举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低 到50Hz时产生转矩的1/2。因此在额定频率之上的调 速称为恒功率调速 (P=Ue*Ie) 。 因为P=wT (w:角速 度, T:转矩). 因为P不变, w增加了, 所以转矩会相应减 小。
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低频电压补偿
图 电压补偿原理
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电压补偿的特性
• 负载变动时不能始终工作在最佳状态，即轻载时磁路易饱和，电 机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不 足，而使电机不能获得足够的旋转力。为了补偿这个不足，变频器 中需要通过提高电压，来补偿电机速度降低而引起的电压降。这个
2、工艺调速：
由于工艺的要求需要调速运行的机械，如金属加工，造纸等需要 稳态精度很高的领域，目前该领域正在向交流调速过渡。
直流传动和交流传动的比较--应用
3、牵引调速：
运输机械的电驱动，此类机械对设备的尺寸，重量和防护等级有有 严格的要求，所以交流调速比较占优势。如火车，轮船等系统。
4、 特殊调速：
V5
C1
D1 C2 RB
D3
D5
V4
V6
V2
VD4 VD6 VD2 RC1、2
VB IB
D4
D6
D2
N
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整流和滤波电路
8
充电过程的限流电路
合上电源时的充电过程
9
变频器制动方式—能耗制动
1.能耗制动
Ｖ。
Ｃ
M
R。
当泵升电压超过一定值时，Ｖ。 导通，从而把负载反馈的能量消耗 在R。上。>20Hz时用能耗制动 。
变频器的控制方法—矢量控制
矢量变换（数学运算）
励磁电流iM 转矩电流iT
两相固定 坐标系
两相旋转 坐标系
φ
三相旋 转坐标系
变频旋器转
此功能对改善电机低速时温升也有效。由于转子磁链 难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在 等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使 得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。
对调速有特殊要求的调速系统，如调速范围达到1：50000～ 1：100000的场合，只能由特殊的永磁交流电动机实现。如高精度磨床， 车床等
风机负载和泵类负载的负载特性
风机和泵类负载属于二次方律负载特性(除罗茨风机):
流量公式:QL=Q0+KQnL
空载转矩
转矩(扬程)公式:TL=T0+KTnL2
功率公式:PL=P0+KPnL3
动采把系用这统交部对 Nhomakorabea。流分于
最回再大
常馈生容
见制回量
应用是油田磕 动，如大型馈电能进行
的 传 动 系 统
头轧回来
机钢收说
。生，，
产因希
线此望
传多能
逆变电路的基本结构
a） 逆变电路 b）输出电压波形 c）输出电压等效波形
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三相逆变桥示意图
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PWM 脉 宽 调 制
PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调 制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节 输出量和波形的一种调值方式。
转矩系数
也可以转化为:PL=KFP0+KF3PN
工作与额定F的比值
由此可知二次方律负载遵循如下规律(n: 转速):
流量Q ∝ n
扬程H ∝ n2
功率P ∝ n3
风机的节电率统计举例
用三台变频器控制三台风机，其中两用一备，电机的功率P=55KW， 设计风量为Q。空载损耗为10%，转速1250转/分。若风机正常在970转/分 以下连续可调，每天所需的供风量为1.5Q。 （1）一台工频运行，一台变频运行；则全速
变频器的原理及其应用
提纲
一、变频器的结构及原理 二、变频器的控制方法 三、变频器在风机负载和泵类负载中的应用 四、变频调速系统接电抗器的作用 五、变频器的抗干扰 六、变频器的功能 七、变频器的选择 八、变频器的运行 九、变频器的调试与维护
一、变频器的结构 及原理
变频器的调速原理
调速原理：
N：转速
三、变频器在风机 负载和泵类负载中
的应用
直流传动和交流传动的比较—电机
直流电机
结构复杂 有电刷,维护困难 转子粗短，转矩惯量大 因为有电刷，所以在 环境恶劣的不适用 变流装置较便宜 功率注入转子，散热所需通
风机功率较大 效率０.７～０.７５
交流电机
结构简单 无电刷,维护简单 转子细长，转矩惯量小 无电刷，适用环境较广 变流装置较贵 功率注入定子，散热所需通
在一些惯性较大、且需急降速或刹车的场合均可使用能 耗制动，例如离心机、工业洗衣机、行车、电梯 等。
变频器制动方式—能量回馈制动
2.能量回馈制动
Ｃ
M
当负载回馈能量时,可控变流器工
作于有源逆变状态,将能量回馈电网
适用≥100kW，调速比D≥10，高低 速交替或正反转交替，周期时间亦 短。最常见应用是油田磕头机。
P0=55*10%=5.5KW P1=55KW
风机功率较小 效率０.８５～０.９
直流传动和交流传动的比较—应用
传动按应用领域的分类：
1、 通用机械的节能调速：
指风机，泵等机械，它们的用电量占全国发电总量的1/3，此类 机械在不调速交流电机调速时， 风量和流量使用挡板和阀门调节，调 速后可节电30％～ 40％，而且优化了工艺过程，减少了管道和阀门的 压力，提高了设备的寿命，减少了维修。
N=60F/P
F：频率
P：极对数
调速方法：
改变极对数 （有级调速）
改变输入频率 （无级调速）——变频器
交-直-交变频器的主要结构框图
～
～
整流器
～
中间 电路
逆变器
电动机
控制电路
交-直-交变频器原理图
M
交
直
交
变频器主电路图
整流电路
滤波电路 KS
制动电路 P
逆变电路
VD1 VD3 VD5 RS
V1
V3
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正弦脉宽调制（SPWM）
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二、变频器的控制 方法
通常的电机是按50Hz电压设计制造的，其额定转 矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率 之下的调速称为恒转矩调速. (磁通不变)
变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的 转矩要以和频率成反比的线性关系下降，要防止电 机输出转矩的不足。
功能即为转矩提升。转矩提升功能提高变频器的输出电压。然而即
。 使提高很多输出电压，电机转矩并不能和其电流相对应的提高
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变频器的控制方法—矢量控制
2.矢量控制(基于转子磁链定向)
控制思想:
交流电机等效为直流电机来控制，分别对速度，磁场 两个分量进行独立控制 ，使用矢量控制，可以使电机在 低速,如（无速度传感器时）1Hz（对4极电机，其转速大 约为30r/min）时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输 出的转矩（最大约为额定转矩的150％）。