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【基础知识】变频器为什么要调速

来源:互联网 日期:2017年2月27日 11:12

人类调速的历史

从蒸汽机到内燃机,再到电动机,人类一直在研究调速的问题。直到现在,人类还是认为最适合调速的还是电动机,并且解决了交流电动机的精确调速问题。将电能转换成动能听起来似乎不是什么太复杂的问题,但是,人类对电能转换成动能的结果要求在不断提高。包括调速的精度和灵敏度,包括调速对电动机扭矩的影响。20世纪初人类已经开始研究PID调速理论(比例-积分-微分控制),这是自动控制理论向纵深发展的标志。然而,调速最终还是要依赖于电子技术。从晶体管到集成电路,从模拟电路到数字电路,从可控硅到大功率高频率的绝缘栅双极型晶体管IGBT,IGBT已经可以耐上千伏的高压和低于20ns的开关速度。现代调速已经步入数字化、智能化、系统化的阶段。各种过程控制已经形成自己的智能芯片,我国在郑州已经生产高铁的专用控制芯片,可耐压6500伏,有人称高铁的CPU。

为什么要调速

说一个生活中最常见的例子:电梯。一个被精确和灵敏控制的直梯,它的运行平稳而高速。一台高质量的电梯可以在几秒钟内平稳地从一层到三十几层。它的启动和制动都不会给人带来不适。一个扶梯可以在没人乘用时而自动降速或停止,当人走近它时,它会平稳启动。在冶金、石油、化工、纺织、电力、建材、煤炭等行业;在航天、航海、航空、交通运输行业;在能源、发电、水力等行业;甚至在家电行业都可以看到调速的环节。调速的目的就是:要达到预期的速度,要有准确的精度和响应时间,要有稳定的控制和必要的扭矩,要高效和节能。

变频调速的优点

人类为了实现调速经历了一百多年的研究,从数学模型到控制理论,从电子技术到计算机技术。人类最终发现变频技术最具有综合优势。

1、无级平滑大范围调速。可实现20:1的低负载运行。

2、启动电流小,扭矩大。大家会明显感觉电力轨道车辆的启动扭矩要远远大于内燃机车辆。

3、数字化控制。可以通过数字化设备如PLC、计算机来控制速度。

 

4、节能高效。目前大部分城市供水都使用变频控制的“恒压供水系统”,使用变频器对三台或多台水泵控制,当在用水高峰时,可以几台水泵同时投入使用;当在夜间用水平峰时,可以自动关闭水泵,保持一台水泵低速大扭矩运行。现在看不到高楼供不上水的现象了,这都是运用变频调速技术的原因。

 

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