一.系统概述

　　工矿企业中，电动机是应用最广、数量最多的电气设备之一，电动机的运动及控制与企业的产品质量和效益密切相关。

　　过去电机调速多采用直流调速系统，其优点是调速易于实现，性能好，缺点是电刷打火、维护困难、使用环境条件受限制。由于交流电机能克服直流电机的固有缺点，所以人们一直想以交流调速代替直流调速。随着电力电子技术的发展，促进了交流调速技术的发展，交流变频调速装置的产品化，不仅发挥了交流调速的优点，而且很好地解决了交流电机调速性能不好的缺点，使交流电机调速不断完善，在不久的将来，大有完全取代直流电机调速的可能。

　　交流变频调速技术是电力电子技术、微电子技术、控制技术等高科技发展的产物。变频调速的主要工作原理是：通过微电子器件、电力电子器件和控制技术，将供给电机定子的工频交流电源经过二极管整流成直流，再由GTR、IGBT、IGCT等逆变为频率可调的交流电源，此电源再拖动电机和负载。交流电机变频调速在频率范围、动态响应、调速精度、低频转矩、输出性能、功率因数、工作效率、节电降耗、使用方便等方面是以往传统交流调速方式无法比拟的。它以体积小、重量轻、通用性强、工艺先进、保护功能完善、设计思想丰富、可靠性高、操作简便等优点，深受电力、冶金、矿山、石油、化工、自来水等行业的欢迎。

　　二.交流变频器特点

　　根据工艺需要，可实现交流变频器对电机的V/F开环控制、闭环矢量控制、闭环速度控制、闭环转矩控制等一系列广范围的控制连接，具有节能、环保、自动化的特点，被广泛应用于各行各业。变频器的优点如下：

　　1、 能减少功耗，降低成本。当电机采用变频器控制后，可根据工艺要求，降低工作频率，即电机并未达到额定功率，长此以往，节能效果十分明显，大大节省了企业用电成本。

　　2、 采用变频器控制后，提高了电机的功率因数，降低了电机定子工作电流，系统的各环节参数稳定。由于电机的转速普遍下降，电机运行状况明显改善，延长了设备的使用寿命，降低了设备的维修费用。同时，由于变频器启动和调速平稳，减少了对电网的冲击。

　　3、 如系统采用闭环控制，参数超调波动范围小，偏差能及时进行调节控制。变频器的加速和减速可根据工艺要求自动调节，控制精度高。

　　4、 变频器是一种高科技的电力电子设备，具有完善的电气保护功能，如过流、过压、失速、欠压、短路、过载、堵转等，能快速保护电机不被烧坏，延长水泵寿命，提高电机运行的可靠性。

　　5、 变频器内的控制核心是单片机，具备实现自动化控制的功能，不需要增加其他复杂的控制设备，可使控制电路简单、可靠、容易维护。

　　三.变频调速设计原理

　　电机控制系统中使用变频调速技术，即可实现交流变频器对电机的V/F开环控制、闭环矢量控制、闭环速度控制、闭环转矩控制等控制方式，而大部分是采用闭环速度控制，即自动采集外界条件的变化如压力等信号通过PID调节来改变变频器的频率值，以达到调速目的。变频调速控制系统原理框图如图所示。

　　系统主要由电机、变频调速器、压力传感器、PID控制器四部分组成。

　　系统控制过程：由压力传感器采集供水管压力，并转换成与之相对应的0—5V(或4～20mA等)标准电信号，送到PID控制器，与工艺所需的设定值进行比较，得出偏差。其偏差值由PID控制器按预先规定的调节规律进行运算得出调节信号，该信号经过处理后送到变频器，从而使变频器将输入为380V/50Hz的工频交流电变成输出为0～380V/0～50—60Hz连续可调电压与频率的交流电，直接供给水泵电机,实现水泵电机的变频调速运行,从而获得稳定的压力。

供电电压及输出功率	380~500V，2.2KW~500KW
	525~690V，2.2KW~500KW
控制方式	V/F开环控制，闭环矢量控制，闭环速度控制，闭环转矩控制
冷却方式	风机强制通风冷却
湿度范围	相对湿度≤85﹪，不允许有凝路
防护等级	IP20~IP54

　　应用实例：