变频器的工作原理中石化蒸馏20040829.ppt

变频器林昌基 变频器是近年发展的新技术 用以改变 大马拉小车 的不利现状 达到降低电耗节能的目的 其原理是利用改变交流电的频率来调整电机的转速 最终达到调节介质流量的目的 交流变频调速器技术是集电力电子技术 微电子技术和信息技术发展的产物 由于变频装置体积小 通用性强 频率范围宽 调速精度高 低频转矩大 保护功能完善 操作简单等特点 应用它可产生节电 增产 降耗 优质的效果 已经成为现代电气传动领域的一个重要组成部分 电动机的工作原理 当转动手柄时 磁铁旋转 鼠笼转子与磁铁发生了相对运动 于是转子中产生了感应电动势和感应电流 一旦转子中产生了感应电流 转子就会立即受到旋转磁场力的作用 于是鼠笼就跟着磁铁旋转起来 电动机的工作原理 电动机的工作原理 定子绕组由三相对称绕组组成 是异步电动机的电路部分 三相对称绕组按互差120度的空间角度依次嵌放在定子铁心的槽内 绕组与铁芯相互绝缘 当给三相定子绕组通以三相正弦交流电时 就会产生一个随时间变化的磁场 同步转速 随时间变化的磁场与转子绕组产生相对运动 使转子绕组产生感应电势 出现感应电流 此电流与旋转磁场相互作用 产生电磁转矩 使电动机转动起来 电机磁场的转速称为同步转速 用N表示 N 60f p r min 转子的实际转速n比磁场的同步转速N要慢一点 所以称为异步电机 这个差别用转差率s表示 s N n N 100 2 当加上电源转子尚未转动瞬间 n 0 这时s 1 起动后的极端情况n N 则s 0 即s在0 1之间变化 一般异步电机在额定负载下的s 1 6 综合式 1 和式 2 可以得出 n 60f 1 s p 3 对于成品电机 其磁极对数p已经确定 转差率s变化不大 则电机的转速n与电源频率f成正比 因此改变输入电源的频率就可以改变电机的同步转速 进而达到异步电机调速的目的 变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的 但是 为了保持在调速时电机的最大转矩不变 必须维持电机的磁通量恒定 因此定子的供电电压也要作相应调节 变频器的工作原理是把市电 380V 50Hz 通过整流器变成平滑直流 然后利用半导体器件 GTO GTR或IGBT 组成的三相逆变器 将直流电变成可变电压和可变频率的交流电 由于采用微处理器编程的正弦脉宽调制 SPWM 方法 使输出波形近似正弦波 用于驱动异步电机 实现无级调速 上述的两次变换可简化为AC DC AC 交 直 交 变频方式 按电压等级分 高压变频器和低压变频器按控制方式分 1 交 交变频器 直接将电网交流电变为可调频调压的交流电输出 没有明显的中间滤波环节 故又称直接变频器 2 交 直 交变频器 将电网交流电经整流器转换为直流电 经中间滤波环节后 再经逆变器变换为调频调压的交流电 故又称间接变频器 根据中间滤波环节不同又分电压和电流型 变频器的分类 变频器的分类按电压等级分 高压变频器和低压变频器按控制方式分 交 交变频器和交 直 交变频器交 交变频器 直接将电网交流电变为可调频调压的交流电输出 没有明显的中间滤波环节 故又称直接变频器 交 直 交变频器 将电网交流电经整流器转换为直流电 经中间滤波环节后 再经逆变器变换为调频调压的交流电 故又称间接变频器 根据中间滤波环节不同又分电压和电流型 交 直 交电压型交变频器主电路结构形式 利用变频器可以根据电机负载的变化实现自动 平滑的增速或减速 基本保持异步电机固有特性转差率小的特点 具有效率高 范围宽 精度高且能无级变速的优点 这对于水泵 风机等设备是很适用的 我国应用的变频器 国外产品以日本富士 三菱牌号较多 台湾普传产品也不少 国内有西普 西安 艾伦 上海 华为 深圳 艾普斯 天津 等厂家的产品均在推广应用 有一台电动机型号为Y160M 4 功率为11Kw 额定电流为22 6安 当频率调整到50HZ时 电机的运行电流为18 5安 采用变频器后 工艺上要求频率调整在23HZ 运行电流为10 13安 根据上述数据 由公式P 3 ICOS 取COS 0 85 0 9P 3 18 5 10 13 380 0 85 0 9 4 21kW年工作时间340 24 7650h年节电4 21 7650 32206 5kWh年节资金7650 5 0 57 4360 8元综上所述 电动机运行时的频率越低节电越多 反之越少 三相异步电动机的使用使用常识 1 电压电压值是指电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压 规程规定额定电压在 5 10 内变化 电压高出或低于额定电压都会造成电机定子绕组发热 2 电流电流值是指电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电流 3 功率与效率功率指电动机额定运行时轴的输出机械功率 输出功率与输入功率不等 其差值等于电动机本身的损耗功率 包括铜损 铁损及机械损耗等 所谓效率就是输出功率与输入功率比值 4 功率因数因为电动机是感性负载 定子相电流比相电压滞后一个 角 COS 就是电动机的功率因数 5 转速电动机在额定工作情况下运行时转子的转速 比同步转速低 由于生产机械对转速的要求不同 需要生产不同磁极的异步电动机 因此有不同的转速等级 三相异步电动机的运行监视电动机的电流电流不得超过铭牌上规定的额定电流 已装电流表的电动机 最好在电流表上画一条红线 以便监视 没有电流表时 可用钳型电流表检查三相电流是否平衡或超栽 还应注意电流的波动情况 如波动超出正常值时 应停机处理 电动机的电压电动机可在额定电压变动 5 10 的范围内运行 轴承的温度温度过高会使润滑油融化和变质 引起轴承损坏 如果轴承漏油 也会引起轴承损坏 根据经验 温度计的温度加10度等于轴承的温度 电动机有无震动 机组声音是否异常 是否出现不正常气味或冒烟等 电动机发出很大的嗡嗡声 说明电动机电流过大或一相断电 眼看 出现摩擦声 说明有扫堂现象 手摸 用一把螺丝刀或一根小铁棍 一端触到轴承盖 一端贴到耳朵上 如果听到均匀的沙沙声 说明轴承运转正常 如果听到咕噜咕噜声 说明轴承中滚珠损坏 如果有丝丝声 说明轴承缺油 耳听 如果闻到绝缘的特殊香味或者出现焦臭味 说明电机长期大电流运行所发出的热把线圈绝缘烧焦 也可能是线圈内部短路 发热严重时 会冒烟 鼻闻 电动机振动声很大 说明地基不稳固 低脚螺丝松动 定子绕组断路或短路 转子断条等 停送电的技巧 操作按钮时用力适当 既要避免用力太小 按钮没按到位 又要防止用力过大 损坏按钮 特别提醒