关于微电机的调速设计方案

交流电动机调速技术不但被工矿企业接受，而且成为电气传动的中枢，使用它，一是节电，二是优质，三是增产，四是降耗。使用该技术节电可在10%～70%之间。主要体现在几个方面：①软启动，一般交流电动机的启动电流为电机额定电流的6～7倍，变频调速启动电流不超过电动机的额定电流。②节省设计冗余，一般设计都按照使用时的极端条件，因而都留有设计冗余，有的余量很大，形成大马拉小车。变频调速可以把这部份冗余节省下来。③调速节电，按流体力学原理，轴功率正比于速度，转速下降，轴功率变小，这是变频调速的主要节电原理。④功率因数高，一般在0.95以上，节省无功，减轻了变压器的负担。

优质是变频调速的又一贡献。由于变频调速精度高，不少行业均采用变频调速提高产品质量，如粘胶化纤，提高一等品合格率。由于变频器的高可靠性及高性能，在许多行业，减少了停工时间及创造了连续无故障生产的可能，使产品产量增加，也降低了消耗和运行成本。同时还可还可以改善工艺水平，是企业技术改造和产品更新换代的必要技术。因而许多工矿企业，把变频调速做为企业节电与增产的必要手段，使变频器的用量逐渐增多，每年以大于40%的速度递增。然而，由于变频器生产厂家增多，竞争激烈，变频器价格不断降低。如1988年280kW每台约26～28万元，而现在280kW每台只有8～10万元。平均300元/kW 左右。钢材、铜材价格的上调，也影响着变频器的成本。使用变频器单计算节电，6～12个月可以收回成本。如变频器要同市电切换，装成控制柜，成本的回收期大约12～18个月。

由于变频器的优异功能，变频器的应用已由工厂扩展到社区、酒店、商厦和写字楼，如音乐喷泉、无塔供水、中央空调都用了不少变频器。变频器的用量还将不断的增加，有相当大的市场潜力。金属材料,尤其是新型工程塑料,与金属材料相比有较好的耐腐蚀性能,而单位体积的价格比高级金属低得多,制造也容易,...为此,可在变频器与电动机之间装设电抗器(约为阻抗的3%～4%),也可将U/f降低到负载相适应的程度,便可使噪声降低5～10。在机床主轴上采用变频器可实现无级变速，从而使磨具或刀具以最小的磨损产生最高的粗糙度和加工精度。机床工作台由变频器取代液压传动，可缩短传动响应时间，变频器的调速范围宽、控制精度高，而且具有很多自动功能，可有效提高机床的加工效率。自动车床主要用于高速加工滚珠丝杠等精密部件，由通常的凸轮控制改变为复合数控车床后，有效的提高了生产效率。成为具有稳定精密加工与良好性能的机械，人们将利用变频器与数控装置结合起来，缩短了自动车床的加工周期。利用变频器控制后，缩短了加工周期，提高了生产率、速度再现性好、产品质量稳定，可将带制动器的电动机更换为通用电动机而不需要维护。制动电阻的大小由减速频率决定，应该根据最繁重运行时的参数进行选择。由于温度高，应适当考虑安装位置，注意电动机的低频振动。如果在低速时要求充分大的转矩，则可使用通风型专用电动机;由于速度可调范围大，故需要考虑机械部件的匹配，以防止发生谐振。

变频调速运行是根据负载转速的变化要求，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的，以获得合理的电机运行工况。在不同的转速情况下，均保持较高的运行效率，不仅降低了电能消耗，同时能改善启动性能，保护电机及负载设备免受瞬时启动的冲击，延长其工作寿命，还提高电动机和负载设备的工作精确度，实践证明，变频技术用于风机、泵类设备驱动控制场合取得了显着的节电效果，普遍节电达到30-50%。

国家对三相异步电动机运行区域作如下规定：负载率70-100%之间为经济运行区;负载率在40-70%之间为一般运行区;负载率在40%以下为非经济运行区;一般负载率保持在60-100%较为理想。在电机选型设计工作中，大部分电机功率选型均有适当的裕量，另外在生产过程中的设备许多时间都是负荷不满或运行有峰谷时间，如果采用交流电动机恒速传动的方案运行，靠风门调节风机或靠阀门调节的泵类设备，使用效率较低，造成大量的能源浪费。变频调速是通过改变输入到交流电机的电源频率，从而达到调节交流电动机转速的目的。变频调速技术发展前景十分广阔，与已经完成的市场相比，未来的市场潜力巨大，在未来十年内，变频调速技术产品每年有上百亿元的市场潜力。建议在电力、石化、钢铁、有色、水泥、自来水、机械、纺织等行业大规模推广应用国产变频技术产品。新建项目从开始设计就应该考虑应用变频技术;技术改造首先考虑风机、泵类设备使用变频技术，逐步淘汰挡板、阀门等机械调节方式;全面推广应用变频技术，全国用电量将下降15-20%而GDP保持不变，使我们最大限度地减少能源消耗和污染物排放，提高经济效益，为我国和世界节能减排做出贡献。