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 随着电力电子技术的不断
发展,新的控制理论的不断
提出与完善,使变频技术得到了飞速的发展。近年来,伴随着变频器功能的不断提升和扩大,
其应用范围也在不断扩展,其现在已经从最初的只能用于风机、水泵的调速过渡到应用于各
类要求高精度、快响应的高性能调速指标的工业现场。

ACS150 系列变频器由 ABB 公司设计

制造,它可以通过可选件的优化组合最大范围地满足机械行业的要求,主要应用于风机、泵
类、门控、物料输送、传送带等的控制。
  

1 变频调速原理

  

n=60f(1-s)/p(1)

  式中:

n 为异步电动机的转速;

  

f 为电网频率;

  

s 为电动机转差率;

  

p 为电动机极对数。

  由式(

1)可知,转速 n 与频率 f 成正比,只要改变频率 f 即可改变电动机的转速,当

频率

f 在 0~50Hz 的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频调速就是通过改变电

动机电源频率实现速度调节的。
  变频器主要采用交直交方式,即先把工频交流电源通过整流装置转换成直流电源,然
后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由
整流、中间直流环节、逆变和控制

4 个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流,逆变部分

IGBT 三相桥式逆变,且输出为 PWM 波形,中间直流环节的作用为滤波、直流储能和缓

冲无功功率。
  变频器在应用中改变的不仅仅是频率,它还得同时改变交流电的电压,如果仅改变频
率,电机可能被烧坏。因为异步电动机的转矩是电机的磁通与

转子

内流过电流之间相互作用

而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,
严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出
电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。但是在低频时仍成比例地
降低电压,由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下磁键波形发生畸变,导致
转矩减小。
  

2 变频器的选型

  变频器的正确选用对于机械设备电控系统的正常运行是至关重要的。选择变频器,首先
要按照机械设备的类型、负载转矩特性、调速范围、静态速度精度、起动转矩和使用环境的要
求,决定选用何种控制方式和防护结构的变频器最合适。所谓合适是指在满足机械设备的实
际工艺生产要求和使用场合的前提下,实现变频器应用的最佳性价比。
  

2.1 平方转矩负载

  风机类、泵类负载是平方转矩负载。一般情况下,具有

U/f=const(U 是指输出电压,f

是指输出电压的频率)控制模式的变频器基本都能满足这类负载的要求,下面根据这类变
频器的主要特点介绍选型时需要注意的问题。
  

2.1.1 避免过载

  风机和水泵一般不容易过载,选择变频器的容量时保证其稍大于或等于电动机的容量
即可;同时选择的变频器的过载能力要求也较低,但在变频器功能参数选择和预置时应注
意,由于负载的阻转矩与转速的平方成正比,当工作频率高于电动机的额定频率时,负载
的阻转矩会超过额定转矩,使电动机过载。所以,要严格控制最高工作频率不能超过电机额
定频率。
  

2.1.2 启/停时变频器加速时间与减速时间的匹配