变频技术

恒转矩类负载变频改造的节能估算

对皮带机等恒转矩负载类，有　　(8-3)电动机输入功率与转速一次方成正比，采用变频调速后节省的功率可由式(8-4) 计算：　　(8-4)节电率如式(8-5) 所示：　　(8-5)由式(8-5) 可知，节省的功率与系统调速前后的速差成正比，速差越大节能越显著。恒转矩负载变频调速一般都用于满足工艺需要的调速，不用变频调速就得采用其他方式调速，如调压调速、电磁调速、绕线式电动机转子串电阻调速等。由于这些调速是耗能的低效调速方式，使用高效调速方式的变频调速后，可节省因调速消耗的转差功率，节能率也很可观。

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变频器外接继电器的正转控制电路

变频器外接继电器正转控制电路如图2-33 所示。电动机启动与停止由正转按钮 SF 和停止按钮 ST 控制继电器 KA 实现。在接触器 KM 未吸合前 KA 不能接通，防止先接通 KA 的误操作；而 KA 接通后其动合触点 KA 使动断按钮 SB1 失去停机作用，确保只有在电动机 M 先停机的情况下才可使变频器切断电源。图2-33 变频器外接继电器正转控制电路图

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变频器外围设备中的交流电抗器

交流电抗器又叫 AC 电抗器、电源协调用交流电抗器，主要功能是防止电源电网谐波干扰。要求其自身分布电容要小、自身谐振点要避开抑制频率范围，能使干扰电压减小，但又保证工频电压降到 2% 以下时功耗要小。建议在下列情况下使用交流电抗器：①变频器所用之处电源容量与变频器容量之比为 10:1 以上；②同一电源上接有可控硅负载或带开关控制的功率因数补偿装置；③三相电源电压不平衡度较大（≥3%）；④需改善输入侧功率因数（功率因数可增加到 0.75～0.85）。图3-4 交流电抗器这里推荐日本安川电机生产的交…

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电磁调速系统变频改造的节能估算

电磁调速系统由笼型异步电动机、转差离合器、测速电动机与控制装置组成，通过改变转差离合器励磁电流实现调速。转差离合器本身损耗由主动部分风阻、摩擦损耗及从动部分机械摩擦损耗产生。若考虑这些损耗与转差离合器励磁功率相平衡且忽略不计，则输入、输出功率可由式(8-6)、式(8-7) 计算：电动机轴输出功率 P1=T1n1（8-6），式中 T1 为电动机输出转矩、n1 为输出轴转速；转差离合器输出功率 P2=T2n2（8-7），式中 T2 为转差离合器输出转矩、n2 为输出轴转速。电动机输出功率即转差离合器…

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变频器外接 PLC 的正转控制电路

许多场合变频器控制电路与 PLC 相结合十分方便。一般来说单独正转控制电路没必要通过 PLC 控制，但作为复杂控制电路的基本单元则并不罕见。变频器外接 PLC 正转控制电路如图2-34 所示，图2-34(a) 为控制电路：输入侧用旋钮 SA1 使 PLC 开始运行；按钮 SB1 使接触器 KM 动作、SB2 使 KM 失电释放；旋钮 SA2 使变频器 VF 开始工作。图2-34 变频器外接 PLC 正转控制电路图VF 跳闸后保护触点“30A-30B”接至 PLC 的 X3 和 COM 之间，一旦…

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变频器外围设备中的交流接触器

CJX1（3TB）系列交流接触器外形如图3-5 所示。图3-5 CJX1（3TB）系列交流接触器外形图CJX1（3TB）系列交流接触器适用于交流 50 Hz 或 60 Hz、电压至 660 V、额定电流至 630 A 的电力线路，供远距离频繁启动、控制电动机及接通与分断电路用；经加装机械联锁机构后组成 CJX1 系列可逆接触器，可控制电动机启动、停止及反转。该接触器是引进德国西门子公司制造技术的产品，性能等同于 3TB、3TF。接触器为双断点直动式结构，具有三对动合主触头，辅助触头最多为 2 动…

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液力耦合器调速系统变频改造的节能估算

如图8-1 所示，液力耦合器通过控制工作腔内工作油液动量矩变化来传递电动机能量：电动机经液力耦合器输入轴拖动主动工作轮、对工作油加速，被加速工作油再带动从动工作涡轮、把能量传递到输出轴与负载。液力耦合器有调速型与限矩型之分，前者用于电气传动调速、后者用于电动机启动（系统中的液力耦合器在电动机启动时起缓冲作用）。由于液力耦合器结构与电磁转差离合器类似，仿照电磁调速器效率计算方法，如式(8-8) 所示液力耦合器效率也正比于输出转速，输出最大转速时效率理论值为 95%。转速下降时输出功率成比例下降、而…

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变频器外接 LOGO! 的正转控制电路

采用简单可编程控制器 LOGO! 来实现变频器外接正转控制的电路如图2-35 所示。图2-35 变频器外接 LOGO! 正转控制电路图电路如图2-35(a) 所示：按钮 SF 和 ST 控制接触器 KM 接通与切断变频器 UF 电源；旋钮 SA 控制 UF 中 FWD 与 COM 接通与断开，从而控制电动机启动与停止；指示灯 HL1 表示变频器电源接通、HL2 表示电动机运行、HL3 表示变频器发生故障。LOGO! 功能模块图如图2-35(b) 所示，说明如下：（1）输出端 Q2（控制 KM）。…

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变频器外围设备中的 EMI 滤波器

EMI 噪声滤波器又叫电源滤波器，简称滤波器，其外形尺寸如图3-6 所示。其作用是抑制从金属管线上传导无线电信号到设备中，或抑制干扰信号从干扰源设备通过电源线传导。对变频器而言，是抑制干扰信号从变频器通过电源线传导到电源或电动机中。在电磁强度较弱的地区使用变频器时，其效果十分明显。EMI 滤波器机械参数见表3-6。图3-6 EMI 滤波器外形尺寸表3-6 EMI 滤波器机械参数表

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绕线式电动机串电阻调速系统变频改造的节能估算

绕线式电动机最常用改变转子电路串接电阻的方法调速。随转子串接电阻增大，不仅可方便改变电动机正向转速，在位能负载时还可使电动机反向旋转和改变反向转速，因此该调速方式在起重、冶金行业应用较多。对绕线式电动机，无论在启动、制动还是调速中，转子串电阻方式均会带来电能损耗，这种损耗随转速降低、转差率 S 增大而增大；另外随串接电阻增大，机械特性变软。绕线式电动机输入的电磁功率如式(8-11)：P1=P2+Ph，式中 P2 为电动机输出功率、Ph 为电动机转子电阻上消耗的转差功率。又 P2=P1(1-S)　…

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