子仪器,它能直接测量信号电压的大小和周期,因此,一切可以转化为电压的电学量、非电学量(如电流、电功率、阻抗、温度、位移、压力、磁场等)以及它们随时间变化的过程都可用双踪示波器来观测。由于电子射线的惯性小,又能在荧光屏上显示出可见的图像,所以非常适合于观测瞬时变化的过程,这是双踪示波器重要的优点。本文从使用的角度介绍一下双踪示波器的组成和它的工作原理。 一、波器的组成部分 双踪示波器主要是由示波管,放大器,扫描和触发系统,电源四个部分所组成。其中显示系统中的示波器的显示器件是阴极射线管,缩写为CRT。阴极射线管的基础是一个能产生电子的系统,称

  1引 言 癫痫的诊断主要是依靠临床病史,脑电图检查可作为一种极有价值的辅助诊断手段。据统计,80%左右的癫痫病人都具有确定性的脑电异常,而只有5~20%左右的癫痫病人脑电图表现正常。尤其对临床诊断困难的非典型癫痫发作、各种异型癫痫和隐匿型癫痫,脑电图检查的重要性更突出,甚至起着决定性的作用 。 脑电(EEG)是超高斯或亚高斯信号,通常都含有噪声、伪迹和串扰。通常,脑电活动总体上被划分成4个频带成分(β,α,θ和δ等节律),这些成分的频率都很低(在0.5~40 Hz范围)。而临床分析表明癫痫患者发病时以3 Hz棘慢综合波为多见。换句话说,脑电中有意义的成分大多数都是低频信号。这在某种程度上预示着,我们大家可以通过小波分解将混迭在脑电中的高频成分

  1 引 言 胎儿心电(FetalElectrocardiogram,FECG)是反映胎儿心脏电生理活动的一项客观指标,反映了胎儿在孕期中的生长和健康情况。对围产期的胎儿心电提取及分析能确定胎儿心率、胎儿心脏功能参数,及时有效地发现胎儿宫内缺氧等妊娠期或分娩期的病理情况,以便尽早采取一定的措施,保证胎儿健康.但是,由于测量得到的原始信号成分很复杂,干扰严重,胎儿心电信号被淹没在强背景噪声中(尤其是母体心电干扰),从而使其对胎儿心电的提取造成很大困难。因此,研究怎么样准确、有效地从孕妇腹壁电极中提取胎儿心电信号的方法具备极其重大的理论价值和临床应用价值。 胎儿受孕期生理现象及生物电信号的特殊影响,母体腹部记录的胎儿心电信号相当微弱,几乎被淹没在

  数据采集系统 /

  脑电信号(EEG)是一种典型的生物电信号,是大脑皮层脑神经细胞电活动的总体反映,其中包含了大量的生理和病理信息,是临床检测的重要生理参数之一,也是认知科学、脑机接口和警觉度等领域研究的重要手段。由于传统脑电信号采集设备都比较庞大,不便于脑电信号的适时获取,因此研究便携式脑电信号采集设备具备了重要意义。 脑电信号采集系统最重要的包含信号放大与调理、模数转换、信号处理与传输等。由于人体的阻抗高且变化大,脑电信号又很微弱,外部环境的干扰很大,因此脑电信号采集系统的放大与调理电路很复杂,通常要包括高输入阻抗和高共模抑制比的前级放大、带通滤波、工频陷波、多级放大等,导致体积大功耗高。模数转换的精度和速率也决定了脑电信号采集系统的性能,采用1

  采集系统 /

  工业相机是干什么的 工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件,其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。选择正真适合的相机也是机器视觉系统模块设计中的重要环节,相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等,同时也与总系统的运行模式直接相关。 工业相机是专门为工业生产和制造领域设计的一种数字摄像机。它能够高速采集、传输、处理和分析高质量的图像和视频数据,以此来实现自动识别、检测、测量和控制工作。主要使用在于检测、质检、自动化生产、机器视觉、物流和安防等领域。具体的应用包括: 1.自动化生产:工业相机可用于自动化生产线上的物品检测、物品分类、标记识别等自动化控制和辅助生产的全部过程。 2.质量检验:工业相机可用于一


  数据速查手册 (谭金鹏)

  教程 (郑海春)

  使用75 W TAS6424-Q1 D类音频放大器进行直流和交流负载诊断

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