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变频调速技术从两个方面来阐述调速与节能的原理

　什么是变频调速技术，它是通过改变电机的频率和电压来达到电机调速目的一种技术。众所周知，目前无论采用何种机械调速方式，都是通过电机来实现的。从种类来区分的话，电机有直流电机和交流电机两种。过去，由于直流电机的调速容易实现，所以大部分的调速都是通过直流电机来实现的。但是直流电机的固有缺点是：滑环和碳刷经常被拆除和更换，给人们带来了太多的麻烦。所以有些人认为，如果一个可靠的，简单的笼型交流电机可以用来调节速度!因此，交流调速方式有定子调速、变极调速、转差调速、转子串联电阻调速、串极调速、液力偶合器和调速等。当然也有转差电机，绕组电机，同步电机，这些都是交流电机。

　　从两个方面阐述了调速与节能的原理：

　　1、风机和水泵的节电原理是用调速代替挡风玻璃或节流阀来控制气流，这是一种有效的节电方式。当q1=的额定空气输出由挡风玻璃控制时，轴功率n1与面积ah1oq1成比例。如果空气输出减少一半q2=50%，轴功率n2与面积bh2oq2成比例，后者小于n1。这是因为需要克服挡风玻璃的阻力并增加风压。若采用调速控制同一风量的输出，则转速由n1降至n2，并根据风机参数的比例规律绘制n2的特性曲线。c是一个新的工矿点。此时，轴功率n2与面积ch3oq2成正比。当相同的空气量q2满足时，轴功能大大降低，节省的功率损失增量n与面积bh2h3c成正比。

　　2、流体力学的观点

　　流量速度，压力速度^2，轴功率^3，如果速度降低20%，则功率降低到51.2%。如果转速降低50%，则轴功率降低12.5%。即使考虑到调速装置本身的损耗，节省的功率也是相当可观的。

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选用变频器的类型，按照生产机械的类型、调速范围、静态速度精度、起动转矩的要求，决定选用那种控制方式的变频器合适。所谓合适是既要好用，又要经济，以满足工艺和生产的基本条件和要求。

1.需要控制的电机及变频器自身

1）电机的极数。一般电机极数以不多于(极为宜，否则变频器容量就要适当加大。

2）转矩特性、临界转矩、加速转矩。在同等电机功率情况下，邯郸回收变压器，相对于高过载转矩模式，变频器规格可以降额选取。

3）电磁兼容性。为减少主电源干扰，使用时可在中间电路或变频器输入电路中增加电抗器，或安装前置隔离变压器。一般当电机与变频器距离超过50m时，应在它们中间串入电抗器、滤波器或采用屏蔽防护电缆。

2.变频器功率的选用系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积，只有两者都处在较高的效率下工作时，则系统效率才较高。从效率角度出发，在选用变频器功率时，要注意以下几点：

1）变频器功率值与电动机功率值相当时合适，以利变频器在高的效率值下运转。

2）在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时，则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率，但应略大于电动机的功率。

3）当电动机属频繁起动、制动工作或处于重载起动且较频繁工作时，可选取大一级的变频器，以利用变频器长期、安全地运行。

4）经测试，电动机实际功率确实有富余，可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器，但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。

5）当变频器与电动机功率不相同时，则必须相应调整节能程序的设置，以利达到较高的节能效果 。

3变频器箱体结构的选用变频器的箱体结构要与环境条件相适应，即必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。常见有下列几种结构类型可供用户选用：

1）敞开型ipoo型本身无机箱，适用装在电控箱内或电气室内的屏、盘、架上，尤其是多台变频器集中使用时，选用这种型式较好，但环境条件要求较高；

2）封闭型ip20型适用一般用途，可有少量粉尘或少许温度、湿度的场合；

3）密封型ip45型适用工业现场条件较差的环境；

4）密闭型ip65型适用环境条件差，有水、尘及一定腐蚀性气体的场合  。

4变频器容量的确定合理的容量选择本身就是一种节能降耗措施。根据现有资料和经验，比较简便的方法有三种：

1）电机实际功率确定发。首先测定电机的实际功率，以此来选用变频器的容量。

2）公式法。当一台变频器用于多台电机时，应满足：至少要考虑一台电动机启动电流的影响，以避免变频器过流跳闸。

3）电机额定电流法变频器。变频器容量选定过程，实际上是一个变频器与电机的匹配过程，常见、也较安全的是使变频器的容量大于或等于电机的额定功率，但实际匹配中要考虑电机的实际功率与额定功率相差多少，通常都是设备所选能力偏大，而实际需要的能力小，因此按电机的实际功率选择变频器是合理的，避免选用的变频器过大，使投资增大。对于轻负载类，上门回收变压器，变频器电流一般应按1.1n（n为电动机额定电流）来选择，或按厂家在产品中标明的与变频器的输出功率额定值相配套的电机功率来选择。

5主电源

1）电源电压及波动。应特别注意与变频器低电压保护整定值相适应，因为在实际使用中，电网电压偏低的可能性较大。

2）主电源频率波动和谐波干扰。这方面的干扰会增加变频器系统的热损耗，导致噪声增加，输出降低。

3）变频器和电机在工作时，自身的功率消耗。在进行系统主电源供电设计时，两者的功率消耗因素都应考虑进去。

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变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部igbt的开断来调整输出电源的电压和频率，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，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

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