变频电机范例(3篇)

变频电机范文

Abstract：ThePROTOS70cigarette-makingmachineiseasytooperateandthequalityofthecigarettequalityisstable.ButitsmasterdriveadoptsDirectCurrentGovernorSystem，whichhascomplexstructureandhighfailurerate.Soitneedsfrequentmaintenance.Undercontinuousrunning，thecarbonbrushiseasytowear，thusshorteningitsservicelife.Butitisnotconvenienttochangethebrush.Themachineoftenfailstoworkbecauseofthewearofcopperhead.Besides，theDCmotorandcarbonbrusharequiteexpensiveandtheirdeliverytimeislong.Basedonthereasonsabove，theauthordecidestouseACspeedcontrolsystemtoreplacetheoriginalDCspeedcontrolmasterdrivesystem.Practiceshowsthatthistechnologyisworthpromoting.

关键词：变频器；交流电机；PROTOS70卷接机组；直流电机

Keywords：converter；ACmotor；PROTOS70cigarette-makingmachine；DCmotor

中图分类号：TN773文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）12-0182-04

0引言

长春卷烟厂有两台1990年从德国引进的PROTOS70卷接机组，在多年的生产运行中，有操作方便、烟支质量稳定的特点，但其直流调速系统的故障，笔者深有体会，印象深刻；不明原因的直流调速器32A空开跳闸，合上后能正常运行，测速发电机磁极体松动，速度不稳。碳刷磨损打火、铜头磨损使新更换的碳刷又很快磨短，电机修理时，铜头表面的圆度、同心度、光洁度及铜头下刻，国内的修理厂家处理的并不理想，更换碳刷也用不了多久，只能更换新的直流电机。而且直流调速系统刹车时间长，经比较每次停车都比交流调速系统长5秒多，这就造成了滤嘴和盘纸的无形浪费，而交流调速系统，变频器基本免维护，交流电机比直流电机寿命长很多，而且不需要检查碳刷，铜头，测速电机，总之PROTOS70卷接机组主机的直流调速系统，调速器还算可靠，就是直流电机维护，费时费力，耽误生产，稍有不慎，直流电机故障会造成调速器烧毁；每套调速系统价格当时都在二十多万元，订货周期长达六周以上。为了降低生产成本，减轻维护工作量，在2003年PROTOS70卷接机组大修时笔者提出了变频调速改造。

1交流变频调速系统

交流变频调速系统主要由电控设备、变频器、交流电机、传动机械等部分组成。根据电机学原理，只要改变交流电机的供电频率，就能改变电机的转速。交流调速系统有：交―直―交电压型变频调速系统和交―直―交电流型变频调速系统，它们都包括电压控制部份、频率控制部份、给定部份。这两种变频调速系统能实现交流电机的启动、制动，但稳速、调速精度差，正反转有出现过流的可能，系统在负载突变时变得不稳定。正弦脉冲宽度调制逆变器系统（SPWM），它包括：整流滤波电路、逆变电路、PWM系统控制单元，但调速性能也不高，由于新型可控开关（大功率晶体管、可关断晶闸管、高电平大电流晶闸管）的出现，研制出了各类实用的变频器，实现了调速系统的小型化和高效化，实现了转速和转矩的任意调节（即矢量控制变换技术），使变频器的普及应用有了发展空间。

2变频器的选型

随着电子技术的发展，变频器经过多年的发展完善，产品性能、可靠性、稳定性都有很大的提高，变频器能够得到高速响应。高精度平滑无级调速，它保护功能完善，能自主诊断故障所在、参数调整方便、控制线路简单、维护简便、内设功能多、可满足不同工艺要求。变频调速系统在调速范围、调速精度、动态响应、功率因数、运行效率和使用方便等性能指标，超过了直流调速系统，这样交流调速系统达到取代直流调速系统的水平。

当我们要把变频调速系统用在PROTOS70卷接机组的主传动上时，必须要妥善处理如下几个问题；

①为了保证原机的工艺要求，对变频调速系统的工作状态应有哪些约束条件；

②怎样做到用最少的改动，达到原机的设计要求；

③根据笔者多年积累的使用维护经验，选取可靠性、经济性的元件；

④变频调速系统的参数与直流调速系统的对应关系。

3日立J300的功能特点

独家采用自行研制的智能化功率模块，转矩响应速度小于0.1秒，采用无反馈矢量控制技术，其矢量计算是国际上最先进的，其控制性能真正达到了超低频大转矩，在0.2Hz时可带全载启动，在1Hz的低频下提供150%的高启动转矩，调速范围为0.1Hz-400Hz，速度稳定率小于1%。

J300变频器的调节功能，可以在速度和转矩都不变的前提下自动选择优化运行曲线。电压自动调整功能（AVR），保证了大范围内电网波动（320V-540V），不会影响系统的正常运行，不但保证了电机输出转矩和速度不变，同时又避免了不必要的停机造成的损失。

4PROTOS70卷接机组直流调速器接线图

在PROTOS70卷接机组的原控制图里，直流调速器的接法如图1和图2所示，K6、K7是调速器的使能，A3的4、6、10是调速器的给定，其它的功能端都在图中分别标出。

5J300变频器在PROTOS70中的使用说明

采购来变频器和交流电机后，经过现场接线试验，绘出了原理图如图3，为了能让刹车阀继续使用而不至于损坏变频器，在变频器输出端与电机之间增加了接触器，刹车阀动作时使主电机与变频器断开。

因为变频器输入端不需要断开电源，原K1的主触点在输入端用不上，但是其辅助触点还要用在控制回路，并且我们还要多用一个K1的辅助触点作为变频器的使能。因此最简单的方法是把K1主触点不用，而从其线圈上并两根线（A1、A2）控制一个新加的接触器K1A（见图3）。

在变频器模拟量给定方面，我们采用A3控制器来控制主机在各种工作状态下的速度给定。这样做简单稳定，因为新增接线端大为减少，这样就用很少的几根线完成了交流调速系统的布线。但这样做一定要清楚A3各端子的作用，才能在试验和调机时使主电机按要求运转。

现将A3在这次改造中试验出的使用方法简单描述：（A3的布线见图2）

14―20：K6控制的点车速度。如果K6闭合则A3输出其调定点车速度，如果断开此点，A3输出前面板上所调定的起车速度。

14―17：盘纸拼接降速请求。

14―15：K7和K1常闭点断开才能使A3有模拟量输出。

14―16：A15―K1为主机达到前面板调定的最大速度。

A15―K2为后机启动后高速请求，此点短接后点车无效，但可以启车。

A3模拟量输出中，6、10两端子相当于电位器的两端，4是中心抽头。4、6、10接入变频器时，有可能调A3会出现与目标相反的效果，将6、10对调即可。在改动中可将一些不用的线去掉，如K6、K7使能线，测速发电机B1等。还要将中间继电器A2辅助常开点短接，K6常开点取消不接，K7常开点取消不接。

经试验，在变频器正常运行时，在任意频率段均可直接停车，主机接触器断开时变频器电流能从正常值直接减少到零，并未发现接触器断开时有大电流冲击变频器。

J300日立变频器改动的参数如下：

控制方法A0―4（矢量控制）

电机容量A1―15.0kW（实11.0kW）

电机极数A2―2极

启动频率A4―4Hz

最大频率A5―48.0Hz

最小频率限制A6―3Hz

电子热继电器门限调整A23―85

电子热继电器特性选择A24―0

外部频率设定起点A26―3Hz

外部频率设定终点A27―45.5Hz

动态制动使用率A38―0

运行模式选择A59―2（外部端子控制）

基频设定A62―50Hz

运行方向正反转F4―F

加速时间设定F6―12S

减速时间设定F7―6.5S

运行指令频率指令给定F9―03

电机接受电压F11―380V

6变频器与电机之间加接触器的思考

我们知道所有的变频器的输出电压，都是经过脉宽调制后的系列脉冲波，这个脉冲波的载频可以通过变频器的载波频率参数进行调整设置。

通常其调整范围为3―15kHz，现以10kHz为例计算，变频器输出波形的载波周期为0.1MS，亦即变频器可在接收到停机指令0.1MS时间内关闭其输出电压，而接触器的主触点释放要晚几十毫秒，而不会产生瞬间过电压，并足以击穿模块。

假设在变频器有正常输出电压的情况下，用接触器切断变频器与电机之间连接，确实会产生一定的高压，但这个电压由接触器的主触点承受，并不会击穿模块。变频器的逆变元件IGBT以载波频率导通与截止，与接触器的触点从闭合到断开，并没有多大区别。在有电感接入的串联电路中，谁将电路断开，谁就将承受断开时电感产生的瞬态高压。承受高压的是接触器的主触点而不是变频器的功率模块。（在网上看到）

在变频器与电机间加接触器，通常是变频一拖多，如高层恒压供水或者是为安全设计。如果设计成这样，那一定要保证：接触器不吸合，变频器就无法获得使能信号，接触器要断开，必须先使变频器失去使能信号，才能断开接触器。

7经济效益分析

经过改造后的运行统计，与改造前相比，每年可节约32只碳刷，节约资金近万元；如不加刹车每次跑条盘纸15米以上，改造后跑条6-7米，如每班跑条20次，一台机器每天可节省盘纸近400米，也就是每台机器每年可节约盘纸价值5000元以上，这还不包括滤嘴和水松纸方面的节约费用，每台直流机平均使用寿命10000小时，交流机则可使用25000小时，而不需要更换碳刷，且维护费用低廉。每台直流机价格都在50000元以上，因此，这种改造的价值是很可观的。

8结论

现在，卷烟行业新型设备大多采用交流机替换原来的直流机，交流电机变频调速已成为电气传动的主流，交流调速代替直流调速是技术方面的升级。由于其体积小、重量轻、精度高、通用性强、工艺先进、功能丰富。保护齐全、可靠性高、操作简便等优点，而倍受欢迎。变频调速控制系统是提质降耗、节约能源的理想设备，是未来行业的发展方向。

参考文献：

[1]胡崇岳主编.现代交流调速技术[M].机械工业出版社，1998.

[2]日立J300变频器操作手册.

[3]李方园.变频器应用与维护[M].中国电力出版社，2009.

变频电机范文篇2

【关键词】交流变频器智能仪表节能风机系统

轧机主机电机冷却风机电动机转速不可调，风量大小一般依赖风门闸板调节，由于闸板调节操作困难，风量控制不准等原因，常使直流电动机绕组出现冷却不充分，电机发热严重或冷却过度直流电动机氧化膜建立不好，电机换向困难等问题。为了使大功率直流电动机能够安全、正常运行，同时使其能耗降低以节约成本，对这些风机电动机进行节能改造是完全必要的。

一、改造前存在的问题及系统组成

轧机主机电机风机是由一台75KW的交流电机拖动风机来实现对主机电机进行冷却，只要轧机运行风机电机就一直处于满负荷运行状态。然而，随着轧制的产品不同，主机电机的发热温度不一样，就是轧制同样的产品，随着环境温度的高低和季节的变化，主电机的发热温度也不一样，因此如果风机一直在全速下运行，在主电机发热温度低时造成很大的能源浪费。

二、设备改造内容

改造范围为轧机主机电机风机控制系统。保留风机电机，拆除原风机电控柜设备，新增交流变频器控制柜、交流进线电抗器以及温度传感器等控制设备。

三、具体改造方案

随着电气控制技术的飞速发展，现代调速控制系统已广泛采用全数字系统，运用统一的运行平台、统一的操作模式、统一的技术特点，使之在控制精度、设备故障率、占地面积、系统之间相互信息耦合等方面具有极大的优势。

根据现场的实际情况，考虑到整体投资造价以及系统的先进性与可靠性，对轧机主机电机风机控制系统的改造采用西门子交流变频器MM430为核心的控制系统。

四、系统配置

在主电机正常运行时，为保证主电机散热充分，以主电机的温度为检测对象，根据其温度的高低去控制风机电机的转速。当主电机温度高时，风机电机转速上升，提高风量，快速散热；当主电机温度较低时，风机转速可以降低，维持主电机的设定温度，，同时在现场增加手动―自动功能，故障报警及解除功能。风机电机控制框图见图1。

在控制系统中，风机调速用变频器采用西门子专用风机、水泵MICROMASTER430变频器，MM430对电机变频调速，从而达到保护电机和节能效果。具体配置如下：

交流变频器控制柜一个

交流进线电抗器一台

PT100温度传感器一只

智能控温仪表一台

五、实施方案

为了实现风机自动调速，在主电机的定子绕组上安装PT100温度传感器，作为变频器调速系统的检测元件，将此信号接入智能温控仪表，智能温控仪表将实际温度信号与设定温度信号进行比较，通过PID调节器输出速度给定信号到变频器，调节风机电机转速。

当电机温度高于设定温度时，智能温控仪表通过PID调节器输出速度给定信号变大，提高风机电机转速，增加散热风量，当电机温度低于设定温度时，智能温控仪表通过PID调节器输出速度给定信号变小，减少风机电机转速，降低散热风量，使电机温度保持在设定温度上。为了便于检修、调试，系统可采用手动运行方式，利用电位器来进行手动调节。

为了防止智能温控仪表或温度传感器损坏造成无速度给定信号，使风机停转，造成断风，将变频器电机运行频率最小值设为30Hz，并将变频器故障信号和当实际频率低于最小设定频率故障信号作为综合故障信号发出声光报警信号，提醒值班人员进行相应检查，以确保电动机安全运行。

由于该控制系统采用交流变频器，干扰问题不容忽视，首先要解决干扰问题。变频器干扰主要有：一是变频器中普遍使用了晶闸管或者整流二极管等非线性整流器件，其产生的谐波对电网将产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出部分一般采用的是IGBT等开关器件，在输出能量的同时将在输出线上产生较强的电磁辐射干扰，影响周边电器的正常工作。该控制系统采用输入交流电抗器用于抑制谐波，降低高次谐波对通讯及电网的干扰，同时各种控制电缆及信号电缆采用屏蔽线，减少电磁辐射干扰。

六、结论

变频电机范文

关键词：电机；变频控制；节能技术；应用

中图分类号：TH86文献标识码：A

引言

可持续发展是我国大力推行的发展策略，低碳生活是我国人民未来追求的生活方式，为了达到可持续发展，我国在“十一五”计划中提出了很多可持续发展战略。而进行节能减排其中一大部分就是要对风机、电动机、泵类设备的节能减排，实现资源的合理利用，大力发展交流电机变频调速节电技术。在我国的工农业发展中，应用最多交流电动机是异步交流电动机。而异步电动机存在着很多的缺点，其中功率因数低、调速能力差、能耗高是异步电动机显著的缺点。而实验表明将电动机变频技术应用到异步交流电机中可以很好的解决这些问题，其中最显著的就是解决了异步交流电动机的变频问题，这样可以降低异步电动机的能耗，节约成本，得到更高的经济收益，并且顺应了国家节能减排的可持续发展战略。

一、电机变频控制技术的原理和特点

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=60f/p.（1）

式（1）中：n1――同步转速；

f――电源频率，50Hz；

p――电机磁极对数。

电机转差率用公式表示为：

s=（n1n）/n1.（2）

式（2）中：s――电机转差率；

n――电机转速。

由式（1）和式（2）可以推得：n=60f（1－s）/p.（3）

电机的变频控制的主要特点是可以通过变频器调节输出功率和输出电压的大小，以求确保电能的合理利用。除了这个之外电机变频控制还有以下特点，具备软启动和停止的功能。采用电磁设计，减少电子和和转子的阻值。能够实现平滑的无级变速，保护发电机功能的完善，减少发电机维修所需要的费用。电能消耗少，电能的利用率高。

二、电机变频控制的发展和应用

传统的电机控制中，电机的驱动频率是一定的，不会发生变化的。所以同一个电机在工作时时刻属于同一个驱动频率，但是每一个电机的负载是不断发生变化的，为了能够满足发电机在每一个时刻都能带动负载的运动，电机的驱动频率一般大于大多数时候的负载所需要的驱动频率，这也造成了电机在使用过程中很多的驱动频率都造成了浪费，对于电能造成了巨大的浪费。随着电机的不断发展，变频电机出现了，变频电机能够实现随着负载所需要频率的大小来不断的调整电机的驱动频率，这样做就不会浪费电机的驱动频率，使得电能得到充分的利用。随着我国对于节能减排的需求越来越高，对于电机变频控制技术的开发力度也越来越大，是电机变频控制技术得到不断的完善。并且引用的范围也越来越广泛。

(一)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，这个调速系统具有结构简单，制作便宜的特点。该系统适用于风机等大型的并且对于调速系统的动态性能要求不高的地方。该控制系统是一个开环的控制系统。这个开环的变频控制系统能够满足大多数普通的电机平滑的变速要求，该系统对于动态和静态的性能都是有限的。如果需要提高系统的动态和静态性能就不能采用开环的控制系统了，只能使用闭环的控制系统来进行控制。针对这一点有很多人又提出了控制闭环转差频率的电机调速方式，这种调速方式只有在稳态的方式下才能够成立，也就是说这种系统只能满足转速比较慢的电机的调速。对于转速较快的电机来说采用这种调速系统不但不会实现对电能的合理利用，反而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。因此要想提高变频控制系统对于动态静态的控制性能，继续要解决的一个问题就是如何在动态的情况下解决电机的转矩发生变化的问题。只要解决了这个问题，电机变频控制技术将会进入一个新的发展阶段，能够满足大多数电机的变频控制。

（二）电机变频控制的引用

电机的能耗有百分之七十耗费在了风机和泵类的负载中，因此变频控制电机在这方面具有很大的优点，也就更能体现出变频电机的重要性。比如说没有变频控制的空调，在空调的设置的温度在低于阈值时空调的风路就会关闭，但是这个时候空调的电机还在继续进行运转，这时候的运转完全是在浪费电能。而对于具有变频控制的空调来说，当空调的温度降低时，就完全不必将风路进行关闭，直接可以通过降低电机转速的方式来实现温度的降低。这样就不会造成电机对电能的不必要的浪费，是的电能得到很好的利用。

另外在选择电机时要根据自身的情况选择大小合适的电机，并且尽可能选择性能高的电机。选择大小合适的电机是为了减少电机的浮装容量，减少能量的浪费。同时在平时的使用过程中要对电机进行合理的养护，避免因为不合理的使用电机导致电机在使用过程中造成不必要的电能的浪费。

随着我国可持续发展的要求越来越高，节能减排已经深入人心，为了顺应这一发展形势，更多的电机选用了变频电机。比如说空调，现在所说的变频空调就是采用了变频发电机，在很大程度上进行了节能减排。使用了电机变频技术的空调与没有采用变频控制技术的空调相比大约能够节约百分之二十到百分之三十的电量。从空调节约的电量就可以看出，电机的变频控制技术能够在很大程度上达到节能减排的目的，对于我国的节能减排来说意义重大，完全符合我国可持续发展的战略要求。

结语

改革开放以来我国进入了可持续发展的战略阶段，各行各业都提出了节能减排的要求。我国的电能一直处于匮乏的阶段，为了更好的对电能实现节能减排，逐渐对传统的电机进行了改革，发展成了现在的变频控制电机。电机变频控制技术能够根据负载的需求改变电机的驱动功率，减少了电机运转中不必要的能量损耗。本文对电机的原理、发展和应用进行了分析。

参考文献

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[2]孔昊.刍议电机变频控制节能技术与应用[J].科技创新与应用,2012,27:136.

[3]赵西卫.电机变频控制节能技术及其在我厂的典型应用[A].中国电力企业联合会科技服务中心、全国火电200MW级机组协作会.电厂管理与热工技术经验交流文集[C].中国电力企业联合会科技服务中心、全国火电200MW级机组协作会:,2003:5.

[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.

[5]周雄,赵秀芳,王浩,高凤,吴红波.论变频控制节能技术及应用[J].冶金标准化与质量,2006,05:55-57+60.