电机拖动中变频调速技术的应用研究

1、    电机拖动中变频调速技术的应用研究    梅正茂【摘 要】随着国家的快速发展，电力资源在我国经济发展中具有重要作用，电气化程度也是衡量国家经济发展水平的一个重要指标。电机拖动中的变频调速技术促进了电气化水平的提升，变频调速技术是依据工业用电需求对电机拖动的运行状态进行调整，让电机拖动效率提升，本文分析了电机拖动中变频调速技术的应用。【关键词】电机拖动；变频调速技术；应用引言现实中，从节能降耗和智能控制的角度出发，变频调速技术在实际中得到了广泛应用。所谓变频调速技术就是对电机的电源频率进行调整，从而使其工作转速进行改变。与传统电机只能定速运行的模式不

2、同，变频调速技术彻底了改变了电机的运行模式，使电机可以在拖动负载没有任何改变的情况下，就能针对工艺的优化调整需求对转速输出进行改变，进而达到提升运行质效的目的。经过多年的发展，变频调速技术已经衍生出了多种控制形式，比如矢量控制、模糊控制等等，而且表现出了巨大的应用优势。鉴于变频调速技术的应用优势非常明显，可以预见到，其未来必将在电机拖动中得到更加广泛的应用。1变频调速技术的概述1.1变频调速技术的理论基础现代化的变频调速技术中虽采用了多种技术成果，但最根本的还是电机学原理。通过采用电机学的相关理论进行分析可知，如果一台电机定子绕组的磁极对数已经给定，那么对其转速进行改变，就只能依靠改变电源频率

3、的方式来实现。这也就意味着电机电源的频率和转速之间存在着对应关系。一般而言，随着电源频率的增高，转速也会增大，即电源频率和转速之间呈现出正相关的关系；反之，如果要降低电机的转速，那么也可以通过降低电源频率的方式来实现。由此可见，我们只需要对电源的频率进行调节，就能实现改变电机转速的目的。1.2变频调速技术的优势分析在过去相当长的一段时间内，电机主要采用的是自流驱动，比如广泛应用于煤矿生产等领域的电机。在自流驱动下，自流串激电机虽然表现出了良好的牵引性，但也存在一定的缺陷，比如随着电机负载转矩的增加，转速不得不降低。在变频调速技术还未出现应用前，这种情况只能依靠以下两种方式进行调节：一是在主回路

4、上串电阻；二是使用自流斩波器。这两种调节方法在实践应用中都表现出了一定的缺陷。比如主回路串联电阻虽然实现方式简单，但会产生较大的能耗，而自流斩波器虽然在一定程度上改善了能耗较大的问题，但自流电机的固有缺陷始终没有得到真正意义上的改善。变频调速技术的出现使得以上问题得到了较好的解决，并且具有以下优势：第一，维护工作较简单，不需要占用较长时间，而且維修的间隔频率可适当延长；第二，启动转矩较大，并且拥有极佳的调速性能；第三，具备较强的节能降耗特性，可以大大降低运行成本；最后，采用变频调速技术时，其速度改变的过程非常平稳，对电网的冲击影响几乎可忽略不计。综上可知，变频调速技术具备极大的应用优势，其未来

5、必将在电机转速调节和控制领域得到更为广泛的运用。2变频调速技术在电机拖动中的应用该技术在电机拖动（如图1所示）中应用较多。电机拖动可以通过自身的电压对电流的电压数值进行控制输出，进而实现对整个系统运行的调控。在电机拖动中采用变频调速技术，可以对运行方式的改变进行优化，并且提供更优的电磁兼容条件。同时，在采用变频调速技术对给定速度进行设定时，可以通过读取到的拖动电压来对速度的改变进行控制。变频调速技术在电机拖动中的应用具有很多优势，比如较好的平滑性、控制范围比较大、能够对电机拖动性进行完善和优化等。现实中，该技术在电机拖动中的应用主要体现在两个方面，一个是无功补偿，一个是负载标准，下面将对这两个

6、方面进行详细讨论。2.1无功补偿实际中，当我们在电机拖动中采用了变频调速技术时，一般都会附带设计有无功补偿，这有利于提升供电效率。通过对负荷变化进行合理运用，可以在电机拖动中对变压器和运行线路进行损耗补偿。在电机拖动中采用变频调速技术具有很多积极作用，能够根据实际的应用需求和技术标准选择采用合适的无功补偿装置，从而使电机拖动的功率因数获得有效提升，这样就能在很大程度上消除因电机拖动而产生的电能损耗。当然，对无功补偿装置的选择使用也必须做到充分重视，一方面要满足实际需要，另一方面还要在拖动中对投切的电抗器和电容进行分析，使无功补偿装置与拖动条件相符。因为无功补偿需要满足就地平衡的原则，所以在应用

7、变频调速技术时，就应该采取分层分区的应用策略，确保实现对电机拖动速度的正确、有效调节。2.2负载标准电力系统的电机设备中安装了大量的半导体器件，此类器件很容易出现发热问题，而且发热的时间非常短，短期就会引起热负荷超载的情况，不利于电机拖动的安全性。半导体器件在电机中的发热问题，与电机拖动的速度存在直接的关系，使用变频调速技术时，应该注意变频调速的负载标准，以此来预防热负荷超载的问题，完善变频调速技术在电机拖动中的应用。变频调速技术应用中，应该根据电机拖动的实际情况规划出负载标准的类型，如：变频调速控制下的电机拖动运行，额定输出等于完全的电流输出值，此类状态下不会有负荷过载的问题；电机拖动应该在

8、连续的状态下输出基本负载电流，负荷过载的比例是50%；其他状态下的电机拖动负载时间较长。分析负载标准时，主要以前两种情况为主安排变频调速技术的应用，严格按照电机拖动的机械负载性能明确变频调速的范围，准确选择变频器。3提高电机拖动变频技术可靠性的方法将变频调速技术应用到电机拖动中，要经过变频器为载体的，要想让电机拖动保持稳定，需要促进变频器可靠性的提升。温度会直接影响到变频器的可靠性和运行性能，如果变频器的温度太高就会限制变频调速的作用，不能保证电机拖动高效的运行。提高电机拖动变频技术可靠性的方法有：（1）在电机拖动中应用变频器要选择大功率的，依据空气冷却原理进行，在变频器上部安装换气扇，具备换

9、气的作用，可以让周围的热空气对流，排到室外，以此达到对电机拖动变频调速温度和环境的优化。（2）电机以及变频器所在的环境是封闭的，要散热就需要通过室内空调来进行，在封闭的环境下，变频器的电机拖动中的运行温度需要控制好，需要控制在50摄氏度以内，在柜内安装好空调设备，通过机械让温度降低，对柜内温度进行控制，在安装空调时还要选择好位置，减少空调在运行中发出的噪音，避免限制电机拖动运行的情况出现。（3）在对变频器进行降温时，需要规范的对通风管道的设计，促进降温速率的提升，在选择变频器时需要科学的进行选择，各方面要和电机拖动的要求相适应。结语电机拖动运行中应该选择合适的变频调速装置，以便发挥变频调速技术的作用。变频调速技术改善了电机拖动的运行方式，调整电机拖动速度的同时也能降低运行能耗，合理规划好变频