变频器在交流电机调速器方向的应用浅析

变频器在交流电机调速器方向的应用浅析

汪东海 李春锋 贺文举 程洪波

石横特钢集团有限公司 山东省泰安市 271600

摘要：随着时代的快速发展，社会生产力明显提升，而对机械的依赖程度也明显增加。电动机作为社会生产与发展中应用最为广泛的机械，常见的形式之一就是交流电机，这一电机在以往应用中难以有效调速，应用效率难以保证，变频器的出现则能较好的改变这一现状，进而提高交流电机运行效率。本文将结合实际情况，对变频器在交流电机调速器方向的有效应用进行详细分析，以期为今后开展的有关工作提供借鉴与参考。

关键词：变频器；交流电机；调速方向；应用

变频器的主要作用是为了让交流电机在使用的过程中具备改变频率与电压，借此实现对交流电机工作频率的有效调节，确保交流电机的应用能够更加符合实际生产需求，提高生产效率，为生产制造业今后的发展奠定基础。因此，联系实际分析变频器在交流电机调速器方向的应用是十分必要的。

1. 交流电机变频调速器的发展

在现代科技下，原有的生产模式、生产机械已然无法完全适应时代发展，为社会生产力的稳步提升带来一定负面影响。虽然在以往，交流电机也是一种较为常见的形式，但由于交流电机往往难以自主调控速度，无法将其有效应用于实际生产中。变频器的有效应用，使交流电机能够实现自主调频、调整功率，且在大规模集成电路、计算机控制技术不断发展的情况下，交流电力拖动系统具有较大的调速范围、动态响应、四象限、可逆运行等诸多良好技术性能，为交流电机变频调速器的发展创造了有力条件，并最终形成性能良好的推动性机械设备。在实际应用的过程中，往往具有价格低、重量轻、维护方便等诸多优势，与直流电机相比，功率、转速、电压的允许值都较高，相对之下具有明显优势。因此，在今后发展的过程中，需要善于利用交流电机自身的特点与优势来构造机械，将机械功率调整至最大化，全面提高生产力^[1]。

2. 变频器在交流电机调速方向的有效应用

基于上述分析，变频器的应用为现代交流电机变频调速创造了有力条件，而在研究的过程中也不难发现其为交流电机带来的诸多优势，需要结合具体情况，加以合理化应用。

1. 容量选择

为了保证用户能够切实的根据自身需求选择变频器，在说明书中会有“配用电动机容量”方面的解读，然而其中的内容、含义不够明确，导致用户容易出现误选的情况。因此需要从实际角度出发，对容量加以选择，保证变频器与交流电机的相适应性。在生产中，交流电机的容量往往是根据发热原则来选定的，这也就意味着，在电动机带得动的前提下，只要其温升在允许范围内，短时间的过载是允许的。根据现下我国电动机的过载能力来看，通常额定转矩在1.8~2.2倍之间，随着交流电机温度的上升，“短时间”这一笼统概念可以被理解为是十几分钟，而变频器的过载能力能达到每分钟150%，对于交流电机发动而言有着重要意义。然而，在现实使用过程中却不允许载。因此，在选择变频器时，可以根据交流电机在工作中会产生的最大电流进行选择，若是鼓风机、泵类负载这一类长期核定负载，则是可以根据说明书中“配用电动机容量”的有关内容来进行选择。

2. 传动系统优化

为了保证交流电机在应用变频器以后，工作效果能够达到预期要求，除了要科学进行容量选择，还需要优化传动系统。首先，应收确定交流电机的最高运行频率。主要目的是为了充分了解各项数据，确定参数，鼓风机、泵类负载要求阻转矩TL与转速n的平方成正比TL=KTn2，输出功率PL与转速的在次方成正比PL=KPn3；机械的强度、耐磨性能、振动等在，应不超过3000r/min，这一数值将成为设计需要遵循的首要前提；容易交流电机处于额定功率以上运行，受到电压电源恒定因素的影响，在调到fx时电磁转矩Tx近乎和频率调节比Kf的平方成反比，要求最高运行频率不能超过额定频率；低频运行时交流电机需要就镍产能转矩补偿才能满足运行需求，因此若是情况允许应尽可能的提高运行频率的上限^[2]。

其次，确定传动系统的传动比并校核电动机的容量。传动系统的传动比通常需要考虑到横转矩负载、恒功率负载两个方面的问题前者应根据有效转矩线以及所有要求的频率调节范围，确定最高与最低频率，后者则是需要结合有效功率线、频率调节范围，计算、确定交流电机运行频率上下限。考虑到负载的机械特性，以及恒功率负载，曲线上的任何一床刹那横坐标与纵坐标乘积均相等，且与负载功率成正比，所需的电机容量就需要经过精确计算，而经过计算则不难发现，最高运行频率为额定功率2倍、传动比只有一档时，所需用容量只要大于负载功率的On/2倍即可；当最高运行频率为额定频率的 2 倍，传动比为两档时对于恒功率负载，当αn>4时能够较好满足生产需求。

最后，自配外接制动电阻。不同类型的变频器都允许存在外接制动电阻，能够有效加快制动速度，为了实现自动配置，直流电路电压值可以控制在UP=×380=53V；制动电流Is通常不应该超过交流电机的额定电流，即为Is≤IDN，故制动电阻Rs≥UD/Is。由于在Rs内通过的电流时间只有几秒中，因此功率可以按照工作时间来进行选择，在接入Rs时，应注意调整变速器内部制电阻，做切除处理，若无法完成切除，则应该增加Rs的数值，避免出现制动电流过大的情况影响交流电机运行。外接制动电路时，也应充分考虑到变频器内部放电用大功率晶体管出现烧毁情况，也可以将整个制动电路外接。

结束语：

综上所述，综合现如今我国在电力技术方面的发展情况来看，变频器在交流电机调速方向上的应用，为交流电机变频调速技术的整体性发展带来了突破性进展，如何合理的利用变频器、使其自身的积极作用充分发挥，成为现阶段必须要重点考虑的问题之一。因此，在实际应用中要从容量选择、传动系统优化两个方面着手进行应用与研究，提高交流电机运行效率。

参考文献：

[1]王卉.PLC与变频器交流电机调速控制系统[J].信息技术与信息化,2019,(8):68-70.

[2]张 胜.交流电机变频调速器的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2018,(19):5035.

[3]廖腾勇.特殊环境下自动收放系统的设计[J].舰船电子工程，2017（11）. [4]徐科军.传感器与检测计数[J].北京电子工业，2018（32）. [5]温江，张忠海.变频器在交流电机调速系统中的应用[J].一重技术，2017（26）.