變頻調速技術的應用及未來發展趨勢

　　變頻調速由於其優良的調速性能，在許多行業得到了廣泛東元變頻器應用：①工礦企業行車設備變頻調速系統；②發電鍋爐的風機和水泵；③自來水廠、污水處理廠變變頻器頻節電系統；④水泥生產線變頻節電系統；⑤風機、泵高低變頻節電系統；⑥大量的輸送各種工業原料和物資的運輸系統。在實際應用中，由於交流調速技術特別是交-直-交變頻調速不僅具有優良的調速性能，而且還帶來節約能源、減少維護費用、節約占地面積等優點，可程式控制器尤其具有適合在大容量或惡劣工作環境。還有變頻調速以其優異的調速和起制動性能，高伺服馬達效率、高功率因數，廣泛的適用範圍而被國內外公認為最有發展前途的調速方式。下面我們分應用情況來舉例說明。

　　斜井絞車電控系統原來采用的是TKD型轉子串電阻調速方式，此調速方式是靠消耗轉差功率的辦法進行調速，耗能嚴重、效率低、調速特性軟，速度穩定性差，再者，TKD型控制系統也是國家要求強制淘汰的。改造用變頻調速系統是在原提升機的電控系統的基礎上，用變頻調速系統替代原調速系統，同時保留原調速系統，使兩套系統互為備用，以增加系統運行的可靠性。本項目投資總額139萬元，其中各種設備花費的金額如下：高壓電源切換櫃9萬元；變壓器櫃15萬元；聯絡櫃8萬元；變頻櫃(3台)69萬元；通訊控制櫃4。5萬元；換向智能站4。5萬元；BPDKPLC變頻電控(主控台)一套(含後備保護)29萬元。

　　通過對副斜井提升機進行變頻調速改造，實現了動機的軟啟動、軟停止，轉速連續可調，避免電流衝擊，不僅可以提高工藝的高效性，減少機械衝擊，延長機械壽命，節省維護成本，同時和原來的控制系統相比，改造後節電率約為30%，節約能源的效果非常明顯，具有很好的經濟和社會效益。

　　變頻調速技術未來發展趨勢

　　(1)實現高水平的控制。基於電動機和機械模型的控制策略，有矢量控制、磁場控制、直接傳矩控制和機械扭振補償等；基於現代理論的控制策略，有滑模變結構技術、模型參考自適應技術、采用微分幾何理論的非線性解耦、魯棒觀察器，在某種指標意義下的最優控制技術和逆奈奎斯特陣列設計方法等；基於智能控制思想的控制策略，有模糊控制、神經元網絡、專家系統和各種各樣的自優化、自診斷技術等。

　　(2)模擬與計算機輔助設計(CAD)技術。電機模擬器、負載模擬器以及各種CAD軟件的引入對變頻器的設計和測試提供了強有力的支持。

　　(3)縮小裝置的尺寸。緊湊型變頻器要求功率和控制元件具有高的集成度，其中包括智能化的功率模塊、緊湊型的光耦合器、高頻率的開關電源，以及采用新型電工材料制造的小體積變壓器、電抗器和電容器。功率器件冷卻方式的改變(如水冷、蒸發冷卻和熱管)對縮小裝置的尺寸也很有效。

　　(4)高速度的數字控制。以32位高速微處理器為基安川變頻器礎的數字控制模板有足夠的能力實現各種控制算法，Windows操作系統的引入使得可自由設計，圖形編程的控制技術也有很大的發展。

　　變頻調速技術是一項節電效果很顯著的節電安川伺服馬達技術，特別適應變流量或壓力的地點使用，也是當今國家重點推廣和普遍推廣的一項技術。變頻技術在大大小小的場合下都可以使用，只是需要考慮當前的投資效益與規模。