羅茨風機變頻控制參數設置：參數設置不當引發的羅茨風機變頻系統異常處理.pdf

　　參數設置不當引發的羅茨風機變頻系統異常處理

　　王明軍

　　摘要針對羅茨風機變頻調速系統運行中出現的異?，F象，進行分析，調整相應參數，給出羅茨風機使用建議。

　　關鍵錦工羅茨風機變頻器參數設置

　　中圖分類號TH444文獻標識碼B

　　1．出現的問題 量表或直接讀取變頻器控制盤上電流顯示值)。3臺風機電機電

　　淮安同方水務有限公司四季青污水處理廠改(擴)建工程中 流與頻率對應關系類似，從常規角度認為。電機運行頻率下降，羅

　　生物曝氣系統選用3臺3HE一200型羅茨風機(山東章丘鼓風機

　　茨風機軸功率也就下降。電機電流應該下降。

　　廠生產，風量60m3／min，軸功率108．2kW)，配備YUP315M．．．．4型變2．問題分析及處理措施

　　頻電機(榮城市榮佳電機有限公司生產，額定功率132kW，額定 羅茨風機變頻系統接線見圖l，根據羅茨風機特性，羅茨風機

　　電流240．4A，工作范圍5～50Hz)，l臺羅茨鼓風機由1臺ABB

　　風量Q、軸功率P、轉速，l存在如下關系：()加手磯加乜，州B磯加：?？?/p>

　　ACS510--01—246A型變頻器(額定功率132kW，額定電流245A)

　　以看出，Q、P均與n成正比，即12．越高，Q、P越大，反之亦然。

　　驅動調速。設備調試過程中，按ABB變頻器說明書要求，選定標

　　UlAU1B U1C

　　準應用宏，并向9905、9906、9907參數分別輸入電機額定電壓、功 U1A、U1B、ulC——工頻相電壓有效值

　　liBl IICI

　　率以及頻率。啟動風機后，電機工頻時工作正常，從變頻器上助手 11A、11B、11C——變頻器輸入端工頻線電

　　ACS510 流有效值

　　控制盤可以看出，電機電流在正常范圍內。但當頻率向下調節時，

　　U2A、U2B、U2C——變頻器輸出端相電壓

　　電機電流反而上升，頻率在40Hz時，電機電流近似額定電流，頻

　　基波有效值

　　率再下降一點，電機電流則超過額定 表1

　　12A、12B、12C——變頻器輸出端線電流基

　　電流，運行一段時間后，變頻器即過 頻率，Hz 電流／A 波有效值

　　載保護停機。較陜將變頻器由50Hz 50 207

　　每隔5Hz降頻調節，同時記錄助手 圖1

　　45 219

　　控制盤顯示的頻率、電流(表1，由于

　　40 240

　　非工頻及高次諧波原因，普通數顯鉗 三相對稱電路消耗電功率為氏、／丁IUeostp，對于變頻器輸

　　35 269．5

　　形電流表測得的電流值誤差可能會 出端，則為磚、／丁12U：eos妒，其中厶是電機線電流基波有效值，

　　30 301．8

　　很大，為此應采用帶FFTr功能的電 即變頻器輸出電流基波有效值，以是電機線電壓基波有效值，即

　　最初懷疑是空調機組電源電壓異常，u線低，引起過流熱繼 KR動作，斷開Pc控制板的電源后KR立刻恢復動作，MI、M2

　　電器保護，用萬用表AC500V電壓擋測量u線為370V，確實低立

羅茨風機變頻控制參數設置：變頻羅茨鼓風機調節范圍_羅茨風機

　　原標題：羅茨風機的變頻節能改造

　　山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨風機、羅茨鼓風機、回轉式鼓風機等水產養殖曝氣設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機，贏得了市場好評和認可。產品和服務遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。

　　某卷煙廠除塵房主要負責生產車間機臺除塵和煙絲風送，由除塵系統和集塵系統組成，系統采用布袋式除塵器，采用集中集塵并由負壓輸送至壓塵機處理。其中集塵器的負壓由兩臺22KW的羅茨風機提供，一臺用于制絲線集塵，一臺用于卷包線集塵。原風機額定功率的設計選型是根據工藝的最大流量來選擇的，按當時的設計思路，風機的選型一般在滿足工藝負荷工作條件下還要增加一定的裕量。但實際運行中，工藝的運行參數隨各種因素而發生變化，往往實際運行負荷要比設計的最大流量小得多，造成能源浪費的情況。二、問題的提出根據本系統的運行數據統計，羅茨風機實際使用的功率也僅為額定功率的70%–75%左右。，即所消耗的電能有20%～25%被浪費掉。因此，對羅茨鼓風機進行節能改造有著顯著的經濟和環境效應。三、節能改造方法的確定羅茨風機屬容積回轉式風機，其工作特點是當轉速一定而壓力在允許范圍內加以調節時，流量的變動甚微，轉速和流量之間保持正比的關系。采用旁路調節法不能改變羅茨鼓風機的吸氣量，所以風機始終在滿負荷下運行，無法節能。而改變轉速，使風機吸氣量發生變化，其功率消耗也隨之改變。所以，對羅茨鼓風機進行變速調節就可達到節能的目的，而調速方法也較多。若改為變頻調速方式調節風機風量，即能減少風機電耗的浪費。一）羅茨鼓風機變轉速工作特性1、流量特性羅茨鼓風機的理論流量與轉子轉速的關系式為羅茨鼓風機的實際流量為由式（1）和式（2）可知，對每一臺具體的羅茨鼓風機，其葉輪外徑、長度和面積利用系數都是一個定值，當可忽略容積效率的變化時，羅茨鼓風機的流量正比于轉速。2、功率特性羅茨鼓風機的軸功率為由式（1）和式（3）可知，當羅茨鼓風機轉速n變化時，其軸功率與轉速成正比。3、 轉矩特性羅茨鼓風機的轉矩為由于羅茨鼓風機的軸功率與轉速成正比，因此由式（1）可知，當轉速變化時，轉矩不變，即羅茨鼓風機屬于恒轉矩運行。二）變頻調速的工作原理變頻器調速的原理是將交流順變成直流，平滑濾波后再經過逆變回路，將直流變成不同頻率的交流電，使電機獲得無級調速所需的電壓和頻率，從而直接改變和控制電機的輸出軸功率。羅茨風機的驅動采用交流三相異步電動機，其轉速與電源頻率的關系為[3]由式（1）可知，轉速與頻率成正比，只要改變頻率即可改變電動機的轉速，當頻率在0～50Hz的范圍內變化時，電動機轉速調節范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現速度調節的，是一種理想的高效率、高性能的調速手段。因此，決定采用變頻調速技術對羅茨鼓風機進行技術改造，不但可達到節能目的，同時也可提高裝置的自動控制水平。四、羅茨風機的變頻改造一）、硬件設計1、變頻器的選用根據電機容量，選用丹佛斯FC300變頻器。丹佛斯FC300系列變頻器的優點：（1） 調速范圍廣，機械特性硬，精度高，運行可靠；（2） 磁通―電流控制（FCC）功能改善動態響應特性，并且優化電動機的控制；（3） 控制不同的負載，具有相應的V/F特性；（4） 變頻器的PID調節器具有較高的品質（參數自整定）可用于簡單的過程控制；（5） 快速電流限制功能（FCL），避免運行中不應有的跳閘；（6）可實現電動機的過壓、欠壓、過熱等功能。2、變頻器控制與調節變頻器可通過在控制柜門“遠程/本地”開關的切換實現“遠程控制”與“本地控制”?！斑h程控制”是在主控室內上位機與變頻器進行數據通信，操作人員可通過觸摸屏的畫面對風機和變頻器的工作電流、頻率、轉速以及啟動、停止、故障等狀態進行實時監控。同時操作人員根據工藝或外界條件的變化，通過改變變頻器的頻率來調節轉速。另外，在風機房內還裝有一個本地控制的機旁操作箱，在風機出現故障時可在電機旁進行操作。為了保證生產的連續運行，在變頻器出現故障后，可將故障變頻器通過旁路柜隔離，風機電動機可切換為工頻運行或啟、?？刂?。二）、PLC與變頻器通訊的實現原除塵系統的配置為：1套PLC主站（S7-300，315-2DP），1個MP 270觸摸屏，現將兩臺羅茨風機的Danfoss FC300變頻器通過現有的PROFIBUS-DP網絡進行PLC和變頻器的通訊，變頻器通過PROFIBUS-DP來實現電機的啟/停和調速控制，并把變頻器的實際運行狀態通過PROFIBUS網絡輸送并顯示在觸摸屏MP 270，從而達到對羅茨風機的運行控制目的。五、系統調試及運行效果一）系統改造后的調試完成羅茨風機變頻器改進安裝后，并投入系統運行前的調試，目的主要是檢查所選擇的變頻器性能、改進方案的功能是否達到設計要求以及滿足實際生產需要。經調試，變頻器性能運行非常穩定，達到設計要求。二）運行效果變頻器經過一個月試運行及投入正常使用后，從實際運行來看，變頻運行狀態比較穩定，滿足設計要求，系統穩定可靠。設備方面由于變頻具有軟啟動功能避免了電機啟動時對電機的沖擊損害，轉速的降低，對風機的葉輪、軸承等壽命得以延長，設備運行狀況良好。1、節能效益制絲集塵風機的運行實際工頻大約為42HZ，工作電流為32A；卷包集塵風機運行實際工頻大約為40HZ，工作電流為34A。根據測定數據可計算有功功率，其公式：P=1.732×U×I×cosα改造前：P1=1.732IV cosα=1.732×380×45×0.85=25.17kW制絲集塵改造后：P2=1.732×380×32×0.85=17.90KW卷包集塵改造后：P3=1.732×380×34×0.85=19.02KW每小時節電P節約=2× P1- P2- P3=13.43kW車間每天兩班生產，工作時間16小時，一個月生產天數20天，一個月可節約電能4296.47 kW。2、設備影響（1） 避免了電動機啟動時對電機的沖擊損害及對電網的沖擊；（2） 提高了羅茨風機的自動控制能力；（3） 減少了羅茨風機及其消聲器等的機械振動、噪聲和沖擊；（4） 由于轉速的降低，羅茨風機的葉輪、軸承等壽命得以延長。六、結束語變頻器控制技術用于羅茨風機控制達到顯著的節電效果，提高了設備效率，又滿足了生產工藝要求，并且因此而大大減少了設備維護、維修費用，經濟效益十分明顯。

　　問題：風機能用變頻器調速嗎

　　回答：風機在使用過程中，很多工況需要對風機的風量進行控制，不同的時間段可能采用風量也不同，所以，就出現了變頻型風機。

　　羅茨風機可以采用變頻電機來調節風機的轉速，調節轉速的目的便是調節風機風量了，羅茨風機可以通過變頻控制柜，對變頻電機進行調節，達到風機轉速的調節。

　　采購風機時，如果我們對此有要求，需要調節風機的轉速，可以提前和廠家說明，搭配上變頻電機和變頻控制柜。

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　?。喝~羅茨鼓風機產品列表

　　隨著經濟的發展，要求調節羅茨鼓風機風量的用戶日趨增多。在幾種調節方法中，變頻調速由于效率高，調速性能好，調速改造方便等優點，而得到普遍的采用。在使用中發現，有些用戶對羅茨鼓風機的自身使用特點不十分清楚，造成風機不能正常使用，因此有必要對羅茨鼓風機應用變頻調速的特點加以論述。

　　變頻調速可用一般的異步電動機加變頻器實現，也可用變頻電機加變頻器實現。一般異步電動機加變頻器向下調轉速時，長期使用一般控制在20Hz以上。因為一般電動機的散熱主要依靠電動機后面的風扇進行，當轉速高時，其散熱情況好。但當電動機轉速很低時(如電頻20Hz以下)，風扇的性能降低，散熱情況變得惡劣，影響電動機的使用。羅茨風機

　　變頻電動機加變頻器調節時，由于變頻電動機設計時考慮了散熱的問題，故可在5Hz以上長期使用。

　　當采用變頻調速，若供電頻率為50Hz，頻率不大于供電頻率50Hz時，為恒轉矩調速；當頻率大于供電頻率50Hz時，為恒功率調速。如目前國內普遍采用的YVP系列變頻調速三相異步電動機，恒轉矩頻率范圍為5～50Hz，恒功率頻率范圍為50～100Hz。

　　羅茨鼓風機的驅動一般采用異步電動機，故可采用變頻調速來達到調節風量的要求。羅茨鼓風機在采用變頻調速時，除了應滿足變頻調速的自身要求外，還需符合羅茨鼓風機的自身運行特點。當頻率下調、轉速下降時，將導致風機效率下降，使風機溫度升高，因此下調頻率有個最低極限值，使風機不致產生過熱現象。

　　當頻率上調、轉速升高時，應注意滿足風機轉矩上的要求。注意了以上特點，采取必要的措施，即可保證風機正常連續運行。

　　錦工風機具備多臺大型臥式加工中心，并有多工位加工中心，如果您需要采購定制羅茨風機，可以聯系我們的全國免費客服熱線

　　：羅茨鼓風機

　　原標題：羅茨鼓風機變頻控制方法指南！

　　羅茨鼓風機的變頻調速方法，為了適應不同條件下的曝氣，變頻電機的使用也節省了工作中的耗電成本！ 是個更好的設計。 由于同步速度與電源頻率成比例，因此只要電源頻率可以連續變化，就可以實現無級調速。 變頻調速不會人為地增加滑差。 該方法被稱為現代交流調速的基礎和輔助，是三葉羅茨鼓風機的理想和有前途的速度控制方法。

　　羅茨風機逆變器可分為兩類：AC→DC→AC逆變器和AC→AC逆變器。 前者也稱為帶有直流回路的間接逆變器，后者也稱為直接逆變器。 簡單地說，通過改變羅茨鼓風機的異步電動機的定子端的輸入功率的頻率來改變電動機的速度的方式變為可變頻率調節。 羅茨鼓風機中經常使用的變頻調速裝置主要包括可變直接轉換型的三種電壓型，電流型和脈寬調制型。

　　羅茨鼓風機變頻調速的優點是效率高，調頻無附加滑差，速度范圍寬，一般可達20：1，硬特點，調速精度高，易于實現無級調速。 由于大多數逆變器可以實現能量反饋，因此啟動相當于分級啟動，因此啟動和制動的能耗很小。 當舊設備重建時，由于可以使用原始的籠式電動機，因此減少初始投資是特別有利的。 根據不同的負載要求，三葉羅茨鼓風機變頻調速可以給出不同的協調控制模式。 它特別適用于調節深度運行或頻繁啟動，如開關控制的羅茨鼓風機。 此時，選擇殼體比電動機功率快，并且執行節能操作。

　　對于變頻電機的工作原理，用戶可以通過變頻柜簡單介紹電機的Hz，電機的速度會降低。 變頻電動機的優點在于，在電動機的轉速降低之后，電動機產生的轉矩不會改變。 它的功率沒有變化。 變頻的功率已經下降，這在節省點方面發揮了作用。 一般來說，大功率用戶將使用更多的頻率轉換，而使用低功率的電機用戶將使用較少的頻率轉換。

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羅茨風機變頻控制參數設置：羅茨鼓風機變頻控制方法指南！

　　原標題：羅茨鼓風機變頻控制方法指南！

　　羅茨鼓風機的變頻調速方法，為了適應不同條件下的曝氣，變頻電機的使用也節省了工作中的耗電成本！ 是個更好的設計。 由于同步速度與電源頻率成比例，因此只要電源頻率可以連續變化，就可以實現無級調速。 變頻調速不會人為地增加滑差。 該方法被稱為現代交流調速的基礎和輔助，是三葉羅茨鼓風機的理想和有前途的速度控制方法。

　　羅茨風機逆變器可分為兩類：AC→DC→AC逆變器和AC→AC逆變器。 前者也稱為帶有直流回路的間接逆變器，后者也稱為直接逆變器。 簡單地說，通過改變羅茨鼓風機的異步電動機的定子端的輸入功率的頻率來改變電動機的速度的方式變為可變頻率調節。 羅茨鼓風機中經常使用的變頻調速裝置主要包括可變直接轉換型的三種電壓型，電流型和脈寬調制型。

　　羅茨鼓風機變頻調速的優點是效率高，調頻無附加滑差，速度范圍寬，一般可達20：1，硬特點，調速精度高，易于實現無級調速。 由于大多數逆變器可以實現能量反饋，因此啟動相當于分級啟動，因此啟動和制動的能耗很小。 當舊設備重建時，由于可以使用原始的籠式電動機，因此減少初始投資是特別有利的。 根據不同的負載要求，三葉羅茨鼓風機變頻調速可以給出不同的協調控制模式。 它特別適用于調節深度運行或頻繁啟動，如開關控制的羅茨鼓風機。 此時，選擇殼體比電動機功率快，并且執行節能操作。

　　對于變頻電機的工作原理，用戶可以通過變頻柜簡單介紹電機的Hz，電機的速度會降低。 變頻電動機的優點在于，在電動機的轉速降低之后，電動機產生的轉矩不會改變。 它的功率沒有變化。 變頻的功率已經下降，這在節省點方面發揮了作用。 一般來說，大功率用戶將使用更多的頻率轉換，而使用低功率的電機用戶將使用較少的頻率轉換。

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羅茨風機變頻控制參數設置：羅茨鼓風機變頻調速系統的設計

　　原標題：羅茨鼓風機變頻調速系統的設計

　　山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機，贏得了市場好評和認可。

　　羅茨風機變頻調速系統的實現從根本上解決了羅茨風機大啟動力矩而配用大功率電機的問題，節能效果非常顯著。能夠解決羅茨風機低負荷運行，羅茨風機開度當板小而引起的風紀震動問題，使羅茨鼓風機運行更加穩定。閉環控制系統的建立使控制更加穩定裝置操作更加平穩；另外羅茨風機轉速的降低大大提高了羅茨風機軸承的使用壽命。提高了設備運行時間，延長了設備的檢修周期。

　　2.變頻調速裝置在羅茨風機上的應用

　　羅茨風機的流量，運行壓力，軸功率這三個基本參數與轉速的運算公式極其復雜，同時羅茨風機類負荷隨環境變化參數也隨之變化。在工程中一般根據羅茨風機的運行曲線，進行大致的參數運算，通過改變羅茨風機的管網特性曲線來實現對羅茨風機的風量的調節；通過改變羅茨風機葉片的角度來實現對羅茨風機的風量調節；通過改變羅茨風機的轉速來實現羅茨風機的風量調節。

　　取代老式的依靠擋板改變流量的方式，達到節能的效果；精確地調節速度和流量，保證工藝質量；接受計算機的模擬或數字信號，進行實時控制；動態性能好，可實現“軟”啟動。變頻裝置的特性保證了電機啟動和加速時具有消除啟動對電機的沖擊，可以提高電機和機械的使用壽命。

　　3.變頻調速技術

　　3.1變頻調速的基本原理

　　對異步電動機進行調速控制時，希望電動機的主磁通Фm保持額定值不變。磁通太弱，電動機帶負載能力下降，磁通太強，形成過飽和，將引起勵磁電流波形畸變。由上可見,Фm值由e1和fl共同決定，對e1和fl進行適當控制，就可以使氣隙磁通Фm保持額定值不變。分兩種：基頻以下的恒磁通變頻調速，即從電機額定頻率f調速；基頻以上的弱磁通變頻調速。

　　3.2 u/f控制

　　主電路中逆變器采用BJT，用PWM方式進行控制。逆變器的控制脈沖發生器同時受控于頻率指令f和電壓指令U，而f和U之間的關系是由U/f曲線發生器決定的。這樣經PWM控制之后，變頻器的輸出頻率與輸出電壓之間的關系就，就是U/f曲線發生器所確定的關系。轉速的改變是靠改變頻率的設定值來實現的。電動機的實際轉速要根據負載的大小，即轉差率的大小來決定。負載變化時，在f不變的條件下，轉子轉速將隨負載轉矩變化而變化，故它常用于速度精度要求不十分嚴格或負載變動較的場合。U/f控制是轉速開環控制，無需速度傳感器，控制電路簡單，負載可以是通用標準電動機，所以通用性強，經濟性好，是目前通用變頻器產品中使用較多的一種控制方式。

　　3.3 轉差頻率控制

　　根據速度傳感器的檢測，可以求出轉差頻率△f，再把它和速度設定值f相疊加，以該疊加值作為逆變器的頻率設定值f1*，就實現了轉差補償。這種實現轉差補償的閉環控制方式稱為轉差頻率控制方式。與U/f控制方式相比，其調速精度大為提高。但是使用速度傳感器求取轉差頻率，要針對具體電動機的機械特性調整控制參數，因而這種控制方式的通用性差。

　　4.系統自動控制的實現

　　4.1控制系統的工作原理

　　本系統是用單片機控制的變頻器實現的羅茨風機調速系統。其主要硬件是MSC8051單片機，變頻器，壓力變送器，羅茨風機。該系統中單片機起到控制器的作用，變頻器和羅茨風機是執行機構。通過設置在羅茨鼓風機負壓側的壓力變送器得到系統的反饋信號，并且將其轉化成了標準的電流或者電壓信號，再經過A/D轉換變成數字信號傳送到單片機，然后由單片機實現PI壓力調節，顯示功能。最后輸出控制量，作為變頻器的模擬量給定信號，由變頻器輸出SPWM調制的頻率可調的電壓來控制羅茨風機電動的轉速。從而整個系統實現閉環控制。達到準確控制，節能的目的。

　　4.2 控制器的硬件設計

　　單片機：選用MCS-8051單片機，由于本系統的設計目的是羅茨風機的簡單調速系統，所以系統不要求有復雜的控制功能。因此本系統選用最小系統，不需要對單片機的進行外部存儲器的擴展。由于8051單片機的輸入輸出口數目的限制，所以系統擴展了并行通信口8255A作為A/D，D/A的接口芯片。系統還具有簡單的鍵盤輸入和顯示作用，通過8279控制鍵盤和顯示器。

　　變頻器：變頻器選用西門子公司的Ec01-110k13kw 變頻器。

　　變送器：選用BYD-8系列壓力變送器。

　　鍵盤顯示部分是用單片機控制8279鍵盤顯示電路，由小鍵盤和6個8段數碼LED組成。可以通過鍵盤對系統的PI的參考量進行預制，這樣使系統增加了很的可移植行和方便了系統的調試。本系統還可以隨時跟蹤顯示羅茨風機負壓側的壓力，方便了操作人員對系統監控。

　　4.3系統的軟件設計

　　系統軟件是計算機控制系統的一個關鍵組成部分，軟件的質量直接關系到整個控制系統的效率和性能。根據控制系統的目標需求，對控制軟件的功能進行合理的劃分，再采用模塊化的設計原則，確定各個模塊所要完成的功能，整個控制軟件完成數據的輸入，顯示以及PI調整功能。整個單片機系統不但起到了控制作用而且充當簡單的上下位機作用。

　　PI控制器可以使原系統更加穩定準確，環節P用來使系統快速的動作，但遺憾的是有余差存在；積分控制可以消除余差，但是容易使系統的控制過程產生震蕩，且時間延遲很長，被控變量波動幅度也很大。應用PI控制，可以很好的改善以上單獨使用的不足，使系統控制變的準確。雖然PI控制還存在很多不足，但是在本系統中，由于對壓力的控制要求不是十分的嚴格，所以應用PI控制就可以很好的完成控制要求。對于PI控制器的參數整定有多種方法，如：臨界比例度法，衰減曲線法，PID歸一參數法等方法。但是在工業中最長使用的是經驗法。這種方法是工人師傅幾十年操作經驗的積累，逐步的反復的試湊，最后得到控制器的適合參數。在PI控制器的設計上，本系統采用了積分分離法防止積分的飽和。

　　5.小結

　　本文系統的介紹了整個系統的設計過程。首先討論了各種羅茨鼓風機風量調節方法以及他們各自的特點，而突出了變頻調速的優點。然后系統的說明了變頻器的原理以及分類，根據各方面的比較選擇該系統所用到的電壓型變頻器，根據所用的頻器的基礎上，確定變頻器的相關參數。最后根據在工業現場采集到的數據進行數學上的仿真，完成控制器的軟件設計。

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