变频电源范文

变频电源范文第1篇

3.1、控制系统：

采用32位基于ARM核心的STM32F103ZET6芯片，功能强大，支持多种数据接入及输出、台湾百扬扫描器、广州致远热敏型微型打印机及GPRS通信模块、128*64点阵液晶显示屏。 3.2、箱柜通过GPRS无线收发模块与服务器连接 3.

3、为了提高柜子的利用率，门和物品是动态分配的;

3.4、箱体采用环保整体塑料内胆，保温层进行聚氨酯发泡，整体柜门内嵌密封条，与柜体结合完好，整体保温性能良好;

3.5、柜体内整体所料内胆两侧有凹槽，可以插入托盘放置冰排，方便每次更换，以便于清洁维护;

3.6、柜体背面提供外接AC220V电源接口;

3.7、采用备用电源在停电或电网电压波动大的情况下，机器可自动接上备用电源或对电源进行调节，停电后使用备用电源可正常工作不少于5小时。

3.8、独有的电控锁安装设计，具备防撬、防插等功能，同等箱数、同等容积的条件下，空间利用率最高，可大大减少场地占用费用。

现状

智能快递柜行业在国内兴起的时间已有两年由余， 第一批从事智能快递柜的企业因为早期盲目圈地没有足够的设备投放，设备分布太分散导致运营成本过高，快递公司和快递员普遍不买单，随之而来的是资金量断裂，彻底进入痛苦期。尽管如此，大家对行业的热情依然高涨，前仆后继。对于智能快递柜本身而言个人觉得无论是行业还是个人对其定义都是比较狭隘的，单纯将其归纳入快递末端派件或者未来增加揽收的功能而已。对设备的相关指标各自持不同意见，事实上设备早在十年前已经开始在德国但是和流行起来，部分指标是值得参考的。至于说设备的运营板块，行业还是相对比较模糊。 第一点:弄明白智能快递柜真正的定义

对于智能快递柜的字面释义： 理解为通过智能手段将传统的需要配送、交接和寄存的某些特定物品在用户自由的时间送达用户手里，安全有效高效智能的一种柜子。因此它与传统意义上的用于解决快递末端配送问题的释义大不相同。定义更为广泛，视野更加开阔，他不是因为快递问题集中爆发而产生而是因为用户和人们对生活品质的追求越来越高和对个人隐私的保护要求愈来愈高的前提下产生的。未来它真正能发挥一些什么价值取决于用户希望它提供什么功能：

日常饮食、日常生活、日常用品的配送、安保监控功能、日常网购、日常生活缴费、报检报修、家政服务、物品交换、公益爱心、工具租赁;广告、信息发布;自助售货、夜间购物 单纯将快递柜视为电子商务产物或者是快递末端的投递工具是比较狭隘的定义，智能快递柜本身是一种工具，工具使用范围和使用方法决定了发挥的效果

第二点：智能快递柜的那些指标(投放、安装、设计、比例)

区域选择：设备集中投放的区域的选择需要有一定标准，快递的整个区域户数、面积、小区的个数和快递的件户比要有一定的要求，通常为3万户以上为一个单位，整体楼宇均为高层(7层以上电梯公寓)，以中型社区为主，小区整体数量不超过50个，12%以上件户比(120件/天/千户)可作为优质投放区

设备覆盖率：设备密集度决定效果，设备所能够覆盖的密度要有一定的要求，通常覆盖率在50%会有一部分中小快递愿意支付费用，区域渠道和广告价值方开始凸显，因为如果快递柜本身密集度不够快递公司整体效率提升不够明显，无法达到颠覆性的效果，快递公司买单的积极性不够高，当整体覆盖率超过80%以上，快递公司投递效率开始成本的增长，传统配送人均80件/天，使用设备后几乎能够超过200件/天，形成自助收费本身不会是问题，当前快递公司普遍能够接受根据区域不同价格在0.5元/件左右

设备使用率是关键：任何一个区域都会夹杂着各种老旧小的社区，这种老旧小区日均快递量均在20件/日左右(部分特殊除外)，这种区域投放快递柜第一没有明显的广告效应，同时快递柜的成本投入和使用率不高，第三老旧小区门卫通常会低价有偿代收，投放设备后破坏了短时间的生态平衡，整体效果和意义也不大。因此整个区域通常80%的覆盖率为最佳覆盖率。太低无法提升效率，太高资源浪费回收周期变长

投放设备箱门配置： 每个小区设备投放数量，为了实现设备的使用率最大化通常设备投放不会按照已有快递总量来配置箱门，需要考虑有一部分特殊快递走其他渠道配送，设置一定合理的比例投放，通常投放比例为整体快递量的70%左右。

第三点：你未来一定要运营智能快递柜 智能配送柜本身属于重资本中投入行业，在进行运营的过程中有一个环节是需要尽可能避免的，那就是再劳动密集型，重资本 劳动密集型在早期是极为不适合企业这样的，如果真有那样的一天也一定是企业发展整体比较顺利的时候。因此，之前听到很多朋友需要人机结合的模式来发展，个人觉得还有待于继续讨论，或许部分特殊区域因为每日的揽件量比较大，设备很难满足大部分的需求，这种区域通常是比较好的写字楼、学校和园区，而写字楼园区和学校又是快递公司的主战场，要想通过人机结合的方式形成规模效应需要沟通衔接的太多，特殊情况特殊对待，不同的场地最后一公里的解决方案不同。总体说来，设备投放占优势的地方投放设备，设备不占优势的地方线下便利店和普通门店作为补充，这才是我们在运营过程中所提到的人机结合。

问题

盲目扩张、分众式拼命圈地使得设备分散 认同率不高 行业尚未形成

单纯将快递柜视为电子商务产物或者是快递末端的投递工具

运营模式 操作流程

1、送货员拿着送货单，在配送柜的红外线扫描器上

扫描后，下位机检索箱柜，将物品与其中一个空箱格对应，并通过GPRS模块将物品条形码、箱号、门号发到服务器，服务器管理软件通过物品条形码，在系统中查询出客户的手机号和会员卡号

2、如果会员卡号不是空，管理软件以会员卡号为开箱密码。客户可以通过扫描会员卡条码开箱，也可以手动输入会员卡号开箱;

3、如果会员卡号为空，管理软件自动生成密码。客户手动输入密码开箱;

变频电源范文第2篇

代表性气体或尘埃 A

乙炔 B

氢气 C

乙烯 D

丙烷 E

金属尘埃 F

煤炭尘埃 G

谷物尘埃 气体温度组别划分：

温度组别 安全的物体表面温度 常见爆炸性气体

T1

≤ 450℃

氢气、丙烯腈等 46 种 T2

≤ 300℃

乙炔、乙烯等 47 种 T3

≤ 200℃

汽油、丁烯醛等 36 种 T4

≤ 135℃

乙醛、四氟乙烯等 6 种 T5

≤ 100℃

二硫化碳

T6

≤ 85℃

硝酸乙酯和亚硝酸乙酯

防爆等级的划分是根据设备使用的类别、爆炸性气体混合物的温度组别、防爆电气设备的防爆型式来划分的。

防爆电气设备分为两类：I类为煤矿井下用电气设备;II为除矿井以外的场所使用的电气设备，依照最大试验安全间隙(MESG)或最小点燃电流(MICR)来区分，II类电器设备又分为：IIA、IIB、IIC 三个类别。

以上四个类别主要是根据不同工况下可能引爆的最小火花能量，我国和欧洲及世界上大部分国家和地区将爆炸性气体分此四个危险等级，具体区别如下表：

根据爆炸性气体混合物按引燃温度的差异，

组别又分为T

1、T

2、T

3、T

4、T

5、T6六种，引燃温度用t(℃)表示，各组别的引燃温度为：

T1为：450℃

T2为：300℃

T3为：200℃

T4为：135℃

T5为：100℃

T6为：85℃

防爆方法对危险场所的适用性：

序号 防爆型式 代号 国家标准 防爆措施 适用区域

1 隔爆型 d GB3836.2 隔离存在的点火源 Zone1,Zone2

2 增安型 e GB3836.3 设法防止产生点火源 Zone1,Zone2

3 本安型 ia GB3836.4 限制点火源的能量 Zone0-2

本安型 ib GB3836.4 限制点火源的能量 Zone1,Zone2

4 正压型 p GB3836.5 危险物质与点火源隔开 Zone1,Zone2

5 充油型 o GB3836.6 危险物质与点火源隔开 Zone1,Zone2

6 充砂型 q GB3836.7 危险物质与点火源隔开 Zone1,Zone2

7 无火花型 n GB3836.8 设法防止产生点火源 Zone2

8 浇封型 m GB3836.9 设法防止产生点火源 Zone1,Zone2

9 气密型 h GB3836.10 设法防止产生点火源 Zone1,Zone2

外壳防护等级(IP)代码

第一位特征数字防止固定导体异物进入

0 无防护

1 固定异物直径大于50mm

2 固定异物直径大于12mm

3 固定异物直径大于2.5mm

4 固定异物直径大于1.0mm

5 防尘

6 尘密

第二位特征数字防止进水造成有害影响

0 无防护

1 垂直滴水

2 倾角75-90°滴水

3 淋水

4 溅水

5 喷水

6 猛烈喷水

7 短时间侵水

变频电源范文第3篇

【摘要】当前，随着我国经济社会发展的转型升级，变频技术在煤矿机电设备改造中得到了广泛的应用。变频技术的主要优势在于节能和调节性能。但是变频技术在机电设备改造中的应用比较晚，需要进一步研究。在本文中，笔者结合自身的工作实际和理论知识，从变频技术的定义出发，分析了其在煤矿机电设备改造中的应用。

【关键词】变频技术；机电设备；设备改造

在煤矿机电设备的更新改造中，变频技术得到了广泛的应用。而这主要得益于该技术在节能和调节方面的良好性能。变频技术在风机和泵类设备中具有相当的优势。众所周知，煤矿机电设备的改造是确保正常生产的重要内容，而在设备改造中利用变频技术，则有利于提升变频设备的性能。

一、变频技术及其基本原理

（一）变频技术的概念

变频技术是指通过改变电流频率的一种技术，通过变频器来实现对设备的控制。一般而言，变频器的结构比较复杂，主要包括键盘、电机、电源板和控制主板等，这些部件组合在一起，便可实现改变电流频率的目的。而在以往，机电设备的电流是不能够改变的，这也就使得设备在运行过程中，其转速无法改变，不仅会降低设备寿命，而且造成电能的浪费。而变频技术对于改变这一现状提供了可能。

（二）变频技术的原理

在不变动电压的情况下，变频器可通过电力半导体的作用，把机电设备中无法改变的电流频率转化为可以改变的电流，从而实现电流频率的改变，以此来调节设备的运行。这是变频技术的基本原理。

当前，变频技术在煤矿机电设备改造中有着广泛的应用，对于提升机电设备的性能具有重要的意义。

二、变频技术在煤矿机电设备改造中的应用

在煤矿生产中，在煤矿机电设备中，普通的变频器应用比较广泛，但是随着技术的发展，变频器的应用目的当前正逐渐从节能降耗向系统控制的智能化和灵活性转变。此外，远程控制也是其发展方向之一。在煤矿煤机的更新改造中，一般采用变频驱动来代替传统的手动闸门控制系统。通常使用德国西门子公司声场的Micro Master440新一代没款，设计的变频器具有相当高的标准。在这变频器中，同时包括输出、输入、数值量输入和继电器输出。通讯结构等。此外，用户界面也比较高，安装和操作均比较方便，可实现灵活的控制。

某煤矿顺槽胶带传送机由于设备老化，需要通过变频技术进行改造，笔者即以传送机的改造为例，分析变频技术在煤矿机电设备改造中的应用。传送机原有的驱动力为480Kw，但是随着煤矿开采作业量的不断增加，该设备已经无法满足生产的需要，所以煤矿计划增加输送机的输送量。

该传送机下现实情况是，皮带超过了使用年限，电机和减速器属于悬挂式结构，在持续的工作中会容易出现故障，而且情况还比较的严重。所以，对其技术改造可根据下图所示的内容来进行。

该传送机改造使用的是交流——直流——交流无速传感器矢量控制技术。按照一定的原理推算出电机实际的转速数值。在传送机在运输的过程中，必须确保额定局数百分百输出，以此来实现自动向电网输电的设计目标，从而能够大量的节省电能。

主控台在接通电源之后，这时显示器就可以显示该变频技术的相关指标，如果设备的运行条件是安全的，则相关的指示灯便会自动亮起。在此工况条件下，操作人员便可以按下安全回路的启动电钮，如果安全继电器等设备显示接通装填，则这时装置处于待机装填。等开车的信号发出之后，显示器中的指示灯便会开始工作，操作人员合上制定泵，则其便开始工作，相关的指示灯这时也会亮起。

而对于对手闸的控制，则需要技术推上操作，沿着正确的方向进行操作，这时电动机便会根据预先设定好的数值提升到最大的转速。对手闸控制推上，则可实现把反转电动机转速由零向预定的数值提升。当主令手柄推到零时，则电动便会按照设定的值有规律降到零。

三、煤矿机电设备改造中应用变频技术的注意事项

在煤矿机电设备的改造中，应用变频技术，注意事项有：

（一）结合机电设备的具体使用条件。在上文中，笔者已经分析指出，基于变频技术的变频器具有诸多的优点，比如具有节能、高校和良好的调节性能等，但是不可否认的是，基于该技术的变频器也具有一定的缺点，比如噪声和振动大、价格比较高和容易发热等。这就要求在实际的应用过程中，必须结合机电设备的实际情况来应用，主要是确定该设备有无必要使用该技术、变频器的工作电压、频率限制和加减速的时间等各项技术参数的确定。

（二）合理的负载匹配。选择电动机和变频器的类型，主要是根据负载特性。比如通常恒转矩负载应选择转矩特性较好、启动和制动大、过载时间和能力均较好的变频器。而对于风机的选择，则需要选择经济、可靠的变频器，选择U/f=const的变频器。恒功率负载要求为定值控制，具有专业的设计。

（三）正确的安装和使用。对于变频器来说，其对于安装质量有着比较高的要求。通常，变频器的使用温度范围为-10℃～50℃，而且对海拔也有一定的要求，不能超过1000m。如果超过这个限制值，则需要降容；变频器不能安装在振动比较频繁的地点，如果安装在振动频繁的地点，则需要采取一定的防震措施；在电磁干扰到的区域，也不能安装变频器；对于潮湿、带有腐蚀性气体的环境，也不能安装变频其。总而言之，变频器对于安装有著比较高的要求，必须注意安装的注意事项。

结语

当前，随着我国经济社会的发展，对于煤炭的需求量越来越大。这就需要确保煤矿机电设备的性能良好。在当前的煤矿机电设备改造中，一般使用变频技术进行改造。在本文中，笔者从变频技术的概念和原理、变频技术在设备改造中的应用及其注意事项等方面分析了变频技术在煤矿机电设备更新改造中的应用。

变频电源范文第4篇

摘 要：设计一种轴径较粗、频率可变、转速可调的高精度电机，解决玻璃纤维设备的动力输出问题。从润滑设计、轴承侧隙设计和定子/转子形态设计三方面分析了工艺设计要点，表明油雾式润滑可充分润滑和降温；轴承侧隙的调整有助于降低预应力，从而提高精度；优化定子/转子槽结构，并将槽数量分别设定为30和26，可使磁通量密度更加均匀，承受更大应力。根据工艺设计要点进行结构设计，开展系统性检测，并配套在玻璃纤维设备投入市场，反响较好，产生了良好的社会效益和市场效益。

关键词：电机设计；主轴；变频；调速；气道；Maxwell

引言

电机原理是根据电磁感应定律，将电能转换为动能（主要是旋转动能）的装置，是各种工业设备或家用电器的动力源。在众多电机类型中，异步电动机具有结构简单、制造和维护方便、运行可靠等优点，被广泛应用于冶金、化工、矿山、轻工等机械设备中。

粗轴变频调速电机就是异步电动机中的一种，主要应用于玻璃纤维行业，是当前电机产业的新星[1-5]。顾名思义，这种电机具有转速可调的特点，其输出转速范围为600～4 200 r/min。电机主轴直径公差控制在0.005 mm内，主轴最外端跳动精度控制在0.005 mm以内，主轴上圆锥面配合接触面积在85%以上，是一种极高精度的电机。本文首先分析其工艺设计要点，其次进行结构设计，并给出了性能检测方法。

1 工艺设计要点

1.1 润滑设计

粗轴变频调速电机的输出转速为600～4 200 r/min，在如此高的转速下，电机轴承发热比较严重，如果仍然采用封闭式油脂润滑，轴承内部的润滑脂将很快被消耗掉。经过对多种润滑方式加以比较，确定采用油雾式润滑最为合适。油雾式润滑方式不仅对轴承润滑充分，还能利用压缩空气对轴承进行降温。这也是在电机前盖和后盖的设计过程中设计油雾进出气道的原因，因为这可引导油雾气体进入电机前盖和后盖，并经过前、后导油环对前、后轴承进行润滑。在前、后导油环上设置有导向孔，把油雾气体直接导向轴承滚动体，可使轴承得到更直接、更充分的润滑。

1.2 轴承侧隙设计

在通用电机中，一般采用波形弹垫给轴承施加预应力，减少轴承运转噪音，削减电机轴的轴向串动，以提高轴承的运转精度与平稳性。由于粗轴变频调速电机输出转速时常变化，因此对轴承的预应力要求很高。况且，由于该电机主要应用于玻璃纤维行业的拉丝设备上，故必须对电机整体性能和加工精度要求严格，将轴承侧隙控制在合理范围内，才能制造出合格的产品。

因此，创新设计了一种调整侧隙的装置。将数个弹簧周向均匀分布地安放在电机后盖中，同时严格控制弹簧在电机后盖中的放入深度。弹簧的另一端与后导油环的侧面相接触，通过后轴承座上的镙钉拧紧，使弹簧对后导油环产生推力。推力通过后导油环的另一端作用在后轴承上，从而产生预应力。预应力的大小可以通过后导油环的厚度来调整：当预应力偏大时，可以磨削后导油环的端面，减小后导油环的厚度来降低预应力。

1.3 电机定子/转子设计

粗轴变频调速电机设计功率是5.5 kW，额定电压380 V，工频50 Hz下的额定转速为2 900 r/min。原定借用Y2-132S1-2电机冲片。由于电机主轴的输出端直径要求加大到标准电机的2倍之多，经过轴应力分析测算，分析得知需同时加大电机前、后轴承才能承受相应的应力，故转子冲片内径应相应加大。

转子冲片内径加大后，导致Y2-132S1-2电机冲片的磁通量密度大幅增加，而其毛坯外径只有116 mm，再减去转子槽深度，使得该冲片无法满足粗轴变频调速电机的使用，而若采用Y2-160M1-2冲片，又太浪费材料。

基于上述考虑，重新设计了新电机定、转子冲片槽形结构，使得在电机轴径加大的情况下，可以在10～70 Hz的频率下稳定变速。粗轴变频调速电机定、转子结构及磁通量密度云图如图1所示。其中，定子30槽，转子26槽，在额定转速下第0.005 s时的磁通量密度状态良好。

2 结构设计与检测

结合润滑、轴承侧隙和定转子形态三方面的电机工艺设计要点，进行电机结构设计，并给出检测内容。

2.1 结构设计

粗轴变频调速电机主要由1—电机主轴、2—前迷宫环、3—前轴承、4—电机前盖、5—定子、6—转子、7—平衡环、8—后轴承、9—弹簧、10—进气接口、13—圆螺母、14—止退垫圈、15—后迷宫环、16—后导油环、17—电机后盖、18—机座、11，19，23—内六角螺栓、12，20，24—弹垫、21—前导油环和22—前压盖组成。粗轴变频调速电机结构示意图如图2所示。

粗轴变频调速电机工作过程是：首先，经10—进气接口通入雾化的油体，对轴承进行润滑；其次，通入三相电至5—电机定子，产生感应磁场带动热套在1—电机主轴上的6—转子转动；最后，由1—电机主轴作为动力输出部分，把旋转动能输出。

2.2 电机检测

整机安装完成后，进行了四项检测：

首先，进行耐压和绝缘电阻的检测，以及380 V电压、50 Hz工频的常规检测，其中包括空载电流、空载功率损耗、起动电流、停车时间等。例如，空载功率损耗要控制在300 W左右，如果超过该值太多，说明电机的侧隙调节太紧，要减小后导油环的厚度。

其次，进行油路检测。检测油路回油口的出油量和前、后轴承的润滑状态。

再次，进行10～70 Hz的变频测试，包括各频率段的转速、电机的振动位移、噪音等，哪怕仅发现有一项不合格，也需马上进行调整。

最后，整机的各个主要尺寸和形位公差的检测。

通过以上对整机的系统性测试，可让用户放心使用。目前投诉率为零，表明产品质量得到了严格的保证。

3 结束语

本文设计的粗轴变频调速电机，经过工艺设计和结构设计，以及基于电机设计软件Maxwell的模拟等论证过程后，进行了样机的试生产工作。经公司电机测试部门测试和质检部门检验，产品质量完全满足了用户的使用要求和安装要求。产品已进行批量生产，并交付用户使用，目前投诉率为零。通过这次设计实践，提升了企业创新能力，将更好地参与市场竞争。期待本文可为电机设计行业人员提供启示和借鉴。

参考文献

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成大先. 机械设计手册[M]. 北京： 化学工业出版社， 2016.

黄国治， 傅丰礼. 中小旋转电机设计手册[M]. 北京： 中国电力出版社， 2014.

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叶玉驹， 焦永和， 张彤. 机械制图手册[M]. 北京： 机械工业出版社， 2012.

变频电源范文第5篇

[关键词]变频技术谐波功率因数

随着电力电子、计算机技术的迅速发展,交流调速取代直流调速已成为发展趋势。变频调速以其优异的调速和启、制动性能被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。变频技术是交流调速的核心技术,电力电子和计算机技术又是变频技术的核心,而电力电子器件是电力电子技术的基础。电力电子技术是近几年迅速发展的一种高新技术,广泛应用于机电一体化、电机传动、航空航天等领域,现已成为各国竞相发展的一种高新技术。

一、变频技术的发展过程

变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。电力电子器件的更新促使电力变换技术的不断发展。起初,变频技术只局限于变频不能变压。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,如:调制波纵向分割法、同相位载波PWM技术、移相载波PWM技术、载波调制波同时移相PWM技术等。

VVVF变频器的控制相对简单,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较小,受定子电阻压降的影响比较显著,故造成输出最大转矩减小。矢量控制变频调速的做法是:将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic通过三相——二相变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Iml、Itl,然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。

直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机化成等效直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交-直-交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流回路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交交变频应运而生。

二、变频技术与家用电器

现代社会,家用电器开始逐步变频化,出现了电磁烹任器、变频照明器具、变频空调、变频微波炉、变频电冰箱、IH(感应加热)饭堡、变频洗衣机等。家用电器则依托变频技术,主要瞄准高功能和省电。

首先是电冰箱,由于它处于全天工作,采用变频制冷后,压缩机始终处在低速运行状态,可以彻底消除因压缩机起动引的噪声,节能效果更加明显。其次,空调器使用变频后,扩大了压缩机的工作范围,不需要压缩机在断续状态下运行就可实现冷、暖控制,达到降低电力消耗,消除由于温度变动而引起的不适感。近年来,新式的变频冷藏库不但耗电量减少、实现静音化,而且利用高速运行能实现快速冷冻。在洗衣机方面,过去使用变频实现可变速控制,提高洗净性能,新流行的洗衣机除了节能和静音化外,还在确保衣物柔和洗涤等方面推出新的控制内容;电磁烹任器利用高频感应加热使锅子直接发热,没有燃气和电加热的炽热部分,因此不但安全,还大幅度提高加热效率,其工作频率高于听觉之上,从而消除了饭锅振动引起的噪声。

三、电力电子装置带来的危害及对策

(一)谐波与电磁干扰的对策

1.谐波抑制。为了抑制电力电子装置产生的谐波,一种方法是进行谐波补偿,即设置谐波补偿装置,使输入电流成为正弦波。传统的谐波补偿装置是采用IC调谐滤波器,它既可补偿谐波,又可补偿无功功率。其缺点是,补偿特性受电网阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,导致谐波放大,使LC滤波器过载甚至烧毁。此外,它只能补偿固定频率的谐波,效果也不够理想。电力电子器件普及应用之后,运用有源电力滤波器进行谐波补偿成为重要方向。其原理是,从补偿对象中检测出谐波电流,然后产生一个与该谐波电流大小相等极性相反的补偿电流,从而使电网电流只含有基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响。大容量变流器减少谐波的主要方法是采用多重化技术:将多个方波叠加以消除次数较低的谐波,从而得到接近正弦的阶梯波。重数越多,波形越接近正弦,但电路结构越复杂。小容量变流器为了实现低谐波和高功率因数,一般采用二极管整流加PWM斩波,常称之为功率因数校正(PEC)。典型的电路有升压型、降压型、升降压型等。

2.电磁干扰抑制。解决EMI的措施是克服开关器件导通和关断时出现过大的电流上升率di/dt和电压上升率du/dt,目前比较引入注目的是零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)电路。方法是:(1)开关器件上串联电感,这样可抑制开关器件导通时的di/dt,使器件上不存在电压、电流重叠区,减少了正关损耗;(2)开关器件上并联电容,当器件关断后抑制du/dt上升,器件上不存在电压、电流重叠区,减少了开关损耗;(3)器件上反并联二极管,在二极管导通期间,开关器件呈零电压、零电流状态,此时驱动器件导通或关断能实现ZVS、ZCS动作。

目前较常用的软件开关技术有部分谐振PWM和无损耗缓冲电路。

(二)功率因数补偿

早期的方法是采用同步调相机,它是专门用来产生无功功率的同步电机,利用过励磁和欠励磁分别发出不同大小的容性或感性无功功率。然而,由于它是旋转电机,噪声和损耗都较大,运行维护也复杂,响应速度慢。因此,在很多情况下已无法适应快速无功功率补偿的要求。随着电力电子技术的不断发展,使用SCR、GTO和IGBT等的静止无功补偿装置得到了长足发展,其中以静止无功发生器最为优越。它具有调节速度快、运行范围宽的优点,而且在采取多重化、多电平或PWM技术等措施后,可大大减少补偿电流中谐波含量。更重要的是,静止无功发生器使用的抗器和电容元件小,大大缩小装置的体积和成本。静止无功发生器代表着动态无功补偿装置的发展方向。

电力电子技术将成为21世纪重要的支柱技术之一,变频技术在电力电子技术领域中占有重要的地位,近年来在中压变频调速和电力牵引领域中的发展引人注目。随着全球经济一体化及我国加人世界贸易组织,我国电力电子技术及变频技术产业将出现前所未有的发展机遇。

参考文献:

[1]刘志、朱文坚,光机电一体化技术,现代制造工程,2001(12).

[2]梁进秋,微光机电系统国内外研究进展,光机电信息,2000(8).

[3]宋云夺编译,光机电一体化业的未来,光机电信息,2003(12).

作者简介:

黄世祥,男,贵州大学07级微电子学与固体电子学在读研究生,研究方向:电子技术。

变频电源范文第6篇

(1.国防科学技术大学，湖南 长沙 410073;湖南银河电气有限公司, 湖南 长沙410073 ;2.西南交通大

学电气工程学院, 四川 成都 610031)

摘要：本文首先对三表法和二表法在电机试验中的测量方式进行了比较，其次分析了电容电流存在时的电机功率测量方法及误差，并对两表法测量进行了改进，最后讨论了电容电流对功率测量的影响以及消除方法。

关键词： 电机试验，功率测量，二表法，三表法，电容电流

1,

21,3

A Brief Talk on Power Measurement of Variable Frequency Electrical Machine

Xu Wei-zhuan,DONG Xing-jian

(1.HuNan Yinhe Electric Co..Ltd, Changsha Hunan 410073, China 2.Department of Electric Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu Sichuan 610031, China;)

21,2Abstract: The comparison between double meter method and three meter method on Electrical Machine test is firstly introduced. Then the power measurement method and its error with capacitor current existing are analyzed. Next, a method to improve the double meter method is proposed. Finally, the influence and its eliminations are discussed.

Key words: Electrical machine test, Power measurement, Double meter method, Three meter method, Capacitor current 0 引言

随着变频调速技术的高速发展。变频电源作为电机试验电源，存在诸多的优势，但是，与区别于机组电源相比，变频电源存在一些机组电源所未遇到的问题。比如功率测试，《变频器供电三相笼型感应电动机试验方法》[1]报批稿指出，“脉冲频率高的场合不宜使用两表法(Aron接法)。这是因有电容电流存在，输入电流相量之和可能不为零。因此，应采用每相用一个功率表的测量方法”。

本文首先分析了三表法和二表法的功率测量原理，随后就电容电流存在时的功率测量方法和误差，对三表法和二表法进行了对比，最后讨论了实际应用中如何处理电容电流对功率测量的影响。

iAANBCiBiC 图1 Y型三相电路

式中，iA(t)、iB(t)、iC(t)为三相瞬时电流，

uAN(t)、uBN(t)、uCN(t)为三相瞬时电压。

式(1),(2)即为三表法测量功率的原理，图2为三表法的测量电路。

*A*1 三表法和两表法功率测量原理 WW* 三相电路有功功率的测量方法有二种：三表法，两表法 [2,3,4]。图1为Y型接法的三相电路。

三相瞬时功率：

p(t)uAN(t)iA(t)uBN(t)iB(t)uCN(t)iC(t)

(1)

B*CN*W*平均功率：

图2 三表法测量电路

PUANIAcosAUBNIBcosBUCNICcosC

PAPBPC

(2)

由图(2)知，三表法测量功率的前提是三相

四线制，只有三相绕组为Y型连接，才能接成三相四线制。对于Y连接的三相负载，若中线N未引出，则有 iAiBiC0

(3) 另外 UABUANUBN，UCBUCNUBN

(4) 将上述式(3),(4) 代入式(1)，有

p(t)uAB(t)iA(t)uCB(t)iC(t)

(5) PUABIAcos1UCBICcos2P1P

2(6) 式中，1为UAB与IA的相位差，2为UCB与IC的相位差。式(5)、(6)即为两表法的测量原理，图3为两表法的测量电路。

*A*WBC*W* 图3 两表法测量电路

△连接时，有同样的结论。图3中，两个功率表的公共端接在B相，显然，两表法的接线方式共有3种，分别以A、B、C相为公共点。由两表法的推导过程可知，两表法的应用前提是iAiBiC0，故两表法适用于中线未引出的Y连接或△连接的三相电路，即适用三相三线制的三相电路功率测量，与负载是否对称无关。相反，三表法由于需要将中性点作为电压的参考点，只能用于三相四线制电路的功率测量，不能用于三相三线制电路的功率测量。可见，两表法和三表法的用途不同，一般而言，两者不能兼容，对于确定的电路，能采用两表法测量的，就不能采用三表法测量，反之，能用三表法测量的，就不能用两表法测量。有一种特殊情况，在三相四线制电路中，若中线无电流(例如，电源对称，负载对称的情况下)既可用三表法，也可用两表法。这也许就是部分人认为两表法只适合三相对称电路测量的原因。显然，这种认识是错误的。首先，对称电路，只在电路分析时有意义，对于测量来讲，并无实际意义。因为测量

是人类认知或检验的一个过程，而对称与否，是测量的结果，测量之前，我们并不知道其是否对称。 其次，对于对称电路来说，只需用一个功率表，读数乘以三即可，无需采用两表法或三表法。

2 存在电容电流时的电机功率测量

2.1 测量方法

对于变频器供电的三相系统中，当载波频率较高时，这些高频电压信号经过传输电缆时，会通过周围的杂散电容形成电容电流，在电机内部，包括轴承电容在内的各种分布电容也会形成电容电流，造成三相电流和不等于零，按照两表法的原理，此时采用两表法测量会造成误差。为此，国家标准《变频器供电三相笼型感应电动机试验方法》报批稿指出，“脉冲频率高的场合不宜使用两表法(Aron接法)。这是因有电容电流存在，输入电流相量之和可能不为零。因此，应采用每相用一个功率表的测量方法”，标准中，未明确实际应用中面临的下述问题：

1. 多高的脉冲频率下，不宜使用两表法?

2.用一个功率表测量每一相是否就是三表法?

3.采用三表法，对于中线未引出的电机，如何测量?

4.采用三表法，是否可以忽略电容电流的影响?

杂散电容根据对功率测量的影响，可以分为两种，第一种，其电流最终回到电源，无中线系统，仍然有iAiBiC0;第二种，其电流通过地回路等泄漏，不再回到电源，可能导致无中线系统

iAiBiC0。本文主要考虑第二种杂散电容的影响，并以电容的对地电流影响为例，图4为存在对地电容电流的三相电路。

iiA1AAiA0iGiBiB1BB0iNiCiC1CC0

图4存在对地电容电流的三相电路

图4中。iA1，iB1，iC1为杂散电容引起的泄漏电流。iA0，iB0，iC0为电机绕组实际相电流，iA，iB，iC为总电流，有：

iAiA0iA1 iBiB0iB

1 (6) iCiC0iC1

T (7) P((uANiA0uBNiB0uCNiC0)dt0T(uAGiA1uBGiB1uCGiC1)dt)/T0 由于电容不消耗功率，式(7)的第二项为零，即： TP(uANiA0uBNiB0uCNiC0)dt /T

(8) 0 式(8)说明了两个问题，首先，功率与电容电流无关，其次，从测量角度看，除非电机三相绕组的始端和末端均引出，否则，iA0、iB0、iC0不易直接通过测量获得。为了方便测量，我们对P进行下述变换: TTP((uANiA0uBNiB0uCNiC0)dt(uAGiA1uBGiB1uCGiC1) dt)/T00TT((uANiAuBNiBuCNiC)dt(uANiA1uBNiB1uCNiC1)dt)/T00TT((uANiA1uBNiB1uCNiC1)dt(uNGiA1uNGiB1uNGiC1)dt)/T00 TT(uANiAuBNiBuCNiC)dt/TuNG(iA1iB1i)dt/T

(9) C100 电机试验中，对于较大功率的电机，往往只引出三根线，式(9)中，第一项可直接测量，第二项不易测量，其值取决于电容电流和负载中性点电位。在电容电流不能忽略的情况下，如何准确测量三相电机的功率，尤其是如何采用两表法准确测量功率，对电机试验功率测量具有现实指导意义。 2.2存在电容电流时的三表法测量误差

采用三表法测量的功率为：

T P3(uANiAuBNiBuCNiC)dt/T0

(10) TPuNG(iA1iB1iC1)dt/T0可见，三表法测量功率，并不能完全消除电容电流的影响，假设电容电流带来的附加误差为EP3，

则有：

TEP3uNG(iA1iB1iC1)dt/T

(11)

0当中性点接地时，uNG0，P3P。

2.3 存在电容电流时的两表法测量误差

以B相为公共端，采用两表法测量的功率为：

TP2B(uABiAuCBiC)dt/T0T

(uANiAuBNiAuCNiCuBNiC)dt/T

0TT(uANiAuBNiBuCNiC)dt/T0uBN(iAiBiC)dt/T0T(uANiAuBNiBuCNiC)dt/T0TuNG(iAiBiC)dt/T0TuBG(iAiBiC)dt/T0

TPu

(12)

BG(iAiBiC)dt/T

0 TEPuBG(iAiBiC)dt/T

(13) 0由于 iA0iB0iC00， 所以 iAiBiCiA1iB1iC1。

TEPuBG(iA1iB1iC1)dt/T

(14)

0同理，有：

TP2APuAG(iA1iB1iC1)dt/T

(15) 0

T

(16)

P2CPuCG(iA1iB1iC1)dt/T0 对于电机试验，一般而言，电机的三相绕组基

本对称，分布电容也存在一定的对称性。即：uNGuAG,uNGuBG,uNGuCG。故三表法测量结果较为准确。

3 两表法测量的改进

电机试验中，中线通常没有引出，导致无法采

用三表法进行测量。如何提高两表法的测量精度，具有积极的现实意义。将分别以A、B、C为同名端的三次两表法测量结果进行平均

PP2BP2C2P2A

3 (17) TPAGuBGuCG)(iA1iB1iC1)dt/3T0(uTP(uANuBNuCN3uNG)(iA1iB1iC1)dt/3T0 由于电机试验时，试验电源一般具有较好的对称性，当电源完全对称时，有uANuBNuCN0， 即 TP

(18) 2PuNG(iA1iB1iC1)dt/T

0 此时，测量结果与三表法测量结果相等，图5为测量原理图，图中采用能测量瞬时值的两个电压表和三个电流表，由于uCAuCBuAB，功率可按照式(17)求取。改进后的两表法的优点是适合三相三线制的功率测量。

AAVBAVCA 图5：改进后两表法测量原理图

4 分析与探讨

4.1电容电流对功率测量的影响

不论是三表法、两表法还是改进后的两表法，功率测量结果均受漏电流大小的影响。且其附加的绝对误差均与iA1iB1iC1成正比，iA1iB1iC1与电源电压有关，电压越高，尤其是高次谐波电压越高，iA1iB1iC1越大。其相对误差与功率P有关，当P越小，相对误差越大。即：电源电压固定时，负载电流越小，相对误差越大;功率因素越低，相对误差越大。就电机试验而言，同样的变频器，对于同一台电机而言，负载试验时，误差较小;空载试验时，误差较大。

4.2 分离负载电流与电容电流

不论是三表法、两表法还是改进后的三表法，功率测量结果均受电容电流大小的影响。在了解测

量方法和误差后，更重要的是如何分离负载电流和电容电流，实现用两表法或三表法准确测量功率。

不论是三表法还是两表法，测量到的线电流为负载电流与电容电流之和，我们称为总电流。电容电流的大小与载波频率有关，载波频率越高，电容电流越大，由于分布电容的容量较小，电容电流主要由高次谐波构成。由于电机负载呈感性，负载电流主要由基波和低次谐波构成。

理论上，我们可以通过对总电流的谐波成分进行分析估计电容电流的大小，较高次的谐波电流，主要是电容电流，基波电流及较低次的谐波电流，主要是负载电流。而实际上，不同特性的电机，对谐波的截止频率不同，我们很难用一个通用的，确切的频率值来衡量这个界限，从而不能有效地指导实际测量。实际测量时，更有效的办法应该是尽量减小电容电流。首先，对于线路电容电流，其大小与载波频率，脉冲上升时间，电缆长度有关，实际测量时，只要将测试设备尽可能靠近电机端，完全可以忽略电容电流的影响，还可减小线路电压降对功率测试的影响。其次，电容电流由高次电压谐波造成，而高次电压谐波除了增加功率测量误差外，还有诸多的危害，如：

1.在电缆传输环节，高次谐波会造成过冲电压，损

坏电机绝缘。 2. 在电机内部，高次谐波导致的轴承电流会损害电

机轴承。

3.高次谐波产生很强的电磁干扰，影响其它设备运

行。

因此，不论是电机试验还是工业运行的变频电源，都应该尽可能减小这种高次谐波。对于变频电机试验而言，若要求试验电源是正谐波电源，需要在变频器的输出加装正谐波滤波器。若要求模拟用户运行环境，可采用诸如dv/dt滤波器等低通滤波器以保护电机。只要采取了上述两种方式中的任意一种，均可大大减小电容电流，提高功率测试精度。

对于载波频率较高，而输出又未加装任何滤波器的变频器，可通过下述方法判断电容电流的大小。不引出中线或将中线悬空，采用三个宽频带的电流传感器，由于iAiBiCiA1iB1iC1，通过对三相电流的高速采样，运算其向量和，该向量和即为电容电流的向量和。

5 结论

电容电流存在，输入电流向量和可能不为零，对两表法或三表法测量均会造成附加误差。改进后的两表法测试误差与三表法基本相当。就电机试验而言，可通过就近测量和附加滤波器等方式减小电容电流，提高测试精度。

【参考文献】

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方法[ S]. [2].邱关源.《电路(第五版)》[M].北京:高等教育出版

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