變頻器的探究

曹玉舉 張錦濤 魏華

【摘要】電動機作為電能應用的最常見設備，廣泛應用于人類生產的各個領域！變頻技術是當前電動機控制主流技術，具有十分廣闊的發展前景！文章圍繞變頻調速相關內容進行探討，闡述了變頻調速的原理和特點，對變頻調速在日常生產中的應用情況進行了簡要介紹！

【關鍵詞】變頻器；原理；應用

引言

自十九世紀第一臺電動機發明以來，已經過去了近200年！在這長達兩個世紀的漫長時間里，形形色色"各種各樣的電動機進入人們的視線，作為人們對于電能應用的一個主要分支，在人類社會生產和生活領域發揮著重大作用！就調速性能而言，電動機大體上經歷了三個階段，即直流電機"異步電機和變頻交流電機！從時間上看，一直到 ！ 20世紀70年代前直流電機都占據著電動機的統治地位！直流電動機調速性能具有調速范圍廣"穩定性好"過載能力強的優點！但生產工藝復雜，后期維護成本高，使用時限較短等問題給直流電機應用造成很大負面影響！特別是電動機本身的換向器及電刷使用壽命嚴重不足，是直流電機的最大缺陷！針對這個問題，人們開發出了異步電動機，電動機換向器和電刷的問題基本解決，但異步電機使用交流電，調速性能差是其主要缺點！第三個階段是變頻技術的出現！應用變頻技術的交流電動機可以較為妥善的解決異步電動機的調速問題，從而逐步取代直流調速成為拖動調速的主流技術！所謂變頻技術，顧名思義是指通過對交流電的頻率進行調整，從而達到控制交流電機控制的方法！應用變頻原理，使用電力半導體器件通過對電路的通斷控制實現對工頻電源頻率的改變的設備就是變頻器！日常工作中，變頻器的作用主要是將固定電壓和頻率的

交流電源轉變為可變電壓和頻率的交流電源！

變頻器的工作原理

所謂"變頻"的意思就是改變機器的頻率，而針對異步電動機來說，就是使軸的轉動速度發生相應的變化，使軸能夠以合適的速度運轉；交流電動機的轉速計算中，如果是同步轉速，要依據以下的公式對轉速進行計算，公式為：異步電動機轉速=6Ox異步電動機頻率x（1一電動機轉差率）/電動機極對數。一般來說，異步電動機的轉速用字母n表示，異步電動機頻率用字母f表示電動機轉差率用g表示，電動機極對數用p表示，為了分析的方便，我們用字母表示同步轉速計算公式：=1160xfx（1一、）、p；通過公式，可以明確各個部分之間的關系，首先，同步轉速n步電動機的頻率f成正相關關系的，也就是說頻率越高，轉速越快；根據電動機的既定標準，當異電動機的頻率在五十赫茲以內發生變動時，轉速可以在一個相對較廣的范圍之內發生變動，變頻器的作用就是通過調節電源的頻率從而作用于轉速，因此調整速度的效果是非常明顯的，同時調節的效率也是非常高的，因此得到了普遍的適用。

變頻器的應用

1變頻器的特點

如今變頻器的應用已經十分的廣泛，因為其自身所具有的特點有利于工業、工程等方面的應用。首先是變頻器維護簡單，而且一旦投入運行，故障率通常情況下很少，只需要有規律的

巡檢、定期更換易損元件以及清掃即可。有規律的巡檢以及清掃是為了防止灰塵引起放熱與短路，從而保障了變頻器的正常運行。而更換易損元件則是擔心電子元器件的使用壽命耗盡 引起不必要的事故。其次則是起動性能好。變頻器的起動是無級進行的，電壓與頻率逐漸升高，直到達到給定值。這個更有利于調節起動時間和加減速時間，以及通過調節給定信號的斜坡函數發生器的參數，使其能夠更加平滑的起動。再者就是變頻器的調速性能好，調速性能好壞的指標有兩個，一個是調速范圍，另一個就是機械特性。由于變頻器的種類繁多，對于不同的負載都有著不同的變頻器與之對應。例如：對于恒轉矩負載則需要選擇過載能力大的變頻器；而對于恒功率負載，由于轉速與轉矩成反比例關系，則需要解決低轉速階段轉矩問題；對于位能性負載則要求可四象限運行的變頻器即可。變壓變頻是異步電動機變頻調速的基本控制方式，在基頻以下采用恒壓頻比的控制方式，基本上保持磁通在各級轉速上恒定，機械特性隨轉速下降而平行下移，硬度好。變頻器的保護功能十分齊全，其內部建有電流閉環，能夠嚴格控制電流，并且能夠 很容易的通過設定保護電流以實現過電流和過載保護。甚至有的變頻器還提供絕緣檢測功能，能夠檢測逆變回路、電源以及電機的絕緣情況，進而能夠及時發出警報并且發出跳閘信號。除此之外，有的變頻器還提供試驗和診斷功能，進一步確保變頻器的安全運行。

2 變頻器的應用

隨著社會的不斷進步，不同場合用到的電機種類各不相同，為此變頻器的種類也是各種各樣的。現如今使用無刷電動機作為壓縮機電機的空調器采用交 - 直 - 交方式，并且分為兩類，一類只有壓縮機電機采用無刷直流電機，另一類則是不僅僅有壓縮機，室內風機、室外風機都采用無刷直流電機，即全直流變頻空調器。這些僅僅是變頻其在空調方面的應用。而變頻器在電廠等重要場合中還需要注意一些事項，例如：安裝處的工作溫度、腐蝕性氣體、震動與沖擊以及電磁波干擾。為此在選擇變頻器時則需要注意選擇變頻器的目的、變頻器的負載類型以及變頻器是否與負載匹配等等，無論哪種因素都可能造成變頻器的不正常工作，這就使得選擇正確的變頻器尤為重要。

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