变频器特点及其应用

变频器特点及其应用（精选十篇）

变频器特点及其应用篇1

1变频器

1.1变频技术概念

变频技术就是将工频电源变换成所需频率的交流电源, 从而实现电机的调速。我国的电网电压为220V、50Hz, 显然, 电网的频率就是50Hz。而交流异步电动机的转速与交流电源频率存在着这样的关系, 。其中p为极对数, f为电机两端的电网频率, s为转差率。显然, 电机的转速与交流电源的频率成正比关系, 当p、s一定的情况下, 就可以通过改变交流电源的频率来改变电机的频率, 这就是变频调速技术。

1.2变频器的结构

变频器分为两类, 分别是交 - 交变频和交 - 直 - 交变频。其中交 - 交变频只有一个环节, 并且采用反并联的可逆线路, 因此需要大量的功率元件, 除此之外, 还因为受到脉动转矩和谐波电流的限制, 所以其最高的输出频率往往不能超过电网频率的一半, 这些情况导致交 - 交变频器的应用不能得到推广。

为此常用的变频器采用交 - 直 - 交变频器。这种变频器按中间直流环节分为电压源型和电流源型。区分的办法则观查是使用大电容滤波还是大电感滤波, 使用大电容滤波的是电压源型, 直流电压平直, 可多机传动, 但是动态响应慢, 不能实现回馈制动。而使用大电感滤波的是电流源型, 电流波形平直, 动态响应快, 可以实现四象限运行, 适用于单电机的可逆传动。

SPWM波形是变频器逆变回路常常采用的一种调制波形, 采用正弦脉宽调制波形可以方便的控制等效正弦波的幅值以及频率。并且以此为基础又发展了三电平PWM菱形调制, 除了能够获得更小的谐波分量外, 还可以获得更好的低速性能。

变频器的整流回路往往采用不可控整流, 与逆变电路区别很大, 受到电流、开关频率、电压、控制回路的要求的影响, 功率器件的发展, 使得半控型的SCR已经很少使用了。而全控型器件中GTO和BJT属于电流控制型, 驱动比较复杂, 但是功率较大。P-MOSFET属于场控型器件, 虽然功率低但是其开关频率高, 而且有着很高的可靠性。

1.3变频器的控制原理

PWM控制, 是在调节频率的同时, 不改变脉冲电压幅度的大小, 只是改变脉冲的占空比, 从而实现变频变压的效果。逆变器通常采用6个绝缘栅极晶体管构成大功率晶体管开关组合, 即功率模块。6个晶体管的状态决定电机绕组中电流的方向, 开关动作的快慢决定了通入电机绕组电流的频率, 开关脉冲依次控制晶体管的通断, 从而使电机转动。

2变频器的应用

2.1变频器的特点

如今变频器的应用已经十分的广泛, 因为其自身所具有的特点有利于工业、工程等方面的应用。首先是变频器维护简单, 而且一旦投入运行, 故障率通常情况下很少, 只需要有规律的巡检、定期更换易损元件以及清扫即可。有规律的巡检以及清扫是为了防止灰尘引起放热与短路, 从而保障了变频器的正常运行。而更换易损元件则是担心电子元器件的使用寿命耗尽引起不必要的事故。

其次则是起动性能好。变频器的起动是无级进行的, 电压与频率逐渐升高, 直到达到给定值。这个更有利于调节起动时间和加减速时间, 以及通过调节给定信号的斜坡函数发生器的参数, 使其能够更加平滑的起动。

再者就是变频器的调速性能好, 调速性能好坏的指标有两个, 一个是调速范围, 另一个就是机械特性。由于变频器的种类繁多, 对于不同的负载都有着不同的变频器与之对应。例如: 对于恒转矩负载则需要选择过载能力大的变频器;而对于恒功率负载, 由于转速与转矩成反比例关系, 则需要解决低转速阶段转矩问题;对于位能性负载则要求可四象限运行的变频器即可。变压变频是异步电动机变频调速的基本控制方式, 在基频以下采用恒压频比的控制方式, 基本上保持磁通在各级转速上恒定, 机械特性随转速下降而平行下移, 硬度好。

变频器的保护功能十分齐全, 其内部建有电流闭环, 能够严格控制电流, 并且能够很容易的通过设定保护电流以实现过电流和过载保护。甚至有的变频器还提供绝缘检测功能, 能够检测逆变回路、电源以及电机的绝缘情况, 进而能够及时发出警报并且发出跳闸信号。除此之外, 有的变频器还提供试验和诊断功能, 进一步确保变频器的安全运行。

2.2变频器的应用

随着社会的不断进步, 不同场合用到的电机种类各不相同, 为此变频器的种类也是各种各样的。现如今使用无刷电动机作为压缩机电机的空调器采用交 - 直 - 交方式, 并且分为两类, 一类只有压缩机电机采用无刷直流电机, 另一类则是不仅仅有压缩机, 室内风机、室外风机都采用无刷直流电机, 即全直流变频空调器。这些仅仅是变频其在空调方面的应用。

而变频器在电厂等重要场合中还需要注意一些事项, 例如: 安装处的工作温度、腐蚀性气体、震动与冲击以及电磁波干扰。为此在选择变频器时则需要注意选择变频器的目的、变频器的负载类型以及变频器是否与负载匹配等等, 无论哪种因素都可能造成变频器的不正常工作, 这就使得选择正确的变频器尤为重要。

3总结

目前变频控制技术由PWM向PAM方向发展。这是因为PWM控制方式在调速过程中受到电机上限转速的限制。而采用PAM控制方式则其转速可以提高1.5倍左右, 这样的提升有助于提高变频器在空调、冰箱等快速制冷、制热能力的应用。除此之外, 由于PAM在调整电压时具有对电流波形整形的作用, 从而获得更高的效率, 抑制高次谐波的生成, 并且减少对电网电压的污染。

参考文献

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[2]李治和.变频器的工作原理和控制方式[J].煤炭技术, 2009, 28 (8) :8-12.

关系营销的特点及其应用篇2

[摘要]传统的市场营销理论认为，企业营销实质上是企业利用内部可控的因素，对外部不可控因素做出积极的动态反应，进而促进产品销售的过程。所谓内部可控因素主要指企业的产品、价格、分销和促销决策。企业市场营销活动的核心则是制定并实施有效的市场营销组合策略。只要营销组合策略运用得当，产品销售就有了根本保证。

[关键词]市场营销；销售；应用

一、建立并维持与顾客的良好关系是企业营销成功的基本保证

顾客是企业生存和发展的基础，市场竞争实质上就是争夺顾客。要建立与维持同顾客的良好关系，首先必须真正树立以消费者为中心的观念，一切从消费者出发，将此观念贯穿到企业生产经营的全过程中。曾几何时，市场营销逐渐升级为一场企业之间的战争，消费者渐渐被排除在这一竞争之外而受到冷落。而今实行关系营销，使以消费者为中心的观念可得以回归。

其次，切实关心消费者利益。提高消费者的满意程度，使顾客利益落到实处。最近在西方国家普遍流行的电话服务就很有代表性。不少企业设立了服务热线电话，任何顾客只要拨通热线电话，就可以得到与公司产品有关的一切服务。这种电话是免费的，即费用由企业总付。据美国电报电话公司统计，美国使用此种电话服务的顾客每年达八十亿人次。为了保证电话服务的顺利进行，企业对从事电话服务的员工有着非常严格的要求。

此外，要加强与顾客的联系，密切双方感情。质量、功能、价格等固然是吸引消费者购买产品的重要因素，但是，情感在消费者购买决策中的影响作用亦不容忽视。我国南方一家电冰箱生产企业的作法值得借鉴。该公司在产品包装内附带一份用户意见卡，要求顾客认真填写后及时寄回企业，同时换取产品保修单。然后，公司将每一位用户的情况存人计算机，及时安排人员解决顾客的问题。在春节前夕，公司根据计算机储存的信息，向每一位新用户寄上一封热情洋溢的感谢信和一份精致的小礼物，用户在心理上有了新的满足。这种富有人情味的营销手段收到了很好效果，不少购买者津津乐道，在亲朋好友面前大加赞赏。

二、促进企业合作共同开发市场机会

在以往的营销观念中，企业与企业的竞争是一场不宣而战的特殊战争，是你死我活的竞争。在这种营销观念的指导下，企业为寻求营销上的成功，往往不择手段地置对方于死地，有时为了取得竞争上的优势，不惜采取低价倾销的方法。这样做的结果往往会造成两败俱伤，同时也不利于社会经济的共同繁荣和进步。在这种情况下，人们开始重新审视企业之间的关系。一些市场营销专家认识到，在当今市场竞争日趋激烈的形势下，视竞争对手为仇敌、彼此势不两立的竞争原则巳绝非上策。企业之间不仅存在竞争，而且也存在合作的可能，有时，通过加强合作更有利于企业营销目标的实现。

首先，合作营销有利于巩固已有的市场地位。目前，市场的需求细分正向纵深发展，缝隙市场变得越来越有利可图，这无疑对规模庞大、机构臃肿的大企业是一个挑战。面对挑战，通过合作增加企业对市场的适应能力不失为良策。美国三大汽车公司就通过与日本和韩国企业的合作来提高市场占有率。它们分别以定牌生产的方式，购进日本和韩国的小型汽车，在国内市场销售，以满足一部分消费者的需求。

其次，有利于开辟新市场。企业要进入一个新市场，往往会遇到很多条件的制约，通过企业合作则可能将问题化解，开辟出一条进入新市场的捷径。这一点在进入国际市场时表现得尤为明显。几年前，韩国家电产品进入日本市场还只是一个梦想，而今已好梦成真，由于通过与日本厂商的合作，韩国生产的电视机、录像机、电冰箱等源源不断地涌入日本。这些产品大多使用日本厂家的牌号，但价格比本地产的低许多，很容易为顾客接受。

最后，有利于减少无益竞争，达到共存共荣的目的。同行业企业间过度的激烈竞争往往会产生一些负效应，从而增加企业的生产成本，降低盈利率，并对消费者乃至整个社会经济的发展产生不利影响。进行某种形式的合作营销则可以避免这种情况的出现。合作营销的趋势在国际航空业表现得尤为明显。例如，新加坡航空公司、瑞士航空公司和美国三角洲航空公司合作，统筹安排时刻表，制定共同的订票系统和维护系统，建立统一的行李运输等地勤服务制度，大大降低了企业的成本，提高了工作效率，同时也给旅客带来了很大的便利。

三、协调与政府的关系创造良好的营销环境

政府对经济生活进行干预是当今世界各国通行的做法。出于国家整体利益的考虑，政府要通过立法、行政和经济等手段，对社会经济活动实行宏观调控和管理，因此，企业的营销活动必然要受到政府有关规定的影响。在处理与政府的关系上，企业应该持积极的态度，遵循国家法规，协助研究国家所面临的各种问题的方法和途径，这样有助于创造良好的营销环境，保证企业营销的成功。美国营销专家谢斯认为，如果企业界能和政府积极地进行合作，树立共存共荣的思想，那么国家就可以制定出明确的营销政策，这将有助于国家对营销活动调节的合理化，避免相互矛盾的现象，帮助企业营销人员创造和分配价值，而不是阻碍营销活动的进行。企业与政府间的密切合作，要求所有企业的一切活动必须有利于实现政府宏观调控的召标；而政府的宏观调控，又要有利于企业开拓市场，促进社会经济的发展。

四、结语

市场营销学是一门实用性很强的学科，其理论体系和方法在随着社会经济条件的发展而不断演变。关系营销作为一种新的营销思想，在一定程度上反映了国际经济变化的特点，抓住了目前西方国家企业市场营销中的主要矛盾。随着我国市场经济体制的建立和逐步完善，以及对外开放的进一步加深，这种营销思想对我国企业的营销活动也会发挥一定的指导作用。

参考文献：

[1]邝鸿，现代市场营销大全，北京，经济怜理出版社，1990

[2]孙遇春，著名跨国公司在华竞争战略，北京机械工业出版社，2004

[3]李光斗，扩张，市场营销的应用，北京大学出版社，加04

[4]李倩茹、李培亮，品牌营销实务及营销特点，广东经济出版社，2004

浅析变频器节能技术原理及其应用篇3

关键词：变频器 节能技术原理应用

中图分类号：TM925文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）05（b）-0063-01

在产品的加工制造业以及工业生产中，泵类、风机等设备的应用范围越来越广泛，其在电能上的消耗以及挡板、阀门等一些设备的节流损失，还有对它们的日常的维修和维护的费用几乎占成本的20%，这是一笔不小的生产费用的开支，随着经济的发展，改革不断深入，市场竞争不断加剧，节能降耗也逐渐成为了提高产品质量和降低生产成本的一个重要手段。

1 变频节能技术基本理论

变频技术使用的基本原理：在很长的一段时期内，电气设备所使用的交流电的频率都是维持在一个固定的状态，变频技术的运用就是使频率变成了一种可以随意的调节和利用的资源。现如今，变频技术中最活跃以及最快发展的就是变频的调速技术。变频技术包括计算机技术、电力电子技术、点击传动技术，是一种综合性比较强的技术，结合了机械设备和强弱电。就是指在工频电流的信号转化成其他的频率，这种转化主要是通过半导体元件来完成的，之后再将交流电转化成为直流电，在逆变器对电流和电压进行调控的同时使机电设备达到无极调速的程度。总而言之，变频技术就是通过电流改变频率来对电机的转速进行控制，从而使有效的控制电机设备，这些都是在电流频率与电机转速同比增长的基础上来完成的。变频技术的特点就是能够使电机平稳的运行，可以進行自动的加速和减速的控制，在能够提高工作效率的同时减小对于能源的消耗。

在变频器的日常运用中，主要是运用转矩直接控制和矢量控制的方式，在变频器的今后发展中人工神经网络以及模糊自优化的控制方式，而且，变频器通过不断地发展，其综合性会越来越高，在完成基本调速的功能基础上，还具有在内部设置的通信、可编程序以及参数辨识的功能。

2 变频器的节能原理

2.1 变频节能方式

根据流体力学，功率=压力*流量，流量和转速的一次方是成正比的，压力与转速的平方是成正比的，功率和转速的立方成正比，如果说水泵效率固定的话，当调节流量下降时，转速就会成比例下降，输出的功率也就成立方关系下降，所以说，水泵的转速与电机耗电功率是近似立方比关系。举个例子，一台功率是55kW的水泵电机，将它的转速调到原来转速的80%的时候，它的耗电量是28kW/h，省电率是48%。但是如果将转速调到原来的50%的时候，耗电量就变成了6千瓦每小时，省电率达到87%。

2.2 采用功率因数补偿方式进行节能

无功的功率不但会使设备发热，增加电线的磨损，最重要的一点就是功率因数降低导致了电网的有功功率也随之降低，所以，造成了大量无功电能在线路当中消耗掉，导致设备的使用效率降低，浪费现象非常严重，使用了变频调速设备装置之后，因为变频器内部的滤波电容作用，从而使无功损耗得到进一步减少，使电网有功功率得到增加。

2.3 运用软启动方式进行节能

由于电机是通过Y/D启动或者直接启动的方式进行的，启动的电流是额定电流的四到七倍，这样就会对供电电网和机电设备造成严重冲击，而且这样对电网的容量要求也是非常高的，在启动的时候会产生比较大的电流，而且在震动的时候对阀门和挡板的损害也是非常大的，对管路和设备的使用寿命也是非常不利的。变频装置的使用，利用变频器软启动的功能，使启动的电流从零开始，最大的值也不会超过额定电流，所以使其对电网的冲击以及对供电容量的要求也大大减轻了，使阀门和设备的使用寿命也大大延长了。

3 变频节能技术的应用实例

我们利用在160kW的循环水泵上安装变频调速器为例子，对变频节能设备进行改造，分别测试了改造前后的用电量，取得了非常满意的效果。

3.1 在进行变频改造之前的控制模式

在循环水泵的工作中，当流量由于工艺的需要而改变时，就要运用调节水泵出口和入口的开度方式来对水泵的实际流量进行改变，这种调节方式被称为节流调节，在本次举例中，出口和入口的阀门开度都是60%上下，从电能利用的方面来说，这是一种很不经济的调节方式。

3.2 在进行变频改造之后的控制模式

在循环水泵的工作中，当流量由于工艺的需要而改变时，入口和出口的阀门都完全打开，运用对电动机转速进行调节的方式来寻找合适的、新的工作点，从而得到合适的流量。根据实际情况和现场的需要来实现手动控制或自动控制，在本例中，因为不需要频繁地对流量进行调整，所以根据现场的实际情况和需要，确定出电动机实际工作的频率是40Hz，并且采取了手动控制的方式，主要目的就是为了节约电能。

4 运用变频调速系统后运行上发生的变化

实现了完全意义的软启动，在电机进行启动的时候，转子的转速随着输入电源的频率增加而慢慢增加，使速度得到平稳提升，整个系统的启动时间设为20s左右，不会对系统造成冲击，比原来的启动方式更平稳。

电网所运用的电流也得到大幅度下降，使电气设备的使用更加安全，同时也因为频率降低后，电机的转速也随之降低，对机械的磨损也就减少了，也使发生故障的概率大大降低，减少了维修经费。

使为水泵提供电能的变压器节约出了大部分的供电容量，单纯的有功负荷下降，节约出的容量大约是50千瓦，提高了设备的利用效率。电机功率的因数也相应得到提高，这样就使电机的运行更加经济。

5 结语

变频技术的使用提高了产品质量，降低了能耗，节约了能源，也进一步提高了企业的经济效益，变频调速技术的应用就是要对这些设备进行改造，从而达到节约能源的作用。

参考文献

[1]刘长军.对变频节能技术原理的几点分析[J].中小企业管理与科技，2011（3）.

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[3]孔方正.关于火力发电厂变频节能技术分析与应用[J].中国科技博览，2010（32）.

[4]冯东升，张智华.变频节能技术在污水处理中的应用[J].电机与控制应用，2010（7）.

[5]但翔.我国煤矿机电设备变频节能技术的应用现状[J].城市建设，2010（7）.

[6]桑占兵，李晓东.变频节能技术应用[J].中小企业管理与科技，2010（18）.

油井变频调速技术的特点及应用篇4

随着油田进入开发后期,低产、低渗井增多,抽油机和电泵电动机普遍存在“大马拉小车”的情况,油井功率因数偏低,过剩的抽油能力令机采设备的无功抽汲时间增加,造成油井开采的电费成本居高不下,能源浪费十分严重。引进油井变频调速装置后可实现电动机软启动,避免对电动机、变速箱、抽油机造成机械冲击,延长机采设备的使用寿命,并能提高油井电动机功率因数,优化抽汲参数,减少电能损耗,是目前油井生产中,集优化参数和降低用电消耗于一体的先进技术。

2 油井变频调速装置特点

变频调速技术基本原理就是通过变频器将电动机电源侧交流电源(我国通常是工频50HZ)变换为频率可调的的三相交流电源,从而改变其同步转速的调速方法。油田常用的采油设备主要是抽油机和电泵,不同的开采方式,对变频装置控控制方式有不同的要求。

2.1 抽油机变频装置的特点

使用抽油机设备的油井,抽汲参数(冲程、冲速、泵效),特别是冲速对系统的效率有显著影响,在开采初期,配置的机(冲程、冲速、已确定)、杆、泵是比较合理的,但随着开采延长,油层的供液情况不断发生变化,原来合理的抽汲参数会变得越来越不合理,要想提高其运行效率,应该不断随着油层供液情况来改变抽汲参数,但是单对一个抽油机系统来说,冲程、杆柱组合、泵径在开采初期已基本固定了,不可能为了调整参数不断地更换抽油机、抽油杆、抽油泵。采用抽油机变频装置可较好解决这个问题,抽油机变频装置工作原理见图1。

抽油机变频装置特点:

1)应用变频调速技术,可以简单、快捷大范围从1-12 n/min连续调节冲速。

2)可根据抽油机工作载荷特点,通过智能控制器实现无级调节抽油机上下冲程速比,调低每一冲程下行程的速度,提高原油在泵的充满度,适当提高上行程的速度,减少在提升过程中的漏失系数,能有效提高单位时间内的原油产量,实现节能增产的目的。

3)抽油机电机带动抽油机作往复运动,工作载荷是周期性交变载荷,如果抽油机不能达到100%的平衡,下行程时电动机将处于发电状态,能量回馈单元可将发电状态时产生的再生电量中反馈到电网中再作利用。

4)油井变频节能装置有工频、变频二种工作状态,可以调速运行,也可以工频不调速运行,两种工作状态能随时切换。

2.2 电泵井变频装置特点

潜油电泵是连续工频全压运行方式,电压等级比较特殊(大约600-2 600 V),主要用于供液情况好的油井或抽油杆偏磨严重,无法应用抽油机方式开采的油井。在电泵井上应用变频装置,主要是改进电泵的启、停方式,控制电泵的排量,达到节能和延长设备使用期限的目的。目前,市场上已有专用的电泵变频器,但是价格较高;还有一种方式是利用低压变频器,实施“降压变压器—低压变频—升压变压器”改造方案,见图2。

电泵变频装置特点:

1)适用性广,可根据电泵的不同电压等级,更换升压变压器即可满足要求,与专用电泵变频器相比,费用较低廉。

2)要求选用输出波形是三相SPWM波的低压变频器,即宽度按正弦规律分布的矩形脉冲波,再经升高变压器升压,才能获得近似的正弦驱动电流,向电泵电动机供电。

3)变频器输出变频对升压变压器产生影响较大,会产生磁路饱和度及漏磁通的变化,增大了损耗以及发热,限制了变频调速范围。

3 应用效果

3.1 在抽油机井的应用效果

某采油厂在低产液油井上,推广应用了16台油井变频装置,抽油机电动机功率因数由原0.4左右上升到0.9,通过对8口油井的节能测试,平均日节电108.3 kWh,并且提高了日产油量见表1,取得了良好的节能和增产效果。

3.2 在电泵井的应用效果

某采油厂一口电泵井电压是945 V,功率46kW;由于井下液量不稳定,经常出现电泵因抽空而发生故障,采用“降压变压器—低压变频—升压变压器”改造后,频率控制在47 Hz,运行正常,没有再出现由于抽空造成电泵设备故障情况。功率因数由改造前的0.8提高到0.95,减少了线损,由于负载功率与转速三次方成正比(P∝N3),综合节电率达到17%,年节电6×104kWh;改造前年发生故障5次,1次修理费用按5万元计算,一年可减少25万元修理作业费用。在电泵上应用变频装置产生了良好的经济和社会效益。

4 推广价值及存在问题

油井变频器由于调速范围大,便于操作,达到不用更换电动机就可以改变冲速的目的,即产生了明显的节电效益又降低了减轻了员工的工作强度,在低产能油井上具有很好的的推广价值。

由于变频控制部分使用的是电子线路,技术复杂程度很高,而且工作环境是野外,需要经受春、夏、秋、冬风吹日晒及温差的变化的考验,稳定性和可靠性有待验证;同时为了保证油井变频器在现场能正常使用和及时维护,对基层工人的技术水平和业务素质要求较高。

存在变频技术谐波问题,由于目前应用台数不多,而且是单井的变频配置推广方式,对于谐波的客观存在,在实际运行和测试手段上存在欠缺和不足,不过从几年来的运行来看,尚未发现电动机和变压器的烧坏事故。但是作为一项成熟推广技术,下步还应要密切跟踪和技术分析,创造条件进行现场的测试、分析、完善该技术。

参考文献

[1]朱益飞.油井专用能量回馈式变频器应用[J].电气应用,2009(11):28-30.

电机变频控制节能技术及其应用探讨篇5

关键词：电机；变频控制；节能技术；特点；应用

引言

在我国，可持续发展战略被提出以后，很多的企业和机构都为在未来实现低碳节能的环保型生活而努力着。节能减排是实现可持续发展战略的重要举措，在电力系统方面，主要是对风机、电动机、泵类设备实行节能减排。为了实现这个目标，大力的开发和研究交流电机变频调速节电技术。在我国工农业当中，应用最为广泛的就是异步交流电动机，异步电动机存在着功率因数低、调速能力差、能耗高等显著的缺点。而将电机变频节能技术应用到异步交流电动机中之后，能够很好的解决异步交流电动机的这些问题。能够很好的实现异步交流电动机的节能减排工作，为我国的可持续发展战略做出贡献。

1.电机变频控制技术的原理与特点分析

变频电机是变频器驱动电机的统称，包括变频感应电机和变频器两部分，能够提高电机的工作效率，减少电能的消耗。以交流发电机为例，其转速公式如下：

n1=60 f/p. （1）式（1）中：n1——同步转速；f——电源频率，50 Hz；p——电机磁极对数。

电机转差率用公式表示为：s=（n1–n）/n1. （2）式（2）中：s——电机转差率；

n——電机转速。

由式（1）和式（2）可以推得：n = 60 f（1-s）/p. （3）

电机变频控制技术通过变频器能够很好的控制输出频率和输出电压的大小，这是电机变频控制技术的一大显著特点，是其他的电机控制系统所不具备的。同时，电机变频控制技术还具有软启动和通知的功能。采用电磁设计，减少电子和和转子的阻值。能够实现无级变速。电能消耗少，充分体现节能减排的特点。

2.电机变频控制的发展与应用分析

在最初的时候我国的电机频率都是固定的，电机只能固定的输出一种功率，一个电压。所以说当时的电机在工作的时候输出的驱动频率是完全不变的。但是往往负载所需要的驱动频率却是在不断变化的，为了能够满足负载所需要的驱动频率，电机的额定驱动频率一般都是大于负载所需要的驱动频率的。这样做虽然能够保证电机提供足够的驱动频率，保证电机的正常运作，但是其中有很大一部分的驱动频率都会被浪费掉，这就造成了大量的电力能源被浪费，不能得到有效的利用，完全不符合我国可持续发展的战略要求。为了达到节约电力，使电力得到充分利用的要求，电机变频控制技术被开发了出来，电机变频控制能够根据负载所需要的驱动频率来改变电机输出的功率和电压，保证不会有多余的驱动被浪费，很好的提高了电能的利用率，完全符合我国节能减排的要求。随着我国对节能减排的要求越来越高，对于变频节能控制系统的开发和研究也不断的完善，并且得到了更好的推广，在越来越多的地方被应用。

2.1电机变频技术的发展过程

现在的电机变频系统大都是采用的恒V/F 控制系统，这个变频控制系统的特点是结构简单、制作便宜。这个系统被广泛应用在风机等大型的并且对于变频系统的动态性能要求不是很高的地方。这个系统是一种典型的开环控制系统，这个系统能够满足大多数电机的平滑的变速要是，但是对于动态和静态的调节性能都是有限的，不能应用在对动态和静态性能要求比较严格的地方。为了实现动态和静态调节的高性能，我们只能采用闭环控制系统来实现。所以有的科研人员提出了控制闭环转差频率的电机调速方式，这种调速方式能够在静态动态调速中达到很高的性能，但是这种系统只能在转速比较慢的电机中得到应用，应为在电机的转速较高的时候，这种系统不仅不会达到节约电能的目的，还会使电机产生极大的瞬态电流，使得电机的转矩在瞬间发生变化。所以说为了实现在较高的转速中实现较高的动态和静态性能，只有先解决电机产生瞬态电流的问题，只有将这个问题合理的解决我们才能更好的发展电机变频节能控制技术。

2.2电机变频控制的应用

在电机的能耗中，大约有百分之七十都是应用在了风机和泵类负载当中，所以说电机变频控制技术能够很好的节约这一部分负载的能耗，实现节能减排的目的。就以空调来举例说明吧，没有应用变频控制系统的空调，在设置的温度低于阈值的时候，只能通过关闭风路的方式来实现，但是这个时候空调的电机还是在继续运转的，这一部分驱动功率就完全没有被利用，只是单纯的被浪费掉了。但是在赢了变频控制系统的空调当中，如果当空调设置的温度降低的时候，只需要控制电动机的转速降低，减少输出的驱动功率就可以实现，完全没有必要将风路进行关闭，而且也不会浪费电机的驱动频率，很好的提高了电能的利用效率。

3.结语

为了顺应国家可持续发展战略的要求，电力系统大力推行电机变频节能控制系统，这个系统的应用在很大程度上缓解了我国电力能源紧缺的现状。电机变频节能控制系统能够减少电机不必要的驱动频率的输出，达到对电力的合理应用。

参考文献：

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[4]周雄，王浩，赵秀芳，高凤，吴红波. 论变频控制节能技术及应用[J]. 贵州科学，2007，S1：334-338.

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[6]黎柏源. 变频节能技术及其在锅炉风机中的应用[J]. 广西电业，2010，04：81-82+85.

变频器的应用效果及其选择方法篇6

1.1 变频器的工作原理

所谓变频器, 简单的说, 变频器就是用来调节电机转速的装置。主要作用有三点, 它们分别是:a.调节电机转速;b.节能降耗;c.软起软停。变频器的原理是先将交流电变为直流电, 然后再通过PMW把直流电变成所需频率的交流电供给电机, 并且变频器的工作原理公式是n=60f/p, 其中n为电机转速, f为频率, p为电机的磁极对数一般电机的磁极对数是固定的, 所以只有通过改变电源的频率来调速。

1.2 变频器应用效果

变频器当今多应用于冰箱、空调以及电动车等产品中, 变频器的使用不仅能够省电, 对于节能环保, 保护环境还有很大的作用。所以, 变频器一直都是我国的重点研究课题, 对于国家来说变频器的使用能够节约资源, 保护环境, 作为消费者来说还能够省钱, 减少开支。总之, 我国现如今应该推广变频器的使用, 让变频器的应用效果更加好, 让消费者从中能够得到更多的益处。说到变频器的节能作用, 节能效果要看你的设备工况, 你有节能空间, 才有节能效果, 当你电机在经常变换负荷或者短时间高载、长时间一般负载之类的情况, 变频器的作用就能体现了, 那是绝对节能的, 社会上验证了许多年了。但当你的电机平时都满负荷工作, 你加变频器的话, 反而不节能, 因为变频器本身有能耗产生, 当然, 在这种情况下硬加变频器也会有降低启动电流的作用, 也能有点节能作用, 不过这是和软启动的价格相比较的情况下。

采用变频器对机械设备变频调速运转可以达到节能效果, 采用多台电动机以比例速度运转可以达到省力自动化的效果, 对电动机增速运转可以达到提高产量的效果, 采用高频电动机进行高速运转可以达到提高产量的效果, 在恶劣的环境中可以取代直流电动机减少维修, 选择无级的最佳速度运转可以提高产品的质量, 采用空调压缩机调速运转来进行连续温度控制, 可以达到提高舒适性的效果。

变频器的运用使我们社会进步的更快, 使我们的生活变得更加高效合理, 对于现代的社会发展来说, 变频器的应用是具有非常实际的意义的, 我们应该了解并且掌握这门技术, 这门技术是一个专业性很强的能力, 因此, 我们必须了解它的工作原理, 这样才能更好地实现技术的发展, 将变频器更好的运用到社会的发展道路中。社会的发展往往所需要的不仅仅是经济的飞跃, 更加需要的也是我们的生活质量提高, 而我们的生活也就离不开我们的变频器的使用, 所以, 我们的变频器也是非常重要的一个建设研究的领域, 这就需要我们的变频器的工程师们不断地发展创新我们的变频器技术, 让更多的产品与变频器相结合, 这也就是需要我们的工程师们了解到更多的变频器的内容, 做到精益求精。而变频器的应用在与产品结合的这方面的内容也很复杂, 我们应该多了解它的工作原理和调整方法, 在未来的创新道路上从根源的减少失误的发生, 将变频器真正意义运用到现实生活上去。总之, 变频器的在应用上的选择方法有很多, 下面, 我来向大家简单的介绍一下:

2 变频器选择方法探讨

2.1 按控制不同的物理置及负载特性选用变频器

2.1.1 速度控制变频器的选择:

a.根据系统要求必须选择能覆盖所需转速控制范围的变频器;b.为避免危险速度下的连续运转应选用具有频率跳变功能的变频器。

2.1.2 位置控制变频器的选择:

a.应选用容量足够的变频器以得到大的加减速转矩;b.应选择负载惯性极低的设备与变频器配合使用。

2.1.3 张力控制变频器的选择:

a.采用转矩电流控制张力必须选用有速度限制功能的变频器;b.采用拉延控制张力必须选用具有速度反馈控制的变频器;c.采用调节辊的张力控制应选用u/f控制通用变频器;d.采用张力检测器的张力控制应选用矢量控制方式的变频器。

2.1.4 流量控制变频器的选择:

对于有可能因外部因素导致发生反转的场合必须选用大容量的变频器, 以便能充分耐受从反转状态下启动的冲击电流。

2.1.5 温度控制变频器的选择:

a.应优先选用IGBT、IPM调制频率高的变频器;b.应优先根据设备的启动电流和运转时间选择变频器。

2.1.6 压力控制变频器的选择:

a.应选择具有无供水保护和具有市电节电功能的变频器;b.应选择装设单向阀并具备瞬停对策和启动联锁功能的变频器。

2.1.7 负载特性要求响应快变频器的选择:

a.系统要求短时间内能进行加减速时应优先选择过载容量大具有限流功能的转差频率控制或矢量控制的变频器;b.在需要交叉角频率Wc比较大、响应速度比较快的场合, 应优先选用主电路开关频率高、过载容量大、系统谐振频率高的变频器;c.对于PWM控制的变频器要求开关频率为1-3KHZ, 能够满足机床等用途。

2.1.8 负载特性要求调节准确度高变频器的选择:

a.当系统要求±0.05%高准确度时应选用采用PLG模拟控制和低漂移控制电路的变频器;b.当系统要求±0.01%转速控制准确度时应选择采用PLG反馈全数字控制的变频器。

2.1.9 负负载变频器的选择:

a.用于起重机、电梯、生产流水线时应优先选用带再生整流器的变频器;b.在要求减速制动转矩时要有效防止过电压跳闸应采用带二极管整流器的晶体管变频器;c.使用制动单元时必须充分注意散热, 不要对其他设备产生不良影响。

2.1.1 0 冲击负载变频器的选择:

a.应选用容量充分大的变频器以耐受冲击过电流;b.增设飞轮可以减轻直接加在电动机上的冲击负载, 应优先选用转差频率控制的变频器。

2.2 按不同电动机的种类选择变频器

标准笼型电动机变频器的选择。根据电动机电流选择变频器, a.在连续运行的场合应按变频器的额定输出电流≥ (0.5-1.1) 电动机的额定电流, 即:I变额≥ (0.5~1.1) I电额。b.加减速时变频器容量的选定:一般情况下对于短时间的加减速而言变频器允许达到额定输出电流130%~150% (视变频器容量有别) 。c.电动机直接启动时所需变频器容量的选定, 可根据规范的规定选取变频器的额定电流。

3 结论

变频器的应用效果及其选择方法是我国当今研究的重要课题, 变频器的使用在我国已经越来普遍, 虽然与国外相比, 变频器技术以及变频器应用等都有很大的差距, 并且国外的变频器技术更加先进, 但是我国的产品技术与以前相比还是有很大进步的, 其的发展前景还是很明朗很光明的。总之, 相信通过变频器技术人员的努力, 我国的变频器的应用效果会越来越好, 选择方法也会越来越多, 越来越好用, 越来越实用, 越来越普遍。

摘要：随着时代的发展, 变频器在人类的生活中变得越来越实用越来越普遍, 变频器不仅在冰箱、空调中普遍应用, 还在电动车等产品中相继使用。总之, 变频器已经在人类社会中充当了重要的角色, 成为了人类生活不可或缺的产品。本文重点研究了变频器的应用效果及其选择方法并对变频器的未来发展以及变频器的优缺点等做了详细的介绍。

关键词：变频器,应用效果,选择方法,特点,未来发展

参考文献

变频器节能技术原理及其应用探讨篇7

随着传统的直流调速、模拟控制技术逐渐被交流调速、计算机自动化控制技术所替代, 交流电动机的变频器技术已成为降低电机生产能耗的主要技术手段之一。变频器技术的研发与推广, 标志着电动机技术进入了一个崭新的发展阶段。其主要利用可编程控制器来调节转速、提高功率因数, 并因软启动性能优良等节能优势被业界广泛认定为最佳的调速控制装置, 因此具有广阔的应用前景[1]。

1变频器的基本组成

交流电机中应用的变频器装置主要分为4个部分, 每个部分的具体功能如下:

1.1整流器

整流器是变频器最主要的构件之一。目前, 我国常用变频器中的整流器均采用二极管变流器, 其可以将工频交流电直接转化为直流电。当然, 也可以采用两组晶体管变流器组建一个可逆的变流器, 该变流器可实现功率方向的可逆性, 也就是可实现电机的再生运转功能。

1.2滤波电路

直流电经整流器处理后可形成一个脉动电压 (相对于电源的6倍频率) , 逆变器中产生的电流也可导致直流电出现变动。因此, 为确保应用时电压能够处于一个相对平稳的状态, 可使用电容或电感对产生的脉动电压进行吸收处理;如果电机过小, 由于电源、主电路的器件中仍然有余量, 这样可直接去掉电感而选用滤波电路。

1.3逆变器

逆变器的功能与整流器是相反的, 主要功能是将整流器处理后的直流电转化为可满足异步电机运行要求 (电压、频率) 的交流电。

1.4控制电路

在变频器中控制电路主要是根据相关回馈信号对整流器、逆变器输出的电压、频率实现合理控制, 目的在于为异步电机提供合适的交流电源。

2变频器节能技术原理

变频器技术是集微电子技术、变频技术为一体的综合性技术系统, 其利用计算机应用技术、电子电力技术来保证电机始终处于平稳运行状态, 并对电机的自动加速、减速运行实现有效控制, 提高电机的运行效率并降低电机的能耗, 同时对较强的过压、过流也可起到一定保护作用。根据实际应用需求, 交流电机的变频器节能方式主要分为以下2种:

2.1软启动节能方式

目前, 异步电机的启动方式主要分为直接启动、全压启动、Y/D启动, 在启动电压可达到额定电压的5倍左右, 此时会产生大量的电流损耗, 且增加电路的功率损耗, 并对电机设备、企业供电网络产生巨大冲击, 最终将损坏电机自身线路及影响同一线路上其他设备正常运行。

为了解决电机启动时产生的能源浪费、电容增加等问题, 在实际生产过程中可运用变频器的软启动节能方式, 其可以实现电机启动时电流量从0逐渐升至额定值, 且保证在电流量上升时产生的最大电流值始终在额定值范围内, 从而降低电机启动时的功率损耗, 缓解电机启动对企业电网的冲击, 最终实现节能、延长设备使用寿命的效果。

2.2变频节能方式

企业在生产过程中经常出现设备容量选择不当的现象, 可能造成能量浪费。我们都知道, 电机功率=压力×流量, 其中流量与压力成反比, 流量、压力与功率成正比, 由于电机的转速与功率、压力、流量均呈正比, 也就是说当电机的压力处于稳定状态时, 将电机的转速下调, 输出的功率也会相应下降, 也就是电机损失的功率下降[2]。变频节能方式可合理调控电机转速, 从而降低电机能耗, 实现节能效果。

3水泵变频器的节能技术应用分析

本文选取水泵作为研究对象。水泵是一个平方转矩负载设备, 我们可将转速设置为n, 流量设置为Q, 扬程设置为H, 水泵轴功率设置为N, 上述变量的关系式如下:

Q1=Q2 (n1/n2) , H1=H2 (n1/n2) 2, N1=N2 (n1/n2) 3

从上述公式可以看出, 水泵流量与转速成正比, 扬程与转速平方成正比, 轴功率与转速立方成正比。当电机带动水泵时, 电机的轴功率P表示如下:

式中, ρ为水的密度;ηC为工况点效率;ηF为传动效率。

水泵流量 (Q) 、扬程 (H) 的关系曲线如图1所示。在图1中, 曲线1表示水泵在n1转速下流量、扬程之间的关系;曲线2表示水泵在n1转速下流量、功率之间的关系;曲线3、4为水管阻力的特性;曲线5表示水泵在n2转速下流量、扬程之间的关系。

我们假设水泵工作点在A点时效率最高, 此时水流输出量 (Q) 为100%, 此点水泵的轴功率 (P1) 与A、H1、Q、Q1的面积成正比, 根据企业的生产工艺标准, 当水泵的输出流量从Q1缩小至Q2时, 如果直接调节水泵的阀门, 则可能使得管阻曲线从3变成4, 这样可能会导致系统的最佳工作效率由A点移至B点, 而水泵的扬程也会增加, 水泵的轴功率 (P2) 与B、H2、Q、Q2的面积成正比;若采用变频器进行合理控制, 水泵的转速由n1下降至n2, 在满足Q2的基础上, 大幅度降低水泵的扬程 (H3) , 此时水泵的轴功率 (P3) 与C、H3、Q、Q2的面积成正比关系。通过比较分析3种运行模式, 可看出P3明显最小, 节省的功率损耗与B、H2、H3、C成正比关系, 由此可知该方案节能效果最佳。

4应用水泵变频器的注意事项

变频器应用于水泵系统是一种比较经济、简单的节能方式, 但是在电机驱动阶段采用变频器, 由于存在高次谐波, 所以与工频电源驱动相比需要特别注意电机运行中的变频浪涌电压、升温等问题。

4.1浪涌电压损坏绝缘问题

变频器的电源可能会引发浪涌电压, 且影响电机线圈的绝缘, 此时应对电机各线圈之间的绝缘、绝缘强度的相容性采取必要的保护措施。当在水泵系统中运用变频器驱动时, 电机绝缘的寿命一般为4万h, 大概为15年左右。由于传统的工频驱动电机中并没有浪涌电压保护装置, 若对400V的电机更换变频器驱动, 可能会因为变频器出现浪涌电压而导致绝缘性能恶化甚至烧毁[3]。因此, 在更换变频器驱动时建议同步更换电动机。

4.2升温问题

运用变频器驱动的电机受高次谐波影响可能会增加损耗, 电流量增加10%, 温度则升高20%。电机的转子轴端一般都装有冷却风扇, 若处于低频运转状态, 冷却效果也会明显下降[4]。从常规情况来看, 电机的冷却风量与升温形成的冷却效果之间的关系为:若电机呈现出相同损耗时, 机身温度上升值与转速成反比;若电机在工频以高速运转, 由于电机处于恒定功率输出状态, 电流量随着频率的升高而降低, 且提高了冷却效果, 因此不会出现明显的升温问题。

5结语

随着变频器技术的日趋成熟, 其被广泛应用于机电设备的实际运行中。在交流电机中运用变频器节能可实现软启、软停, 从而减少电机启动时对企业同一配电线路上其他设备正常运行的影响, 并最大限度地降低对企业供电网络的冲击, 同时减少电机线路的损耗, 降低电机的磨损度以及设备的维修、保养费用。与此同时, 在变频器的节能调速下可提升电机转速的控制精度, 提高生产工艺水平及生产效率, 为企业创造良好的经济效益。因此, 变频器节能技术在我国未来经济发展中将发挥重要的作用, 市场应用前景广阔。

摘要：重点探讨变频器的基本构成及节能原理, 并以水泵变频器为例, 研究变频器节能技术的节能功效。

关键词：变频器,节能,原理,应用

参考文献

[1]侯炳耀.浅析变频器的工作原理和节能原理[J].今日湖北:下旬刊, 2012 (5)

[2]王立刚.变频器节能技术及现场应用分析[J].中国城市经济, 2010 (9)

[3]张令东.变频器节能技术及应用展望[J].科技创新与应用, 2012 (16)

变频器应用中的干扰及其抑制篇8

变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。它以很好的调速、节能性能, 在各行各业中获得了广泛的应用。由于其采用软启动, 可以减少设备和电机的机械冲击, 延长设备和电机的使用寿命。随着科学技术的高速发展, 变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中, 如变频调速在供水、空调设备、过程控制、电梯、机床等方面的应用, 保证了调节精度, 减轻了工人的劳动强度, 提高了经济效益, 但随之也带来了一些干扰问题。现场的供电和用电设备会对变频器产生影响, 变频器运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行。变频器产生的干扰主要有三种:对电子设备的干扰、对通信设备的干扰及对无线电等产生的干扰。对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰;对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰。下面主要讨论变频器的干扰及其抑制方法。

1 变频调速系统的主要电磁干扰源及途径

1.1 主要电磁干扰源

电磁干扰也称电磁骚扰 (EMI) , 是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰, 通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载, 它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变器大多采用PWM技术, 当其工作于开关模式并作高速切换时 , 产生大量耦合性噪声。因此, 变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源, 如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变, 从而对电网中其他设备产生危害的干扰。

1.2 电磁干扰的途径

变频器能产生功率较大的谐波, 对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的, 主要分电磁辐射、传导、感应耦合。具体为:1对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;2对直接驱动的电动机产生电磁噪声, 使得电动机铁耗和铜耗增加, 并传导干扰到电源, 通过配电网络传导给系统其他设备;3变频器对相邻的其他线路产生感应耦合, 感应出干扰电压或电流。同样, 系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。

2 抗电磁干扰的措施

据电磁性的基本原理, 形成电磁干扰 (EMI) 须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。为防止干扰, 可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中, 硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施, 一般从抗和防两方面入手来抑制干扰, 其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。1隔离。所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来, 使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中, 通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰, 电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。2滤波。设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机。为减少电磁噪声和损耗, 在变频器输出侧可设置输出滤波器。为减少对电源的干扰, 可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备, 可在电源线上设置电源噪声滤波器, 以免传导干扰。3屏蔽。屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽, 不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽, 特别是以外部信号控制变频器时, 要求信号线尽可能短 (一般为20m以内) , 且信号线采用双芯屏蔽, 并与主电路及控制回路完全分离, 不能放于同一配管或线槽内, 周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。4接地。接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合, 防止外部干扰的侵入, 提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式, 要根据具体情况采用。5正确安装。由于变频器属于精密的功率电力电子产品, 其现场安装工艺的好坏也影响着变频器的正常工作。正确的安装可以确保变频器安全和无故障运行。变频器对安装环境要求较高。一般变频器使用手册规定温度范围为最低温度-10℃, 最高温度不超过50℃;变频器的安装海拔高度应小于1000m, 超过此规定应降容使用;变频器不能安装在经常发生振动的地方, 对振动冲击较大的场合, 应采用加橡胶垫等防振措施;不能安装在电磁干扰源附近;不能安装在有灰尘、腐蚀性气体等空气污染的环境;不能安装在潮湿环境中, 如潮湿管道下面, 应尽量采用密封柜式结构, 要确保变频器通风畅通。

3 变频控制系统设计中应注意的其他问题

在变频器控制系统设计与应用中要注意以下几个方面的问题。1在设备排列布置时, 应该注意将变频器单独布置, 尽量减少可能产生的电磁辐射干扰。在实际工程中, 由于受到房屋面积的限制往往不可能有单独布置的位置, 应尽量将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开, 比如将动力配电柜放在变频器与控制设备之间。2变频器电源输入侧可采用容量适宜的空气开关作为短路保护, 但切记不可频繁操作。由于变频器内部有大电容, 其放电过程较为缓慢, 频繁操作将造成过电压而损坏内部元件。3控制变频调速电机启/停通常由变频器自带的控制功能来实现, 不要通过接触器实现启/停。否则, 频繁的操作可能损坏内部元件。4尽量减少变频器与控制系统不必要的连线, 以避免传导干扰。除了控制系统与变频器之间必须的控制线外, 其它如控制电源等应分开。由于控制系统及变频器均需要24V直流电源, 而生产厂家为了节省一个直流电源, 往往用一个直流电源分两路分别对两个系统供电, 有时变频器会通过直流电源对控制系统产生传导干扰, 所以在设计中或订货时要特别加以说明, 要求用两个直流电源分别对两个系统供电。5注意变频器对电网的干扰。变频器在运行时产生的高次谐波会对电网产生影响, 使电网波型严重畸变, 可能造成电网电压降很大、电网功率因数很低, 大功率变频器应特别注意。解决的方法主要有采用无功自动补偿装置以调节功率因数, 同时可以根据具体情况在变频器电源进线侧加电抗器以减少对电网产生的影响, 而进线电抗器可以由变频器供应商配套提供, 但在订货时要加以说明。6变频器柜内除本机专用的空气开关外, 不宜安置其它操作性开关电器, 以免开关噪声入侵变频器, 造成误动作。7应注意限制最低转速。在低转速时, 电机噪声增大, 电机冷却能力下降, 若负载转矩较大或满载, 可能烧毁电机。确需低速运转的高负荷变频电机, 应考虑加大额定功率, 或增加辅助的强风冷却。8注意防止发生共振现象。由于定子电流中含有高次谐波成分, 电机转矩中含有脉动分量, 有可能造成电机的振动与机械振动产生共振, 使设备出现故障。应在预先找到负载固有的共振频率后, 利用变频器频率跳跃功能设置, 躲开共振频率点。

4 结束语

以上通过对变频器运行过程中存在的干扰问题的分析, 提出了解决这些问题的实际方法。随着新技术和新理论不断在变频器上的应用, 变频器应用存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。随着工业现场和社会环境对变频器的要求不断提高, 满足实际需要的真正“绿色”变频器不久也会面世。

摘要：变频器在工业生产中的应用越来越广泛, 其干扰问题日益引起人们的重视。本文主要介绍了变频器应用系统中干扰产生的来源及其传播途径, 提出了抗干扰的实际解方法, 阐述了在变频器应用系统设计和安装中抑制干扰的具体措施。

变频器应用中的干扰及其对策篇9

关键词：变频器,干扰,对策

1 前言

变频器调速技术以很好的调速、节能性能, 在工业控制系统中获得了广泛的应用。变频器系统的干扰有时能直接造成系统的硬件损坏, 有时虽不能损坏系统的硬件, 但常使微处理器的系统程序运行失控, 导致控制失灵, 从而造成设备和生产事故。因此, 如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和应用中不可忽视的重要内容。

2 变频调速系统干扰的主要来源及传播方式

2.1 变频器干扰的主要来源

首先是来自外部电网的干扰。电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备, 非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变, 从而对电网中其它设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后若不加处理, 电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电;浪涌、跌落;尖峰电压脉冲和射频干扰。

其次是变频器自身对外部的干扰。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载, 它所产生的谐波对同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。另外变频器的逆变器大多采用PWM技术, 当工作于开关模式且作高速切换时, 产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内其它的电子、电气设备来说是一电磁干扰源。

2.2 电磁干扰的传播方式

变频器能产生功率较大的谐波, 由于功率较大, 对系统其它设备干扰性较强, 其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的, 主要分传导 (即电路耦合) 、电磁辐射、感应耦合。具体为:首先对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;其次对直接驱动的电动机产生电磁噪声, 使得电机铁耗和铜耗增加;并传导干扰到电源, 通过配电网络传导给系统其它设备;最后变频器对相邻的其它线路产生感应耦合, 感应出干扰电压或电流。同样, 系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。下面分别加以分析。

2.2.1 传导

传导 (电路耦合方式) , 即通过电源网络传播。由于输入电流为非正弦波, 当变频器的容量较大时, 将使网络电压产生畸变, 影响其他设备工工作, 同时输出端产生的传导干扰使直接驱动的电机铜损、铁损大幅增加, 影响了电机的运转特性。显然, 这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。

2.2.2 电磁辐射

电磁辐射即以电磁波方式向空中幅射, 这是频率很高的谐波分量的主要传播方式。

变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内, 它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。当变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞, 则辐射强度与干扰信号的波长有关, 当孔洞的大小与电磁波的波长接近时, 会形成干扰辐射源向四周辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样, 变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载, 它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术, 当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时, 其输出的电压和电流的功率谱是离散的, 并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换所引起的辐射干扰问题相当突出。

2.2.3 感应耦合

当干扰源的频率较低时, 干扰的电磁波辐射能力相当有限, 而该干扰源又不直接与其它导体连接, 当变频器的输入电路或输出电路与其他设备的电路挨得很近时, 在邻近电路内感应出干扰电流或电压。变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其他设备中去。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现, 也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现, 这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。

3 抗电磁干扰的措施

3.1 隔离

是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来, 使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中, 通常是电源和放大器电路之间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰, 电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。

3.2 滤波

在系统线路中设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机。为减少电磁噪声和损耗, 在变频器输出侧可设置输出滤波器;为减少对电源干扰, 可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备, 可在电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰。在变频器的输入和输出电路中, 除了上述较低的谐波成分外, 还有许多频率很高的谐波电流, 它们将以各种方式把自己的能量传播出去, 形成对其他设备的干扰信号。滤波器就是用于削弱频率较高的谐波分量的主要手段。

3.3 屏蔽

屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽, 不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽, 特别是以外部信号控制变频器时, 要求信号线尽可能短 (一般为20m以内) , 且信号线采用双芯屏蔽, 并与主电路及控制回路完全分离, 不能放于同一配管或线槽内, 周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效, 屏蔽罩必须可靠接地。

3.4 接地

正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰, 又能降低设备本身对外界的干扰。在实际应用系统中, 由于系统电源零线 (中线) 、地线 (保护接地、系统接地) 不分、控制系统屏蔽地 (控制信号屏蔽地和主电路导线屏蔽地) 的混乱连接, 大大降低了系统的稳定性和可靠性。

对于变频器, 主回路端子PE (E、G) 的正确接地是提高变频器抑制噪声能力和减小变频器干扰的重要手段, 因此在实际应用中一定要非常重视。变频器接地导线的截面积一般应不小于2.5mm2, 长度控制在20m以内并注意合理选择接地极的位置。

变频器的接地方式有单点接地、多点接地及混合接地几种形式。单点接地指在一个电路或装置中, 只有一个物理点定义为接地点。在低频下的性能好;多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地点, 在高频下的性能好;混合接地是根据信号频率和接地线长度, 系统采用单点接地和多点接地共用的方式。要根据具体情况采用, 要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。

3.5 设计安装中应注意的问题

在设备排列布置时, 应该注意将变频器单独布置, 尽量减少可能产生的电磁辐射干扰;设备的电源线和信号线应尽量远离变频器的输入、输出线;其他设备的电源线和信号线应避免和变频器的输入、输出线平行。

4 结束语

变频器应用中的干扰问题及其对策篇10

1 变频器干扰的来源

首先是来自外部电网的干扰。电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备, 非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变, 从而对电网中其它设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后若不加趾理, 电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源的干扰对变频器主要有: (1) 过压、欠压、瞬时掉电; (2) 浪涌、跌落; (3) 尖峰电压脉冲; (4) 射频干扰。

1.1 晶闸管换流设备对变频器的干扰

当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时, 由于晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通, 容易使网络电压出现凹口, 波形严重失真。它使变频器输入侧的整流电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害, 从而导致输入回路击穿而烧毁。

1.2 电力补偿电容对变频器的干扰

电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求, 为此, 许多用户都在变电所采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。

其次, 是变频器自身对外部的干扰。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载, 它所产生的谐波对同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。另外变频器的逆变器大多采用pwm技术, 当工作于开关模式且作高速切换时, 产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内其它的电子、电气设备来说是一电磁干扰源。

变频器的输入和输出电流中, 都含有很多高次谐波成分。除了能构成电源无功损耗的较低次谐波外, 还有许多频率很高的谐波成分。它们将以各种方式把自己的能量传播出去, 形成对变频器本身和其它设备的干扰信号。

(1) 输入电流的波形变频器的输入侧是二极管整流和电容滤波电路。显然只有电源的线电压u1大于电容器两端的直流电压ud时, 整流桥中才有充电电流。因此, 充电电流总是出现在电源电压的振幅值附近, 呈不连续的冲击波形式。它具有很强的高次谐波成分。有关资料表明, 输入电流中的5次谐波和7次谐波的谐波分量是最大的, 分别是50Hz基波的80%和70%。

(2) 输出电压与电流的波形绝大多数变频器的逆变桥都采用spwm调制方式, 其输出电压为占空比按正弦规律分布的系列矩形式形波;由于电动机定子绕组的电感性质, 定子的电流十分接近于正弦波。但其中与载波频率相等的谐波分量仍是较大的。

2 干扰信号的传播方式

3 变频调速系统的抗干扰对策

据电磁性的基本原理, 形成电磁干扰 (emi) 须具备三要素:电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统。为防止干扰, 可采用硬件抗干扰和软件抗干扰。其中, 硬件抗干扰是应用措施系统最基本和最重要的抗干扰措施, 一般从抗和防两方而人手来抑制干扰, 其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的藕合通道、降低系统干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。

3.1 所谓干扰的隔离, 是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来, 使它们不发生电的联系。

在变频调速传动系统中, 通常是电源和放大器电路之间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰, 电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。

3.2 在系统线路巾设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源从电动机。

为减少电磁噪声和损耗, 在变频器输出侧可没置输出滤波器;为减少对电源干扰, 可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备, 可在电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰。在变频器的输入和输出电路中, 除了上述较低的谐波成分外, 还有许多频率很高的谐波电流, 它们将以各种方式把自己的能量传播出去, 形成对其他设备的干扰信号。滤波器就是用于削弱频率较高的谐波分量的主要手段。根据使用位置的不同, 可分为:

1) 输入滤波器通常又有两种:

(1) 线路滤波器主要由电感线圈构成。它通过增大线路在高频下的阻抗来削弱频率较高的谐波电流。

(2) 辐射滤波器主要由高频电容器构成。它将吸收掉频率很高的、具有辐射能量的谐波成分。

2) 输出滤波器也由电感线圈构成。它可以有效地削弱输出电流中的高次谐波成分。非但起到抗干扰的作用, 且能削弱电动机中由高次谐波谐波电流引起的附加转矩。

3.3 屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。

通常变频器本身用铁壳屏蔽, 不让其电磁干扰泄漏;输出线最好用钢管屏蔽, 特别是以外部信号控制变频器时, 要求信号线尽可能短 (一般为20m以内) , 且信号线采用双芯屏蔽, 并与主电路线 (ac380v) 及控制线 (ac220v) 完全分离, 决不能放于同一配管或线槽内, 周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效, 屏蔽罩必须可靠接地。

3.4 正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰, 又能降低设备本身对外界的干扰。

在实际应用系统中, 由于系统电源零线 (中线) 、地线 (保护接地、系统接地) 不分、控制系统屏蔽地 (控制信号屏蔽地和主电路导线屏蔽地) 的混乱连接, 大大降低了系统的稳定性和可靠性。

3.5 采用电抗器

在变频3S的输入电流中频率较低的谐波分量 (5次谐波、7次谐波, 11次谐波、13次谐波等所) 所占的比重是很高的, 它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外, 还因为它们消耗了大量的无功功率, 使线路的功率因数大为下降。在输入电路内串人电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。

3.6 合理布线, 对于通过感应方式传播的干扰信号, 可以通过合理布线的方式来削弱。

具体方法有:

(1) 设备的电源线和信号线应量远离变频器的输入、输出线;

(2) 其他设备的电源线和信号线应避免和变频器的输入、输出线平行。

4 结论

通过对变频器应用过程中干扰的来源和传播途径的分析, 提出了解决这些问题的实际对策, 随着新技术和新理论不断在变频器上的应用, 重视变频器的emc要求, 已成为变频调速传动系统设计、应用必须面对的问题, 也是变频器应用和推广的关键之一。变频器存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。工业现场和社会环境对变频器的要求不断提高, 满足实际需要的真正“绿色”变频器也会不久面世。我们相信变频器的emc问题一定会得到有效解决。