變頻調(diào)速技術(shù)原理及節(jié)能應(yīng)用

1、優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13我們的努力將使天空更藍(lán)我們的努力將使天空更藍(lán) 主講人：林東宇主講人：林東宇 深圳市優(yōu)順達(dá)電氣有限公司深圳市優(yōu)順達(dá)電氣有限公司 www . szustar. com變頻技術(shù)在你我身邊優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13電機(jī)調(diào)速直流調(diào)速交流調(diào)速調(diào)速特性好起動轉(zhuǎn)矩大成本高、局限性大調(diào)壓調(diào)速繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻滑差調(diào)速串級調(diào)速變頻調(diào)速優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13u交流調(diào)速發(fā)展交流調(diào)速發(fā)展從以往的各類調(diào)速方式逐漸統(tǒng)一到變頻調(diào)速從以往的各類調(diào)速方式逐漸統(tǒng)一到變頻調(diào)速目標(biāo)：調(diào)速性能最好，調(diào)速范圍大，調(diào)速精目標(biāo)：調(diào)速性能最好，調(diào)速范圍大，調(diào)速精度高，穩(wěn)定性好，運(yùn)

2、行效率高。度高，穩(wěn)定性好，運(yùn)行效率高。 優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為 n1 120f1 / np式中 n1 同步轉(zhuǎn)速（r/min）; f1 定子頻率（Hz）; np 磁極數(shù)。而異步電動機(jī)的軸轉(zhuǎn)速為 nn1(1s)120f1 (1s) / np式中s 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率，s(n1n)n1。由此可見，改變異步電動機(jī)的供電頻率，可以改變其同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行。優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13交流電機(jī)采用變頻調(diào)速后，為了避免電機(jī)磁通飽和，同時產(chǎn)生必需的轉(zhuǎn)矩，希望電機(jī)主磁通能保持恒定。只要在調(diào)速過程中保持U1f1 常數(shù)，就可以保持電機(jī)氣隙磁通不變

3、，實(shí)現(xiàn)恒磁通（轉(zhuǎn)矩）變頻調(diào)速。因此，變頻調(diào)速驅(qū)動異步電機(jī)時，需要在改變頻率的同時改變其定子電壓。優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13控制電路控制指令整流器逆變器控制指令中間直流環(huán)節(jié)整流電路整流電路: AC to DC(交流交流-直流直流);中間直流環(huán)節(jié)中間直流環(huán)節(jié): 濾波和能量儲存濾波和能量儲存;逆變器逆變器: DC to AC(直流直流-交流交流).控制方式：輸出的電壓控制方式：輸出的電壓(電流電流)和頻率進(jìn)行協(xié)調(diào)控制和頻率進(jìn)行協(xié)調(diào)控制優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-131、 控制方式控制方式壓頻比（壓頻比（V/F）控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩）控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直

4、接轉(zhuǎn)矩（DTC）控制）控制 2 2、中間環(huán)節(jié)類型、中間環(huán)節(jié)類型l電壓源：中間直流環(huán)節(jié)為電容電壓源：中間直流環(huán)節(jié)為電容l電流源：中間直流環(huán)節(jié)為電感電流源：中間直流環(huán)節(jié)為電感3 3、逆變器的元器件逆變器的元器件 可控硅、可控硅、大功率晶體管（大功率晶體管（GTR）、）、GTO、IGBT、IGCT 等優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-131、電機(jī)、電機(jī)電壓高于電壓高于AC380VAC380V 常見：0.69KV、2.3KV、3KV、6KV和10KV 相比于電網(wǎng)電壓，也稱為中壓（Midium Voltage） 2 2、變頻裝置容量變頻裝置容量 200KW200KW60MW60MW優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2

5、022-1-132 2、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)l高高低低高型高型 （適用于800KW以下）優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13l單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器（適用于單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器（適用于800KW800KW以上）以上） 優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13l三電平電壓源型（適用于三電平電壓源型（適用于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 優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13五、變頻調(diào)速應(yīng)用五、變頻調(diào)速應(yīng)用優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-132022-1-13變頻器只有在電機(jī)有調(diào)速要求時才可能進(jìn)行節(jié)能。變頻調(diào)速節(jié)能的主要對象是泵和風(fēng)機(jī)負(fù)載。泵和風(fēng)機(jī)是一種平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載。以泵為例，其轉(zhuǎn)速n與流量Q、揚(yáng)程H及泵的軸功率N的關(guān)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，泵的流量與其轉(zhuǎn)速成正比，泵的揚(yáng)程與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，泵的軸功率與其轉(zhuǎn)速的立方成正比。優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13l當(dāng)電動機(jī)驅(qū)動泵時，電動機(jī)的軸功率P（Kw）可按下式計(jì)算：lPx Q x H x 10-3 /C /P l式中：l 液體密度lC 傳動裝置效率lP 泵效率優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13HeadHQ = 0H = HmaxH = 0Q = QmaxPumpduty pointVolume Flow QHNQNSystem CurvePump Curve優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣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優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13閥門控制多級泵組控制水泵變速控制泵開停控制旁路或回流優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13l1、工藝應(yīng)用 給煤（粉）機(jī)傳動、磨煤機(jī) 等l 2、 節(jié)能應(yīng)用 凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、給水泵、灰漿泵、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)等優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順

9、達(dá)電氣2022-1-13l新一代的變頻器的可靠性較以往產(chǎn)品已經(jīng)有了很大的提升，只要環(huán)境適宜，合理環(huán)境適宜，合理使用使用，其常規(guī)運(yùn)行壽命可以高達(dá)710年以上。 優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13l1、日常維護(hù)主回路直流電壓冷卻風(fēng)扇工作狀態(tài)輸出電壓三相平衡定期吹掃l 2、 故障檢查及維修變頻器借助高速CPU的快速處理能力，在自診斷和保護(hù)功能上日臻完善 根據(jù)故障信息判斷故障類型，采取相應(yīng)的技術(shù)對策優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13l1、工藝應(yīng)用后處理系統(tǒng)：分開卷機(jī)構(gòu)，浸涂機(jī)構(gòu)，烘烤機(jī)構(gòu)，前牽引，后牽引，收卷部份等拉絲爐系統(tǒng)、粗紗絡(luò)紗 等l 2、 節(jié)能應(yīng)用風(fēng)機(jī)、水泵系統(tǒng)優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-132022-1-13 1、工藝應(yīng)用 熱冷軋機(jī)、卷筒、縱橫分剪機(jī)、輥道等 2、 節(jié)能應(yīng)用 熔煉爐、退火爐風(fēng)機(jī)系統(tǒng) 循環(huán)水泵、冷卻系統(tǒng)優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13l1、工藝應(yīng)用玻璃拉邊機(jī)傳動、變速輥道 等l 2、 節(jié)能應(yīng)用熔窯風(fēng)機(jī)、鋼化爐風(fēng)機(jī)、水泵系統(tǒng)等優(yōu)順達(dá)電氣優(yōu)順達(dá)電氣2022-1-13 某大型玻璃生產(chǎn)企業(yè)采用變頻調(diào)速技術(shù)改造F48N-DB4型鋼化爐的玻璃鋼化風(fēng)機(jī)，選擇上風(fēng)道2臺進(jìn)出風(fēng)風(fēng)機(jī) 風(fēng)機(jī)電機(jī)為380V、350HP，