1 、引言
      在工厂电力拖动自动控制系统领域中，作为传动源的异步电动机担负着重要的角色，随着科技的发展，现代控制技术应用于电力拖动系统，变频器给传动技术带来了一场革命，已在各行业广泛应用，变频器的高静、动态性能、宽调速范围及无级调速方式等特点远远胜过直流电动机调速。
2 、变频调速的功能特点
      变频调速是异步电动机变压变频调速系统的简称，即改变电机供电电源的电压和频率，以改变旋转磁场的旋转速度，从而使电机的转速得到改变。
      变频调速的功能特点是明显的，如风机、水泵的流量q、压力h、功率p1与电动机转速n的关系如下:q∝n, h∝n2, p1∝n3，因此改变电动机转速即可达到改变流量、压力的目的，又可使输入功率成三次方减少。可见节电效果相当显著。对部分功率有富裕的水泵而言，应用变频调速还可以起到节水作用，从而避免了“大马拉小车”的弊端。
      另外实施变频调速后可使电动机实现平滑启动，从而大幅度降低电动机启动电流，延长电动机和其他电气设备的使用寿命，并减少部分电动机直接起动时对电网造成的冲击。可见，实施变频调速控制的收益是多方面的。
      随着现代科技的高速发展，大部分品牌的变频器已具备热保护、过流保护、短路保护、欠压保护、过压保护、正反转等功能，部分品牌的变频器还具有多路模拟量和数字量的编程输入输出端口、计算机可通过接口及内置pid控制。
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3 、变频调速的应用
      变频调速在工厂电力拖动自动控制系统中的应用实例很多, 大致可分为开环控制和闭环控制，其应用场合较为广泛, 现就西钢的两个变频改造实例分析变频调速的应用及其效果。
(1) 一炼钢厂除尘风机变频改造
      一炼钢厂共有三台250kw的除尘风机，两用一备。根据设定的压力值，通过改变变频器的频率，保证烟道吸力维持在设定值附近。因此，我们对除尘风机进行了变频器一拖一、两台风机工/变频切换的闭环恒压控制的改造方案。其原理如图1所示，图1中qf1、qf2为原有断路器; km5、km6为原有接触器。

                            图1 除尘风机变频调速控制系统
       此方案利用控制回路实现km1与km3互锁、km2与km4互锁、km3与km4互锁，从而满足两台风机同时工频运行、一台工频运行一台变频运行、一台单独工频或变频运行的多种运行方式。闭环恒压控制是通过安装在烟道上的压力变送信号进行反馈，利用变频器的内置pid控制变频器对除尘风机电机进行调速，使烟道中吸力长期稳定在设定值附近，这样可以大大节约电能。
      结果表明经此改造后，节电率大于50%，效果明显。
(2) 二轧厂3#天车大钩提升电机变频改造
      二轧厂3#天车大钩提升电机为45kw的交流绕线式电机，其原有调速方式是采用转子串电阻调速。该调速方式机械特性软，当负载变化时转速波动较大，调速动、静误差大。另外环境因素常会使滑环和碳刷接触不良而触头氧化;起动及变速时的冲击电流也常会损坏滑环和碳刷;经常变速和换向使接触器动作频繁，使其容易损坏，维修量大。
      为减少故障发生，提高生产效率，我们对大钩提升电机采用了变频调速技术取代原有的转子串电阻方式调速的改造方案。其原理如图2所示。

                            图2 3#天车大钩提升电机变频
      采用变频器驱动交流异步电动机，可达到很硬的机械特性，起动、调速、制动都可方便地实现无电气冲击和机械冲击。由于提升电机经常工作在第一、第四象限，尤其工作在第四象限时电机转速与电机转矩方向相反，电机将工作在发电状态。由于变频器的逆变电路存在反向并联二极管，为了降低电机的反电动势，必须增加一套制动单元及制动装置。为保证停车准确及时，防止电气故障停不下车，方案保留了原机械制动装置。 此方案利用变频器的数字端口i/o，其控制电机运转方向和进行多档速度控制以及电气制动，省去原来较多的接触器。 经此方案改造后，设备故障率大大降低，生产效率随之提高，而且节电率高达36.3%，效果明显。
4 、结束语
      采用变频调速能够获得提高产品质量和工作效率，节约能源等社会效益和经济效益。不仅为工厂节约了生产成本，而且大大减轻了维护人员和操作人员的劳动强度。
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