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變頻調(diào)速及其應(yīng)用 |上海五久自動(dòng)化設(shè)備有限公司
      

變頻調(diào)速及其應(yīng)用 

隨著新型電力電子器件的發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)崛起，它幾乎和計(jì)算機(jī)控制一樣，成為了現(xiàn)代交流傳動(dòng)調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域的主要標(biāo)志之一。



一、 變頻調(diào)速原理



　　變速調(diào)速也稱為變頻調(diào)速系統(tǒng)，它主要由變頻器和控制器兩大部分組成。變頻調(diào)速的基本原理是根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與輸入頻率成比例的關(guān)系，通過改變供給電動(dòng)機(jī)三相電源的頻率值來達(dá)到改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。



　　1、變頻器


　　變頻器的作用是將所接收的三相電源（如380V，50Hz）轉(zhuǎn)換為頻率可調(diào)節(jié)的三相電源。變頻器根據(jù)其變頻的原理分為直接變頻和間接變頻。直接變頻為交——交變頻；間接變頻為交——直——交變頻。間接變頻是指將交流經(jīng)整流器后變?yōu)橹绷?，然后再?jīng)逆變器調(diào)制為頻率可調(diào)的交流電。


　　交——直——交頻器由順變器、中間濾波器和逆變器三部分組成。順變器就是整流器，它是一個(gè)晶閘管感想一橋式電路，其作用為將定壓定頻的交流電變換為可調(diào)直流電，然后作為逆變器的直流供電電源；中間濾波器由電抗器或電容組成，其作用是對(duì)整流后的電壓或電流進(jìn)行濾波；逆變器也是三相橋式整流電路，但它的作用與順變器相反，綜將直流電變換（調(diào)制）為可調(diào)頻率的交流電，它是變頻器的主要部分。



　　2、控制器


　　控制器是根據(jù)變頻調(diào)速的不同方式產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，控制逆變器中各功率開關(guān)元件的工作狀態(tài)，使逆變器輸出預(yù)定頻率和預(yù)定電壓的交流電源?？刂破饔卸N控制方式：一種是以各種集成電路構(gòu)成的模擬控制方式；另一種是以單片機(jī)、微處理器構(gòu)成的數(shù)字控制方式。市場銷售的微電腦變頻器，就是使用單片微機(jī)或微處理器為控制核心的變頻器。


　　決定功率開關(guān)器件（如晶閘管）動(dòng)作順序和時(shí)間分配規(guī)律的控制方法稱為脈寬調(diào)制（PWM）方法。用這種方法通過改變矩形脈沖的寬度可以控制逆變器輸出交流基波電壓的幅值；通過改變調(diào)制矩形脈沖波形的頻率（或周期）可以控制交流基波電壓的頻率。控制器輸出一組等幅而脈沖寬度隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的矩形脈沖，用此脈沖電壓去觸發(fā)逆變器中的功率開關(guān)器件，起到了功率放大作用。由于各個(gè)矩形脈沖波下的面積接近于正弦波下的面積，因此，逆變器的輸出電壓就接近于正弦波，這樣就能滿足變頻調(diào)速對(duì)電壓與頻率協(xié)調(diào)控制的要求。



二、變頻調(diào)速應(yīng)用



　　電力工業(yè)本身節(jié)電在整個(gè)節(jié)能工作中占有十分重要的地位。據(jù)調(diào)查，在國內(nèi)消耗掉的一次能源中，電力工業(yè)自身的消耗所占比重約為30%左右。這就意味著火電廠生產(chǎn)出的電能已有1/3為自己所消耗，如火力發(fā)電廠的磨煤機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵、復(fù)水泵等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)機(jī)械要消耗大量的電能。在美國、日本和歐洲等工業(yè)發(fā)達(dá)國家已把變頻調(diào)速用到了火力發(fā)電廠的輔機(jī)，取得了明顯的節(jié)能效果。美國一火力發(fā)電廠的147MW機(jī)組的鍋爐給水泵采用變頻調(diào)速后，年節(jié)電效益達(dá)160萬美元。日本也用變頻調(diào)速技術(shù)改造了火電廠的幾百臺(tái)輔機(jī)，并已開始在250MW以上容量機(jī)組的輔機(jī)上采用。


　　變頻調(diào)速在我國火電廠的*初應(yīng)用是從給粉機(jī)調(diào)速開始的，經(jīng)過幾年努力，目前火電廠的給粉機(jī)調(diào)速幾乎全部由滑差電機(jī)調(diào)速改為變頻調(diào)速，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。


　　火電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)采用變頻調(diào)速后，不但帶來了顯著的節(jié)能效果，而且還使送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)運(yùn)行的**可靠性增加。目前，變頻調(diào)速已在我國100MW機(jī)組的送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)中成功應(yīng)用，200MW機(jī)組的送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速已經(jīng)立項(xiàng)，這是變頻調(diào)速在火電廠應(yīng)用的新趨勢，其市場應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊。  
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