目录 第一章概述1 1.1本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述1 1.2变频调速技术简介3 1.3变频调速技术的应用4 第二章系统的元器件配置6 2.1变频器的合理选用6 2.2变频器箱体结构的选用6 2.3变频器功率的选用7 2.4根据变频调速控制系统的控制方式选用通用变频器8 2.5根据负载类型选用8 2.6 SJ100变频器11 2.7时间继电器14 2.8热继电器JR36介绍18 2.9 JZC1接触器式继电器20 2.10交流电动机的旋转原理21 2.11交流变频调速技术24 第三章系统的工作原理28 3.1系统总体的工作原理28 3.2系统具体的工作原理28 第四章电机控制配件31 4.1元件介绍31 4.2动态制动32 第五章变频调速系统的前景展望34 5.1全数字化控制系统35 5.2 PWM技术35 5.3高压大容量交流调速系统36 致谢37 参考文献38 附图1 39 附图2 40 附图3 41 2.4根据变频调速控制系统的控制方式选用通用变频器 由通用变频器和异步电动机构成的变频调速控制系统主要有开环控制和闭环控制两种方式： (1)开环控制方式。一般采用普通功能的U/f控制通用变频器或无速度传感器矢量控制通用变频器，开环控制方案结构简单、运行可靠，但调速精度和动态响应特性不高，尤其是在低速区域显得尤为突出，适用于一般精度要求的场合。 (2)闭环控制方式。一般采用带PID控制器的U/f控制通用变频器或有速度传感器矢量控制通用变频器组成，适用于温度、压力、流量、速度、张力、位置、pH值等过程参数控制的场合。采用有速度传感器矢量控制通用变频器需要在异步电动机上安装一个速度传感器或编码器，其输出量输人到变频器中构成闭环系统。它是一种较理想的控制方式，调速范围可达1:1000甚至更高，可精确地进行转矩控制，系统的动态响应快、性能好，适用于特殊精度要求场合。 2.5根据负载类型选用 负载种类不同其转矩T与转速
n的关系亦不同，选用通用变频器时应根据负载特性正确选择。生产机械的特性通常分为恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵类降转矩负载恒转矩负载特性的通用变频器可以用于风机、水泵类负载，反过来，降转矩负载特性的变频器不能用于恒转矩特性的负载。对于恒功率负载特性是依靠U/f控制方式来实现的，并没有恒功率负载的变频器，有此通用型变频器各种负载都适用。 2.5.1降转矩负载 在各种风机、水泵中，随着叶轮的转动，流体在一定的速度范围内所产生的阻力大致与速度的二次方成正比，转矩按转速的二次方变化，负载功率按转速的三次方成正比变化。当所需风量、流量减小时，利用通用变频器调速方式来调节，可以大幅度地减少电能消耗，这种负载特性称为降转矩特性。由于高速时所需功率与速度的三次方成正比，所以不应使风机、泵类等降转矩负载超过工频运行，而以略低于工频运行为好。在运行频率低干5OHz以下时，异步电动机很难达到额定输出转矩，而风机、泵类负载在低速运行时所要求的转矩也相应降低，正好适应于采用通用变频器驱动通用异步电动机在低速运行时输出转矩下降的特点，所以通用变频器用干风机、泵类负载的调速是非常适合的。实际应用中应注意以下几点: (1)通用变频器的上限频率不要在接近5OHz附近运行，否则会引起功率消耗急剧增加，失去应用变频器节能运行的意义。另外，风机、泵类负载和电动机的机械强度及通用变频器的容量都将不符合此条件下安全运行要求。 (2)一般风机、泵类负载不宜在某一低频以下运行，以免发生逆流、喘振等现象。另外，如果确需在低频下长期运行，应在确保不发生喘振、逆流等现象的前提下，使电动机的温升不超过允许值，必要时应采用强迫冷却措施。 (3)在满足异步电动机起动转矩的前提下，应尽量采用节能模式，以获得更大的节能效果对干转动惯量较大的风机、泵类负载，应适当加大加减速时间，以避免在加减速过程中过电流保护或过电压保护动作，影响正常运行。 (4)对于空压机、深井水泵、泥沙泵、音乐喷泉等负载需加大变频器容量。 2.5.2恒转矩负载 恒转矩负载的输人转矩基本上与转速无关，任何转速下转矩总保持恒定或基本恒定。变频器拖动恒转矩负载时，低速下的转矩要足够大，要有足够的过载能力。如果需要在低速下稳定运行，应该考虑异步电动机的散热能力，避免温升过高。恒转矩负载采用通用变频器控制时，应注意以下几点: (1)由于恒转矩负载类设备都存在一定静摩擦力，有时负载的惯量很大，在起动时要求有足够的起动转矩，因此要求变频器有足够的低频转矩提升能力和短时过流能力。但当低速时负载较重的情况下，为提高转矩提升能力而把电压补偿过高，往往容易引起过电流保护动作。选型时应根据实际情况适当提高变频器的容量，或者采用具有矢量控制或直接转矩控制的通用变频器。 (2)对于恒转矩负载需要长期在低速下运行时，电动机温升会增高，输出转矩会下降，必要时应换用变频器专用电动机或改用6、8极电动机。 (3)对于升降类恒转矩负载，起动时冲击电流大，在其下降过程中需要一定的制动转矩，同时会有能量回馈，因此要求变频器有一定裕量。通用变频器本身提供的制动转矩往往不能满足要求，必须外加制动单元。对于负载时重时轻的机械，应按照重负载的情况来选择变频器容量。对于大惯性负载，起动时可能会发生振荡，电动机减速时有能量回馈，应选用容量稍大的变频器来加快起动，避免振荡，配合制动单元消除回馈电能。 2.5.3恒功率负载 恒功率负载的输人转矩大体与转速成反比，这类负载随着电动机转速下降输出转矩反而增加，即在调速范围内，转速低力矩大、转速高力矩小，电动机的输出功率不变，称为恒功率负载。如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载一致时，即所谓“匹配”的情况下，电动机的容量和变频器的容量均最校在恒功率负载设备上采用变频器时，为了不过分增大变频器的容量，又能满足恒功率的要求，一般采用以下方法: (1)当在整个调速范围内可分段进行调速时，可以采用变极电动机或机械变速与通用变频器相结合的方法。 (2)如果在整个调速范围内要求不间断调速，则在异步电动机的额定转速选择上应慎重考虑在异步电动机的机械强度和输出转矩能满足转速的要求时，尽量采用6、8极电动机。 通过对前面变频器的比较选本设计选用SJ100变频器。