變頻器技術(shù)交流 課件

變頻器技術(shù)交流1生存與節(jié)能一、生存與節(jié)能2生存與節(jié)能-江蘇力普電子CO2排放量前五位的國家(2005),從2007年起中國CO2排放量已經(jīng)排到第一在過去的一個(gè)世紀(jì)里，全球表面平均溫度上升了0.3~0.6℃，海平面上升了10~25cm。如果世界能源消費(fèi)的格局不發(fā)生根本性變化，到21世紀(jì)中葉，全球平均溫度可能上升1.5~4℃。3生存與節(jié)能-江蘇力普電子2006年CO2排放量國家排名環(huán)球能源網(wǎng)根據(jù)碳監(jiān)測行動(dòng)（CARMA）網(wǎng)站提供的2006年數(shù)據(jù)，對全球各國的CO2排放量進(jìn)行了比較排行，見下表：

4生存與節(jié)能-江蘇力普電子2007年CO2排放量國家排名

據(jù)在德國Bonn召開的聯(lián)合國氣候變化會(huì)議發(fā)布的信息，中國2007年CO2排放增長8％，從而使全球2007年CO2排放增長3.1％。

中國作為最大的CO2排放國，已占全球CO2排放份額的1/4（24％）。美國是第二大CO2排放國，占全球CO2排放份額21％；歐盟占12％；印度占8％；俄羅斯占6％。美國居人均CO2排放量首位，為人均19.4噸；其次是俄羅斯為11.8噸；歐盟為8.6噸；中國為5.1噸；印度為1.8噸。5生存與節(jié)能-江蘇力普電子2008年世界各國的CO2排放量該圖表反映的是2008年世界各國的CO2排放量。中國，成為了一個(gè)并不體面的冠軍6生存與節(jié)能-江蘇力普電子7生存與節(jié)能-江蘇力普電子《京都議定書》與哥本哈根氣候大會(huì)懸劍中國經(jīng)濟(jì)

《京都議定書》的生效和哥本哈根氣候大會(huì)的召開給中國的經(jīng)濟(jì)尤其是出口帶來一些不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)。中國是二氧化碳排放大國，又沒有減排義務(wù)，已經(jīng)引起了很多國家的不滿，尤其在哥本哈根氣候大會(huì)上，各發(fā)達(dá)國家把矛頭一齊對準(zhǔn)中國。為此,中國政府已經(jīng)承諾作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的政府，共同應(yīng)對全球氣候變暖問題。8生存與節(jié)能-江蘇力普電子“十五”期間能源消費(fèi)彈性系數(shù)及產(chǎn)值能耗2005年日本萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗0.28噸標(biāo)準(zhǔn)煤2006年中國萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗1.21噸標(biāo)準(zhǔn)煤9生存與節(jié)能-江蘇力普電子10生存與節(jié)能-江蘇力普電子當(dāng)代世界八大環(huán)境問題全球氣候變化臭氧層破壞和損耗酸雨污染土地荒漠化森林植被被破壞生物多樣性銳減海洋資源破壞和污染有機(jī)物的污染與高能耗產(chǎn)業(yè)排放有關(guān)11生存與節(jié)能-江蘇力普電子2005年中國酸雨分布狀況及部分地區(qū)歷年的變化12生存與節(jié)能-江蘇力普電子酸雨的危害(示意圖）13生存與節(jié)能-江蘇力普電子14生存與節(jié)能-江蘇力普電子對節(jié)能工作投資回報(bào)的解讀節(jié)能投入>有效期內(nèi)的節(jié)能回報(bào)這類項(xiàng)目不宜實(shí)施節(jié)能投入<有效期內(nèi)的節(jié)能回報(bào)這類項(xiàng)目可實(shí)施節(jié)能投入=有效期內(nèi)的節(jié)能回報(bào)這類項(xiàng)目?

這類項(xiàng)目是否實(shí)施要看對社會(huì)和環(huán)境的貢獻(xiàn)，如果這類項(xiàng)目對社會(huì)和環(huán)境是有益的，項(xiàng)目應(yīng)該實(shí)施。15生存與節(jié)能-江蘇力普電子

節(jié)能不只是節(jié)約能源，而是為子孫后代創(chuàng)建一個(gè)：穩(wěn)定的生態(tài)！健全的體魄！富饒的土地！寶貴的資源！和諧的環(huán)境！和諧社會(huì)16生存與節(jié)能-江蘇力普電子

中國政府《關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃的建議》中明確提出“十一五”時(shí)期的主要目標(biāo)是：在優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提高效益和降低消耗的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)2010年人均國內(nèi)生產(chǎn)總值比2000年翻一番；資源利用效率顯著提高，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比“十五”期末降低20％左右，生態(tài)環(huán)境惡化趨勢基本遏制。17生存與節(jié)能-江蘇力普電子

單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比“十五”期末降低20％左右的行動(dòng)已經(jīng)開始。

國務(wù)院總理溫家寶在4月28日主持召開國務(wù)院常務(wù)會(huì)議，部署進(jìn)一步加大工作力度確保實(shí)現(xiàn)“十一五”節(jié)能減排目標(biāo)，推行用電階梯價(jià)格。

會(huì)議指出，“十一五”前四年，節(jié)能減排工作取得重要進(jìn)展，全國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗累計(jì)下降14.38%，但與“十一五”降低20%左右的目標(biāo)仍有較大差距，節(jié)能減排形勢十分嚴(yán)峻。

會(huì)議強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)“十一五”節(jié)能減排目標(biāo)是政府向全國人民作出的莊嚴(yán)承諾，今年是決戰(zhàn)之年，現(xiàn)在只有八個(gè)月時(shí)間了，各地區(qū)、各部門必須進(jìn)一步增強(qiáng)緊迫感、責(zé)任感，采取強(qiáng)有力、見效快的措施，確保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。為此，中央安排了833億資金用于支持十大重點(diǎn)節(jié)能工程以及污染治理等建設(shè)。各地區(qū)節(jié)能減排專項(xiàng)資金要向能直接形成節(jié)能減排的項(xiàng)目傾斜。對未完成“十一五”節(jié)能目標(biāo)任務(wù)的地區(qū)，對中央和地方監(jiān)管部門，都要追究領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任，根據(jù)情節(jié)給予處分。對于高能耗的小火電等高能耗產(chǎn)業(yè)要逐步關(guān)停。18生存與節(jié)能-江蘇力普電子

通過調(diào)研和分析，以風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載為例，設(shè)計(jì)選型原因使實(shí)際設(shè)備容量比正常額定運(yùn)行工況偏大15～20%，個(gè)別機(jī)組由于產(chǎn)品系列化在實(shí)際設(shè)備配套方面富裕量達(dá)到40～50%。有的由于工藝的要求，機(jī)組運(yùn)行在30～100%工況的范圍，在這種情況下，損失在調(diào)節(jié)閥門和擋板的能耗所占比例將更大，造成能源浪費(fèi)，閥門和擋板維修量增大，變頻改造是解決這些問題積極有效的辦法。19生存與節(jié)能-江蘇力普電子二、電氣傳動(dòng)20江蘇力普電子電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式T電機(jī)轉(zhuǎn)矩－T負(fù)載轉(zhuǎn)矩P電機(jī)功率=T電機(jī)轉(zhuǎn)矩×N電機(jī)速度×K常數(shù)

MT電機(jī)轉(zhuǎn)矩T負(fù)載轉(zhuǎn)矩中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)終端機(jī)械T電機(jī)轉(zhuǎn)矩>T負(fù)載轉(zhuǎn)矩－－－加速運(yùn)行

T電機(jī)轉(zhuǎn)矩<T負(fù)載轉(zhuǎn)矩－－－減速運(yùn)行

T電機(jī)轉(zhuǎn)矩＝T負(fù)載轉(zhuǎn)矩－－－恒速運(yùn)行電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制性能是影響電氣傳動(dòng)系統(tǒng)性能高低的最重要因素加減速時(shí)間和電機(jī)轉(zhuǎn)矩、負(fù)載轉(zhuǎn)矩以及系統(tǒng)慣量有關(guān)21電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子T電機(jī)轉(zhuǎn)矩－T負(fù)載轉(zhuǎn)矩

MT電機(jī)轉(zhuǎn)矩T負(fù)載轉(zhuǎn)矩中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)終端機(jī)械速度模式：以保持轉(zhuǎn)速恒定為目的，如常規(guī)調(diào)速系統(tǒng)（電梯、各類生產(chǎn)線）。控制設(shè)備根據(jù)速度要求自動(dòng)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)矩適應(yīng)外部的負(fù)載變化，恒速時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩肯定等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩模式以控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩恒定為目的，如：開卷/收卷，電機(jī)轉(zhuǎn)矩肯定等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，但電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不確定。如果電機(jī)轉(zhuǎn)矩始終大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則速度持續(xù)上升直至設(shè)備限速或損壞如果電機(jī)轉(zhuǎn)矩始終小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則速度為0或最低（下限）速度為保證系統(tǒng)安全，必須額外考慮限速或超速保護(hù)22電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載特性T負(fù)載轉(zhuǎn)矩摩擦恒轉(zhuǎn)矩生產(chǎn)流水線起重行走勢能恒轉(zhuǎn)矩電梯起重機(jī)提升負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小與與轉(zhuǎn)速無關(guān)恒功率（速度越低，負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大）機(jī)床開卷機(jī)/收卷機(jī)變轉(zhuǎn)矩（速度越低，負(fù)載轉(zhuǎn)矩越小）風(fēng)機(jī)水泵23電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子直流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)：控制對象：直流電動(dòng)機(jī)控制原理簡單，一種調(diào)速方式性能優(yōu)良，對硬件要求不高

電機(jī)有換向電刷（換向火化）電機(jī)設(shè)計(jì)功率受限電機(jī)易損壞，不適應(yīng)惡劣現(xiàn)場需定期維護(hù)交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)：控制對象：交流電動(dòng)機(jī)控制原理復(fù)雜，有多種調(diào)速方式性能較差，對硬件要求較高電機(jī)無電刷，無換向火化問題電機(jī)功率設(shè)計(jì)不受限電機(jī)不易損壞，適應(yīng)惡劣現(xiàn)場基本免維護(hù)70年代以前直流占統(tǒng)治地位交流調(diào)速只在大功率電機(jī)調(diào)速上使用24電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子交流異步電機(jī)的機(jī)械特性公式

n＝60f(1-s)/pn：電機(jī)轉(zhuǎn)速

f：給電機(jī)供電的交流電頻率

p：電機(jī)極對數(shù)

s：轉(zhuǎn)差率負(fù)載1N：速度n0異步機(jī)機(jī)械特性T：電機(jī)力矩負(fù)載2交流同步電機(jī)的機(jī)械特性公式

n＝60f/pn：電機(jī)轉(zhuǎn)速

f：給電機(jī)供電的交流電頻率

p：電機(jī)極對數(shù)n0同步機(jī)機(jī)械特性T：電機(jī)力矩負(fù)載1負(fù)載225電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子

基于節(jié)能角度，通常把交流調(diào)速分為高效調(diào)速和低效調(diào)速。高效調(diào)速指基本上不增加轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方式，在調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)差率基本不變，不增加轉(zhuǎn)差損失，或?qū)⑥D(zhuǎn)差功率以電能形式回饋電網(wǎng)或以機(jī)械能形式回饋機(jī)軸；低效調(diào)速則存在附加轉(zhuǎn)差損失，在相同調(diào)速工況下其節(jié)能效果低于不存在轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方式。26電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子交流電機(jī)調(diào)速的分類情況27電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子異步電機(jī)的變極調(diào)速28電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子電磁調(diào)速電磁調(diào)速技術(shù)是通過電磁調(diào)速電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的技術(shù)。電磁調(diào)速電機(jī)(又稱滑差電機(jī))由三相異步電機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和測速發(fā)電機(jī)組成，三相異步電機(jī)作為原動(dòng)機(jī)工作。該技術(shù)是傳統(tǒng)的交流調(diào)速技術(shù)之一，適用于容量在0.55～630kW范圍內(nèi)的風(fēng)機(jī)、水泵或壓縮機(jī)。

29電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子電磁調(diào)速30電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子串級調(diào)速串級調(diào)速的典型調(diào)速系統(tǒng)有兩種：一種是電氣串級調(diào)速系統(tǒng)，另一種是電機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)。電氣串級調(diào)速電路是由異步機(jī)轉(zhuǎn)子一側(cè)的整流器和電網(wǎng)一側(cè)的晶閘管逆變器組成。用改變逆變器的逆變角來調(diào)節(jié)異步機(jī)轉(zhuǎn)速，將整流后的直流通過逆變器變換成具有電網(wǎng)頻率的交流，將轉(zhuǎn)差功率回饋電網(wǎng)。電機(jī)串級調(diào)速電路是把轉(zhuǎn)子整流后的直流作為電源接到一臺(tái)直流電機(jī)的電樞兩端，用調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來調(diào)節(jié)異步機(jī)轉(zhuǎn)速，直流機(jī)與異步機(jī)同軸相接，將轉(zhuǎn)差功率變?yōu)橹绷髌鞯妮斎牍β逝c異步機(jī)一起拖動(dòng)負(fù)載，使轉(zhuǎn)差功率回饋機(jī)軸。電機(jī)串級調(diào)速的調(diào)速范圍不大，又增加了一臺(tái)直流電機(jī)，使系統(tǒng)復(fù)雜化，應(yīng)用不多。電氣串級調(diào)速系統(tǒng)比較簡單，控制方便，應(yīng)用比較廣泛。31電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子定子調(diào)壓調(diào)速定子調(diào)壓調(diào)速是用改變定子電壓實(shí)現(xiàn)調(diào)速的方法來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)度過程中它的轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式損耗在轉(zhuǎn)子繞組中，屬于低效調(diào)速方式。由于電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比，改變定子電壓就可以改變電機(jī)的機(jī)械特性，與某一負(fù)載特性相匹配就可以穩(wěn)定在不同的轉(zhuǎn)速上，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能。

32電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速33電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子變頻調(diào)速34電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子35電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識-江蘇力普電子三、變頻器原理36江蘇力普電子

~380V50HZf

=0~500HZ37變頻器原理-江蘇力普電子

N0=60f/p（同步電機(jī)）

N=60f(1-s)/P（異步電機(jī)）式中：f-頻率

p-極對數(shù)

s-轉(zhuǎn)差率（0～3%或0～6%）

由轉(zhuǎn)速公式可見，只要設(shè)法改變?nèi)嘟涣麟姍C(jī)的供電率f，就十分方便地改變了電機(jī)的轉(zhuǎn)速N。實(shí)際上僅僅改變電機(jī)的頻率并不能獲得良好的變頻特性。變頻器的調(diào)速原理38變頻器原理-江蘇力普電子感應(yīng)電機(jī)穩(wěn)態(tài)模型:T型等效電路

感應(yīng)電機(jī)穩(wěn)態(tài)模型:簡化等效電路

39變頻器原理-江蘇力普電子磁通傳遞能量40變頻器原理-江蘇力普電子磁通量須恒定Φ↓→TM=KTI2ΦMCOSφ2↓Φ↑→磁路飽和→勵(lì)磁電流畸變，產(chǎn)生尖峰電流磁通量Φ↑磁路飽和電流增大磁通量Φ↓電機(jī)轉(zhuǎn)矩TM下降41變頻器原理-江蘇力普電子變頻須變壓：定子繞組電動(dòng)勢：Eg=4.44K1N1f1Φ

Us

≈E1g故

Us=KMf1

ΦΦ=KΦUs/f1=常數(shù)故

Us

/f1=常數(shù)

要保持Φ恒定，電壓與頻率必須成比例變化42變頻器原理-江蘇力普電子～整流部分儲(chǔ)能環(huán)節(jié)逆變部分M交流低壓交直交通用變頻器系統(tǒng)框圖交流控制系統(tǒng)直流直流交流整流器：將交流電變換成直流的電力電子裝置，其輸入電壓為正弦波，輸入電流非正弦，帶有豐富的諧波逆變器：將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的電力電子裝置，其輸出電壓為非正弦波，輸出電流近似正弦43變頻器原理-江蘇力普電子低壓變頻器主電路結(jié)構(gòu)圖44變頻器原理-江蘇力普電子整流和濾波電路45變頻器原理-江蘇力普電子單相逆變電路工作原理S1S4S2S3EdU1S1,S3導(dǎo)通S2,S4導(dǎo)通S1,S3導(dǎo)通f1U1S2,S4導(dǎo)通EdS1,S3導(dǎo)通S2,S4導(dǎo)通f2逆變器的功能：通過改變開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間改變輸出電壓的頻率通過改變開關(guān)管導(dǎo)通順序改變輸出電壓的相序46變頻器原理-江蘇力普電子調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器的英文是MODEM，其作用是利用模擬信號傳輸線路傳輸數(shù)字信號。電子信號分兩種，一種是“模擬信號”，一種是“數(shù)字信號”。我們使用的電話線路傳輸?shù)氖悄M信號，而PC機(jī)之間傳輸?shù)氖菙?shù)字信號。所以當(dāng)你想通過電話線把自己的電腦連入Internet時(shí)，就必須使用調(diào)制解調(diào)器來“翻譯”兩種不同的信號。連入Internet后，當(dāng)PC機(jī)向Internet發(fā)送信息時(shí)，由于電話線傳輸?shù)氖悄M信號，所以必須要用調(diào)制解調(diào)器來把數(shù)字信號“翻譯”成模擬信號，才能傳送到Internet上，這個(gè)過程叫做“調(diào)制”。當(dāng)PC機(jī)從Internet獲取信息時(shí)，由于通過電話線從Internet傳來的信息都是模擬信號，所以PC機(jī)想要看懂它們，還必須借助調(diào)制解調(diào)器這個(gè)“翻譯”,這個(gè)過程叫作“解調(diào)”。合起來就是“調(diào)制解調(diào)”。47變頻器原理-江蘇力普電子PWM（PulseWidthModuration）調(diào)制PWM調(diào)制是：利用半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷把直流電壓調(diào)制成電壓可變、頻率可變的電壓脈沖列。SPWM調(diào)制是：采用三角波和正弦波相交獲得的PWM波形直接控制各個(gè)開關(guān)可以得到脈沖寬度和各脈沖間的占空比可變的呈正弦變化的輸出脈沖電壓電壓，能獲得理想的控制效果：輸出電流近似正弦載波頻率必須高，才能保證調(diào)制后得到的波形與調(diào)制前效果相同載波48變頻器原理-江蘇力普電子正弦脈寬調(diào)制（SPWM）49變頻器原理-江蘇力普電子實(shí)現(xiàn)SPWM（單極性）50變頻器原理-江蘇力普電子逆變SPWM等幅不等寬的矩形脈沖波形面積，與正弦波形面積等效。變頻器是一種電源變換的設(shè)備，給電動(dòng)機(jī)提供的電源必須滿足電動(dòng)機(jī)的使用要求。即輸出正弦波形的電壓和電流。逆變器的特性：51變頻器原理-江蘇力普電子變頻器的基本接線圖

52變頻器原理-江蘇力普電子輸入側(cè)額定工作電壓：給變頻器供電的額定工作電壓，各國家不完全一樣。中國是220V/單相/50HZ或380V/3相/50HZ電壓允許波動(dòng)：限制變頻器的最高和最低工作電壓，避免損壞變頻器當(dāng)電壓超過最高值時(shí)變頻器并沒有保護(hù)能力頻率波動(dòng)范圍：50/60Hz±5％輸出側(cè)

額定輸出電壓：變頻器的最大輸出電壓，由額定工作電壓決定額定電流：變頻器能夠長期輸出的最大電流過載能力：變頻器的輸出電流允許超過額定電流的倍數(shù)和時(shí)間，由逆變模塊決定最大輸出頻率：變頻器能夠輸出的最大工作頻率頻率精度：輸出頻率的準(zhǔn)確度（相對于設(shè)定頻率）頻率分辯率：指給定運(yùn)行頻率的最小改變量防護(hù)等級

IP20(不防水）變頻器關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)53變頻器原理-江蘇力普電子低速轉(zhuǎn)矩下降電動(dòng)機(jī)在fx＜fN時(shí)的機(jī)械特性U/f=恒定值條件下的機(jī)械特性54變頻器原理-江蘇力普電子

轉(zhuǎn)矩下降的原因分析

U1下降→I1r1在U1中的比例增大55變頻器原理-江蘇力普電子低頻電壓補(bǔ)償（轉(zhuǎn)矩提升功能）

△U的大小隨負(fù)載電流而變化，與變頻器的輸出頻率也有關(guān)；

U/F的比值只能設(shè)定一次；所以負(fù)載變動(dòng)時(shí)不能始終工作在最佳狀態(tài)，即輕載時(shí)磁路易飽和，因此要準(zhǔn)確計(jì)算補(bǔ)償電壓是非常困難的。電壓補(bǔ)償?shù)奶匦?6變頻器原理-江蘇力普電子

變頻器可以對電機(jī)的輸入電壓和輸入功率進(jìn)行控制，因此，在電機(jī)負(fù)載低于額定負(fù)載時(shí)，采用變頻器控制電機(jī)運(yùn)行，必然可以起到節(jié)能目的。這是因?yàn)椋谝欢ㄘ?fù)載下，變頻器在額定頻率以下可以輸出較大的力矩，從而使電機(jī)的輸入功率減小。變頻器節(jié)能的實(shí)質(zhì)是減少了無用功輸入，使電機(jī)的鐵耗和銅耗大幅度下降。

變頻器的節(jié)能原理57變頻器原理-江蘇力普電子變頻器的輸出電流58變頻器原理-江蘇力普電子電流和功率的關(guān)系59變頻器原理-江蘇力普電子

變頻器各部分電流關(guān)系：

變頻器輸出電流IM取決于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定，IM大小與速度無關(guān)；直流回路的電流隨頻率下降而減少；變頻器輸入電流隨頻率下降而減少。60變頻器原理-江蘇力普電子速度一轉(zhuǎn)矩特性（V/f一定）由圖可看出，隨著頻率的變化，轉(zhuǎn)矩特性的直線段近似為一組平行線，電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩相同，但產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差不同，所對應(yīng)的轉(zhuǎn)差頻率不變，同步轉(zhuǎn)速隨著頻率的降低而降低。變頻調(diào)速情況下的電機(jī)機(jī)械特性61變頻器原理-江蘇力普電子電機(jī)降速耗能低電動(dòng)機(jī)調(diào)速的特點(diǎn)62變頻器原理-江蘇力普電子四、變頻器的應(yīng)用63江蘇力普電子使用目的內(nèi)容自動(dòng)化提高搬運(yùn)機(jī)械停止位置精度，提高生產(chǎn)線速度控制精度，采用有反饋裝置的流量控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)加工實(shí)現(xiàn)最佳速度控制及協(xié)調(diào)生產(chǎn)線內(nèi)各裝置的速度，使其同步，同速提高產(chǎn)品質(zhì)量和加工精度提高生產(chǎn)率根據(jù)產(chǎn)品種類，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的最佳速度和加減速度，提高生產(chǎn)率提高產(chǎn)品合格率不損害產(chǎn)品質(zhì)量條件下，設(shè)備加速時(shí)間最小化，實(shí)現(xiàn)對外界各種干擾速度的穩(wěn)定性來提高產(chǎn)品合格率增加設(shè)備使用壽命采用對設(shè)備不產(chǎn)生沖擊的起動(dòng)，停止和空載時(shí)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，增加設(shè)備使用壽命設(shè)備小型化采用高速化的設(shè)備小型化增加舒適性電梯、電車等，采用平滑加速、減速，以提高乘坐的舒適性環(huán)境舒適改變空調(diào)位式控制為PID控制，使空調(diào)小功率連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境舒適植物、家禽、良好培植，養(yǎng)育使空調(diào)在植物，家禽最佳條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，幫助發(fā)育低噪聲根據(jù)負(fù)載降低轉(zhuǎn)速，以減少機(jī)械和風(fēng)的噪聲節(jié)能采用交流變頻調(diào)速有時(shí)節(jié)能達(dá)20~50%應(yīng)用變頻器的目的64變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子使用領(lǐng)域使用對象鋼鐵軋鋼機(jī)、輥道、鼓風(fēng)機(jī)、起重機(jī)、搬運(yùn)機(jī)軋銅制線拉線機(jī)、卷繞機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、泵、起重機(jī)化學(xué)擠壓機(jī)、膠片傳送帶、攪拌機(jī)、離心分離機(jī)、壓縮機(jī)、噴霧器、鼓風(fēng)機(jī)、泵纖維紗紡機(jī)、精紡機(jī)、織機(jī)、空調(diào)、鼓風(fēng)機(jī)汽車傳送帶、搬運(yùn)機(jī)、涂料攪拌、空調(diào)電機(jī)、機(jī)械泵、起重機(jī)、傳送帶、空調(diào)、鼓風(fēng)機(jī)機(jī)床車床、立車、旋轉(zhuǎn)平面磨床、機(jī)械加工中心、剃齒機(jī)食品制面機(jī)、指點(diǎn)心機(jī)、傳送帶、攪拌機(jī)造紙?jiān)旒垯C(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、粉碎機(jī)、攪拌機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)水泥回轉(zhuǎn)爐、起重機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、泵礦業(yè)提升機(jī)、傳送帶、掘削機(jī)、起重機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)煤氣壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、泵、搬運(yùn)機(jī)交通電車、電力機(jī)車、汽車裝卸搬運(yùn)自動(dòng)倉庫、搬運(yùn)車、汽車、船舶推進(jìn)、裝卸機(jī)械、空壓機(jī)、飛機(jī)工廠建筑電梯、傳送帶、空調(diào)、鼓風(fēng)機(jī)、泵農(nóng)業(yè)養(yǎng)豬、養(yǎng)雞、養(yǎng)魚、制茶機(jī)、灌溉用泵、空調(diào)生活服務(wù)空壓機(jī)、縫紉機(jī)、電風(fēng)扇、陳列柜用泵、工業(yè)及家用洗衣機(jī)電力鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、泵、揚(yáng)水發(fā)電站、飛輪實(shí)驗(yàn)研究風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、主軸實(shí)驗(yàn)、離心分離機(jī)石油游梁式抽油機(jī)、輸油泵、注水泵變頻器在不同領(lǐng)域中的使用對象

65變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子三種典型負(fù)載特性-恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載及其特性a）帶式輸送機(jī)b）機(jī)械特性c）功率特性66變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子三種典型負(fù)載特性-恒功率負(fù)載恒功率負(fù)載及其特性a）卷徑最小時(shí)

b）卷徑較大

c）卷徑最大67變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子三種典型負(fù)載特性-二次平方負(fù)載二次平方負(fù)載及其特性a）風(fēng)機(jī)示圖b）機(jī)械特性c）功率特性--TL=KL*n2--PL=KP*n368變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子變頻器輸出端接入電抗器的場合當(dāng)電機(jī)與變頻器距離較遠(yuǎn)時(shí)，需要接入輸出交流電抗器輸出電抗器作用：

抑制變頻器電磁幅射干擾抑制電動(dòng)機(jī)電壓諧振69變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子輸入交流電抗器作用：1）提高功率因數(shù)2）抑制高次諧波3）削弱電流浪涌70變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子接入輸入交流電抗器的場合接入交流電抗器的場合a）多臺(tái)變頻器接同一電源b）同一電源上接有大容量晶閘管設(shè)備c）變壓器容量超過變頻器容量十倍以上d）電源電壓不平衡度≥3%71變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子直流電抗器作用：1）提高功率因數(shù)2）擬制電流尖峰72變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子變頻器的干擾源變頻器的電壓、電流波形73變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子電路耦合干擾—電路傳播：1）電源線2）地線措施：1）隔離變壓器2）光耦隔離3）正確接地74變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子感應(yīng)耦合干擾—電磁感應(yīng)—靜電感應(yīng)1）電磁感應(yīng)是電流干擾傳播方式2）靜電感應(yīng)是電壓干擾傳播方式75變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子抗干擾措施遠(yuǎn)離、相絞、屏蔽、不平行絞線抗干擾76變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子空中幅射干擾—電磁幅射空中幅射與接地77變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子抗干擾措施

1）準(zhǔn)確接地2）接入濾波器接入濾波器抑制電磁幅射78變頻器的應(yīng)用-江蘇力普電子五、變轉(zhuǎn)矩負(fù)載節(jié)能分析

（風(fēng)機(jī)水泵）79江蘇力普電子風(fēng)機(jī)類負(fù)載調(diào)節(jié)流量的方法通過出口擋板改變風(fēng)機(jī)的管網(wǎng)特性曲線來實(shí)現(xiàn)對風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)通過入口擋板改變風(fēng)機(jī)特性曲線來實(shí)現(xiàn)對風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)通過改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)對風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)80變轉(zhuǎn)矩負(fù)載節(jié)能分析-江蘇力普改變出口擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量通過變頻器改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風(fēng)量81變轉(zhuǎn)矩負(fù)載節(jié)能分析-江蘇力普圧力風(fēng)量功率＝圧力×風(fēng)量82變轉(zhuǎn)矩負(fù)載節(jié)能分析-江蘇力普節(jié)約的能量圧力風(fēng)量功率＝圧力×風(fēng)量變頻調(diào)速節(jié)能83變轉(zhuǎn)矩負(fù)載節(jié)能分析-江蘇力普圧力風(fēng)量功率＝圧力×風(fēng)量風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速84變轉(zhuǎn)矩負(fù)載節(jié)能分析-江蘇力普離心式風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)特性曲線離心風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)效率曲線85變轉(zhuǎn)矩負(fù)載節(jié)能分析-江蘇力普離心式風(fēng)機(jī)不同調(diào)節(jié)方式耗電特性比較不同調(diào)節(jié)方式下的風(fēng)機(jī)效率86變轉(zhuǎn)矩負(fù)載節(jié)能分析-江蘇力普相似定律分析泵與風(fēng)機(jī)的工作原理，相似定律等效為：對相似定律本身及其簡化公式的準(zhǔn)確性，目前在理論分析、試驗(yàn)研究都不夠完善，但在相似范圍內(nèi)誤差在工程上是可以接受的（<5％）。87變轉(zhuǎn)矩負(fù)載節(jié)能分析-江蘇力普關(guān)于變頻調(diào)速節(jié)能效益計(jì)算注意事項(xiàng)從審核變頻改造項(xiàng)目和在變頻節(jié)能改造后總結(jié)時(shí)，發(fā)現(xiàn)改造前后的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算普遍不正確，主要表現(xiàn)為：

a采用改造前后電流變化計(jì)算，這種方法是對變頻器原理認(rèn)識不清造成，現(xiàn)在使用的電壓型變頻器，變頻器內(nèi)部安裝有很多大容量的電容器，將補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)所需要的無功，為此從變頻器電源入口看，在同樣負(fù)荷下電流降低，這其中包括功率因數(shù)提高的原因，如一般電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)在0.82左右，變頻器的功率因數(shù)在0.96以上，功率因數(shù)的不同造成的節(jié)能效果相差17％(＝（0.96-0.82）/0.82)。以上是不考慮轉(zhuǎn)速降低時(shí)功率因數(shù)的變化，在低負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)比正常低，造成的誤差將更大。

b變頻改造后節(jié)能效果要減去變頻器自身消耗和冷卻風(fēng)和控制系統(tǒng)消耗的能量（約4％），如安裝空調(diào)，應(yīng)將空調(diào)能耗考慮進(jìn)去。88變轉(zhuǎn)矩負(fù)載節(jié)能分析-江蘇力普89變轉(zhuǎn)矩負(fù)載節(jié)能分析-江蘇力普變頻調(diào)速帶來的無節(jié)流效益和高效效益在相同輸送流量下，變速運(yùn)行的節(jié)能效益（相對出口節(jié)流調(diào)節(jié)）由兩部分組成，一部分是降低泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行能頭、避免調(diào)門節(jié)流損失，稱為“無節(jié)流效益”，這項(xiàng)效益總是正值，往往也是最主要的效益；

另一部分是變速運(yùn)行的效率一般比定速運(yùn)行時(shí)的高，稱為“高效效益”，這項(xiàng)對于多數(shù)系統(tǒng)是正值，但也有特例。90變轉(zhuǎn)矩負(fù)載節(jié)能分析-江蘇力普泵與風(fēng)機(jī)變頻改造范圍的建議（以電廠為例）

除動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)不進(jìn)行變頻改造，其他風(fēng)機(jī)原則上均可進(jìn)行變頻改造，但具體設(shè)備要經(jīng)過全面評估確定。

從運(yùn)行原理上看，靜葉調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)改為變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能量較?。ㄏ鄬﹄x心風(fēng)機(jī)）、但較動(dòng)葉調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)改為變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能量大，根據(jù)具體情況確定是否進(jìn)行變頻改造。

電廠風(fēng)機(jī)中最大的是脫硫增壓風(fēng)機(jī)，從節(jié)能角度看變頻改造有必要性，但必須與引風(fēng)機(jī)統(tǒng)一考慮。特別是一臺(tái)機(jī)組只用一臺(tái)增