交流變頻調速的原理及其應用

變頻器的工作原理是把市電（380V、50Hz）通過整流器變成平滑直流，然后利用半導體器件（GTO、GTR或IGBT）組成的三相逆變器，將直流電變成可變電壓和可變頻率的交流電，由于采用微處理器編程的正弦脈寬調制（SPWM）方法，使輸出波形近似正弦波，用于驅動異步電機，實現(xiàn)無級調速。上述的兩次變換可簡化為AC－DC－AC（交－直－交）變頻方式。

圖3

圖4

圖3給出國產(chǎn)（深圳華為）變頻器的原理圖。圖中各組成部分名稱已經(jīng)標出，DSP是微機編程器。

利用變頻器可以根據(jù)電機負載的變化實現(xiàn)自動、平滑的增速或減速，基本保持異步電機固有特性轉差率小的特點，具有效率高、范圍寬、精度高且能無級變速的優(yōu)點，這對于水泵，風機等設備是很適用的。

我國應用的變頻器，國外產(chǎn)品以日本富士、三菱牌號較多，臺灣普傳產(chǎn)品也不少，國內有西普（西安）、艾倫（上海）、華為（深圳）、艾普斯（天津）等廠家的產(chǎn)品均在推廣應用。

3應用舉例——變頻器在地毯制造業(yè)上的應用

　　地毯背涂機是地毯生產(chǎn)中常用的設備，目前國內多數(shù)企業(yè)仍采用單臺異步電機作傳動動力源，由機械聯(lián)接方式運行。雖然工作穩(wěn)定，但難以獲得高質量加工效果。

　　國外有的采用電液傳動、滑差調速或直流調速等，但都有缺點，不能適應環(huán)境條件（防火、防爆、絨毛粉塵等）要求，而采用變頻器及異步電動機調速方式，既便宜，效果又好。圖4給出用變頻器構成的地毯背涂機系統(tǒng)結構圖。

　　本系統(tǒng)是同步控制方式，轉差率為（1～5）％，轉矩曲線較好，地毯背涂膠與進布等各傳動部分同步協(xié)調運行。系統(tǒng)在起動前，指令信號已經(jīng)設定，保證涂膠量和進布速度協(xié)調同步及保證出布和進布之間有一定的張力調節(jié)。

　　本系統(tǒng)選用4極電動機，以利考慮電機的低速轉矩特性，與負載轉矩相匹配。還要求具有線性軟起動功能，變頻器選為5.5kW。

　　涂膠輥的負載特性屬于減速負載，在負載區(qū)段，電機處于發(fā)電再生制動狀態(tài)，所以要選擇帶有再生變流的變頻器或者選擇通用變頻器加制動單元的方法，效果也很好。