变频调速技术原理及节能应用

1、优顺达电气优顺达电气2022-1-13我们的努力将使天空更蓝我们的努力将使天空更蓝 主讲人：林东宇主讲人：林东宇 深圳市优顺达电气有限公司深圳市优顺达电气有限公司 www . szustar. com变频技术在你我身边优顺达电气优顺达电气2022-1-13电机调速直流调速交流调速调速特性好起动转矩大成本高、局限性大调压调速绕线电机转子串电阻滑差调速串级调速变频调速优顺达电气优顺达电气2022-1-13u交流调速发展交流调速发展从以往的各类调速方式逐渐统一到变频调速从以往的各类调速方式逐渐统一到变频调速目标：调速性能最好，调速范围大，调速精目标：调速性能最好，调速范围大，调速精度高，稳定性好，运

2、行效率高。度高，稳定性好，运行效率高。 优顺达电气优顺达电气2022-1-13异步电动机的同步转速，即旋转磁场的转速为 n1 120f1 / np式中 n1 同步转速（r/min）; f1 定子频率（Hz）; np 磁极数。而异步电动机的轴转速为 nn1(1s)120f1 (1s) / np式中s 异步电动机的转差率，s(n1n)n1。由此可见，改变异步电动机的供电频率，可以改变其同步转速，实现调速运行。优顺达电气优顺达电气2022-1-13交流电机采用变频调速后，为了避免电机磁通饱和，同时产生必需的转矩，希望电机主磁通能保持恒定。只要在调速过程中保持U1f1 常数，就可以保持电机气隙磁通不变

3、，实现恒磁通（转矩）变频调速。因此，变频调速驱动异步电机时，需要在改变频率的同时改变其定子电压。优顺达电气优顺达电气2022-1-13控制电路控制指令整流器逆变器控制指令中间直流环节整流电路整流电路: AC to DC(交流交流-直流直流);中间直流环节中间直流环节: 滤波和能量储存滤波和能量储存;逆变器逆变器: DC to AC(直流直流-交流交流).控制方式：输出的电压控制方式：输出的电压(电流电流)和频率进行协调控制和频率进行协调控制优顺达电气优顺达电气2022-1-131、 控制方式控制方式压频比（压频比（V/F）控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩）控制、转差频率控制、矢量控制、直

4、接转矩（DTC）控制）控制 2 2、中间环节类型、中间环节类型l电压源：中间直流环节为电容电压源：中间直流环节为电容l电流源：中间直流环节为电感电流源：中间直流环节为电感3 3、逆变器的元器件逆变器的元器件 可控硅、可控硅、大功率晶体管（大功率晶体管（GTR）、）、GTO、IGBT、IGCT 等优顺达电气优顺达电气2022-1-131、电机、电机电压高于电压高于AC380VAC380V 常见：0.69KV、2.3KV、3KV、6KV和10KV 相比于电网电压，也称为中压（Midium Voltage） 2 2、变频装置容量变频装置容量 200KW200KW60MW60MW优顺达电气优顺达电气2

5、022-1-132 2、拓扑结构、拓扑结构l高高低低高型高型 （适用于800KW以下）优顺达电气优顺达电气2022-1-13l单元串联多电平型高压变频器（适用于单元串联多电平型高压变频器（适用于800KW800KW以上）以上） 优顺达电气优顺达电气2022-1-13l三电平电压源型（适用于三电平电压源型（适用于800KW800KW以上）以上） ACS 1000 MV Variable Frequency Drive 12-Pulse Rectifier DC-Link & Prot IGCTs Inverter Output Sine Filter MV AC Induction Mo

6、tor MV Supply Converter Input Transformer I Prot Main Feeder Breaker & Protection 优顺达电气优顺达电气2022-1-13五、变频调速应用五、变频调速应用优顺达电气优顺达电气2022-1-13优顺达电气优顺达电气2022-1-132022-1-13变频器只有在电机有调速要求时才可能进行节能。变频调速节能的主要对象是泵和风机负载。泵和风机是一种平方转矩负载。以泵为例，其转速n与流量Q、扬程H及泵的轴功率N的关系如下式所示：Q1 /Q2 （n1/n2） H1 / H2 (n1/n2)2 N1 / N2 (n1/

7、n2)3 上式表明，泵的流量与其转速成正比，泵的扬程与其转速的平方成正比，泵的轴功率与其转速的立方成正比。优顺达电气优顺达电气2022-1-13l当电动机驱动泵时，电动机的轴功率P（Kw）可按下式计算：lPx Q x H x 10-3 /C /P l式中：l 液体密度lC 传动装置效率lP 泵效率优顺达电气优顺达电气2022-1-13HeadHQ = 0H = HmaxH = 0Q = QmaxPumpduty pointVolume Flow QHNQNSystem CurvePump Curve优顺达电气优顺达电气2022-1-13优顺达电气优顺达电气2022-1-13早晨 夜晚 下午A

8、glass of water0,1 litre per secondShower1 litre per secondWatering the garden10 litres per secondA glass of water0,1 litre per second优顺达电气优顺达电气2022-1-13阀门控制多级泵组控制水泵变速控制泵开停控制旁路或回流优顺达电气优顺达电气2022-1-13优顺达电气优顺达电气2022-1-13优顺达电气优顺达电气2022-1-13l1、工艺应用 给煤（粉）机传动、磨煤机 等l 2、 节能应用 凝结水泵、循环水泵、给水泵、灰浆泵、引风机、送风机等优顺达电气优顺

9、达电气2022-1-13l新一代的变频器的可靠性较以往产品已经有了很大的提升，只要环境适宜，合理环境适宜，合理使用使用，其常规运行寿命可以高达710年以上。 优顺达电气优顺达电气2022-1-13l1、日常维护主回路直流电压冷却风扇工作状态输出电压三相平衡定期吹扫l 2、 故障检查及维修变频器借助高速CPU的快速处理能力，在自诊断和保护功能上日臻完善 根据故障信息判断故障类型，采取相应的技术对策优顺达电气优顺达电气2022-1-13l1、工艺应用后处理系统：分开卷机构，浸涂机构，烘烤机构，前牵引，后牵引，收卷部份等拉丝炉系统、粗纱络纱 等l 2、 节能应用风机、水泵系统优顺达电气优顺达电气2022-1-132022-1-13 1、工艺应用 热冷轧机、卷筒、纵横分剪机、辊道等 2、 节能应用 熔炼炉、退火炉风机系统 循环水泵、冷却系统优顺达电气优顺达电气2022-1-13l1、工艺应用玻璃拉边机传动、变速辊道 等l 2、 节能应用熔窑风机、钢化炉风机、水泵系统等优顺达电气优顺达电气2022-1-13 某大型玻璃生产企业采用变频调速技术改造F48N-DB4型钢化炉的玻璃钢化风机，选择上风道2台进出风风机 风机电机为380V、350HP，