变频技术范文

变频技术范文第1篇

我电厂的综合泵房共有9台水泵,其中有3台工业水泵,2台消防稳压泵,2台消防泵,2台生活水泵。而工业水泵承担着我公司两台5万KW汽机,两台额定蒸发量220T/H锅炉生产用水的供水任务,工业水泵的型号:250SSK468/54,流量:468m3/h,扬程54米,转速1470r/min,配用功率110KW;配用电机型号Y315S-4B3,电压380V,电流201A,转速1480r/min.建厂初期由于设计问题,全部采用工频运行。为了保证生产的可靠性,各种水泵在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费,

2007年由于燃煤机组发电成本越涨越高,为了节能增效,公司采购了2台西门子MICROMASTER430系列MM400变频器,对供水量最大的工业水泵进行节能改造。控制方式为1#工业水泵使用一台变频器,2#和3#共用一台变频器控制。一台变频器设一台压力变送器,压力变送器把工业水泵出口母管压力信号转换成4—0mA电流信号送到变频器。变频器根据变送器提供的电流信号自动调节水泵转速,从而维持生产需要的供水压力,形成一个闭环调速控制系统。改造完成后,工业水泵的控制系统不仅很好的完成了公司生产用水的任务,而且给公司节约了大量的能源。

2采用变频技术前后工业水泵的流量特性

水泵电机工频运行如图1所示,当水泵工作在曲线②的A点时,其流量与压力分别为Q1、P2,此时水泵所需的功率正比于P2与Q1的乘积。由于工艺要求需减小水量到Q2,通过增加管网管阻,使水泵的工作点移到曲线③上的B点,水压增大到P1,这时水泵所需的功率正比于P1与Q2的乘积,由图可见这种调节方式控制虽然简单,但功率消耗并无减少。

若水泵电机采用变频调速,水泵转速由n1下降到n2,这时工作点由A点移到C点,流量仍是Q2,压力由p2降到p3,这时变频调速后水泵所需的功率正比于p3与Q2的乘积,由图可见功率的减少是明显的。

3改造设计

3.1调速控制系统设计

根据终端用户生产工艺供水要求,考虑若干方面的因素,采用闭环调速控制(图2)。系统主要由两部分组成。

(1)控制对象。工业水泵电机功率110kW,额定电流201A;水泵配用功率l10kW,流量468m3/h,扬程54m。

(2)变频调速设备。变频器选用西门子MICROMASTER430系列MM400变频器,适配电动机功率150kW;PLC选用S7-200CPU226;扩展模块EM235;操作面板选用PSW1711-CTN。

(3)压力测量变送器(PT)。选用EJA430A-630SE/S1-2Mpa。用于控制水管出口压力并将压力信号变换为4mA-20mA的标准电信号,再输入调节器。

3.2鼠笼型电动机变频改造设计

(1)变频器选型。

电机用变频器运转同采用工频电源运转相比,电机的效率、功率因数将降低,电流增加,对同一负载而言约增加10%,400V电压等级频率为50Hz和60Hz时有如下电流关系:I400/50>I400/60。电机变频运转在50Hz时温升裕量小,要降低负载转矩使用;当电机极数>4极时(如8极、10极等),选择变频器容量要用电流来校核,即电动机脉动电流应不超过变频器的过电流耐量,1脉动<1.51;Ie电机负载很轻时,即使电机的电流在变频器额定以内,亦不能使用比电动机容量小很多的变频器。

低速时,电机的铜耗大体与额定时相同,但由于转速越低,电机冷却效果越差,定子的温升会发生变化。因此,选择变频器时,要考虑在低速下使用电机的温升,相应减小运转转矩(电流),降低铜耗。

电机运转在低频区时,转矩特性会大幅度降低。对于负载变动大或启动转矩大的情况,可选用上一级电动机与变频器。要考虑电机允许最高频率的范围。

(2)容量的选择。

连续运转设备所需的变频器容量的计算,要考虑变频器传给电动机是脉动电流,其脉动值比工频供电时电流要大,因此变频器的容量须留有适当的量。考虑到离心泵负载的具体情况,并参照厂家提供的产品选择样本确定变频器的容量为150kVA。

4节能效果计算

节能效果可按GB12497《三相异步电机经济运行管理》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式计算:采用阀门调节流量对应电动机输入功率P1V与流量口的关系为:

P1V=[0.45+0.55(Q/QN)2]P1e;

式中P1e——额定流量时电动机输入功率,KW;

QN——额定流量,m3/h;

工业水泵采用变频调速后节电率Ki为:

Ki=1-(Q/QN)3/[0.45+0.55(Q/QN)2]。

低压配电系统运行电压380V,电机实际运行电流201A,水泵电机功率l10kW、极数4极、实际出力为55%～83%,取Q/QN=0.69得:

Ki=1-(Q/QN)3/[0.45+0.55(Q/QN)2]=1-0.693/(0.45+0.55×0.692)=0.5385;

P1e=1.732×380×201=132KW;

P1V=(0.45+0.55×0.692)×P1e=0.7119×132=94kW。

变频器调速调节水量时相对阀门调节水量的节电率为0.5385。设备运行每年按300天计算。年节电量超过27万kW/h。按电价0.55元/kW/h计算,年节约电费超过14.8万元,技术经济效益可观。

5我公司变频器其它方面的应用

工业水泵变频节能改造成功之后,公司又对两台消防稳压泵和两台除盐水泵进行了改造。两台消防稳压泵自动切换使用一台西门子MICROMASTER430系列MM400变频器;两台除盐水泵自动切换使用一台西门子MICROMASTER430系列MM400变频器。也都获得了很好的节能效果。

然而,在电厂厂用电中耗电最多的四大辅机:给水泵(3台),引风机(4台),一次风机(2台),二次风机(2台),却仍然没有采用变频或是液力耦合等节能技术。电机全部工频运行,只是用调节其出口阀门开度来调节介质流量,系统瘪压情况较严重,压力不稳定。设备振动厉害,给生产带来很多不稳定的因素,同时浪费了大量电能。

变频技术范文第2篇

关键词：变频技术；变频空调；结构特点；工作原理

1变频器的基本工作原理

1.1变频技术的发展

在我们国家改革开放时期引进了变频技术，一直发展到现在，变频技术在我们国家已经基本普及。对于我国变频技术的发展总的来说，可以分为三个主要过程，首先是从别的国家引进变频技术，1995年，我国成立空调研究所，对于国外空调的先进技术进行研究，1996年，我国从国外引进变频空调技术，建立我国的变频空调生产基地。其次我国的科研人员进行研究，2000年，我国初步了解了变频空调技术，然后进行了充分的消化吸收，选取相对应我国的变频空调的标准，进行磨合。最后进行自主创新，制造出适合我们国家的变频空调，2008年，国家变频空调标准出台，很多生产商开始生产变频空调，研究者不断地改进变频空调，直到现在，我国的变频空调技术还在不断地发展创新，紧跟时展的脚步，提高核心质量问题。

1.2变频器的基本概念

随着变频空调的广泛使用，越来越多的人对于变频器这一工作器件十分的好奇，开始对变频器进行探究。其实变频空调中最主要的就是变频器，变频器一般是指对电力半导体器件的通断的控制，将交流电工频电源中稳定不变的频率和电压变换为频率和电压可以改变的交流电的电能控制的一种装置，绝缘栅双极晶体管是一种半导体器件，一般称IGBT。变频器的工作过程是在电路中将稳定频率和电压的交流电流转化为直流电流，然后将转化的直流电再转化为可变频率和电压的不同的交流电流，这就是变频器的基本概念。其本质过程就是电流的转化过程，把固定不变频率和电压的三相或者单相电流转化为频率可以适应环境温度改变的可变的频率或电压的交流电流，变频器的本质就是不断地转化的过程，通过不断地转化，来保证变频空调的稳定运行。

1.3变频器的基本构造及工作原理

前面我们简单的介绍了变频器的基本概念以及它的工作过程，那么变频器的基本构造是什么呢?变频器基本构造复杂，其中有很多个电路，最主要的是逆变电路、整流电路、控制电路这几部分。其中三相整流桥组成了整流电路，这个过程是电路将所收集到的三相交流电都整流成直流电，逆变电路主要是由逆变模块和驱动电路组成，其主要作用是由IGBT组成逆变桥，然后根据驱动电路发出的驱动信号把整流所得的直流电转化为频率和电压可变的交流电，这个过程在变频器的工作过程中十分的重要。变频器是构成压缩机的最主要器件，而压缩机是通过控制转速来实现对温度的控制，因此，变频器在变频空调工作过程中是一个桥梁的作用，通过对电流的转换来辅助压缩机工作。以上就是所说的变频器的基本构造和简单的工作原理。

2变频空调的现状

前面我们介绍过变频技术及变频空调的发展阶段，我们都知道，随着时代的不断进步，科学技术的发展日新月异，变频空调也在不断地进行改进和创新发展。相对于以前的变频空调，现在的变频空调更加的节能省电，最重要的是环保舒适，同时更加的人性化，更加的贴合时代的发展主题，提高了人们的生活质量。自从2009年公布的家电下乡公告以后，变频空调也被选入家电下乡活动中，变频空调的生产商也抓住了这次机会，开始进行扩展和推销。现阶段，在变频空调广泛应用中也出现了一些不足和，生产商重视核心问题的普遍性，积极改进，保证质量，同时变频空调本身存在的问题也在不断地解决。变频空调正在迅速的发展，相信不久的将来，变频空调会越来越完善。

3变频空调和定频空调各自的优势及不足

3.1变频空调的优势及不足

我们都知道，变频空调虽然为人们带来了很大的便利，但是同时也存在一定的不足，接下来对变频空调的优势和不足进行简单的分析。首先变频空调的优势在于它节能效果好，因为变频空调内部有变频器随时调节压缩机的运转速度，压缩机保持持续平稳的状态，节能效果十分理想。其次，变频空调的温度控制精度高，变频空调是通过控制压缩机的转动速度来实现对于温度的控制，精确度可以达到一度左右，对于温度的控制十分精确。最后变频空调可以保持室温恒定，变频空调通过变频压缩机控制转速来自动的调节室温，使室温保持恒定。变频空调的不足之处在于价格比较贵，经济条件不好的家庭消费不起。其次，变频空调需要持续开机，才能显示出变频空调的优势来，但是很多家庭会节省电费，不会持续开机，这样变频空调的优势不能更好的显示出来。最后变频空调的核心技术还不够完善，变频空调还会存在一定的问题，需要进行维修和处理。

3.2定频空调的优势及不足

定频空调在变频空调出现之前，在人们的生活工作中还是非常重要的，定频空调相对于变频空调来说，最大的优点是价格便宜，很多的普通家庭都可以消费得起。其次，定频空调对于普通工作或者生活时间小于十个小时的消费者来说，是一个不错的选择。定频空调存在一定的不足，首先是定频空调耗电量较大，定频空调在使用的时候需要不断地根据室温进行调节，这样会对家庭的电路消耗造成很大的影响。其次，定频空调不易调节，精确度不够。最后，定频空调对于达到我们设定的温度的定值的过程历时较长，等待时间较长。

4对交流变频空调、直流变频空调两个方面的变频基本原理分析

4.1交流变频空调的变频调速系统

前面我们简单的介绍了变频器的基本概念和基本组成，接下来我们研究一下交流变频空调的变频调速系统，整流器、滤波器、功率逆变器主要组成了交流变频空调的变频调速系统。整流器采用硅整流器件桥式链接，分为单相和三相输入电流，将交流电源转化为直流电，整流滤波的作用是输出直流电压使之平稳且得到提高。六个IGBT组成上下桥式驱动电路基本构成了功率逆波器，其中功率晶体管被作为开关器件，控制线路，使每只晶体管导通，当控制电路输出信号时，晶体管输出频率变化的三相电流，整个电路的平稳运行是保证变频调速系统运行稳定的重要保障。这就是交流变频空调的变频调速系统简单的工作原理。

4.2直流变频空调的变频调速系统

直流变频空调的变频调速系统和交流变频空调的调速系统在原理上存在一定的不同之处，直流变频空调压缩机采用的是无刷直流电机，无刷直流电机和普通的有刷直流电机和交流直流电机在本质上相差不多，但是有一定的区别，稀有材料制成的永久磁钢制成了无刷直流电机的转子，而且定子采用整距集中绕线，这样提高了转子的运行速率，没有涡流损失，调速性能优良，电磁干扰较小，噪音也小，寿命长。在进行转子检测时，利用电动机内部的位置传感器提供的信号，进行驱动电机换相，或者是可以利用相电压采样信号检测出无刷直流电机的相电压，然后计算可得出，来驱动电机换相，一般都采用后一种方法进行测量转子的位置。

5结束语

随着变频技术的不断发展，变频空调越来越广泛的运用到人们的工作生活中，给人们带来了舒适快捷的享受，本文主要分析了变频技术的发展，变频器的组成和工作原理，在此基础上分析了交流变频空调的变频调速系统和直流变频空调的变频调速系统，总结了变频空调和定频空调的优势和不足，在以后的发展中，变频空调需要不断地改进，紧跟时代的步伐，适应人们的需求，更加的贴合时代节能环保的发展主题，从变频技术的核心问题出发，提高变频空调的质量问题。

参考文献：

[1]杜宇.新风间接换热式数据中心空调辅助系统的节能研究[D].河北工程大学，2013.

[2]周小伟.重庆市既有公共建筑空调系统节能诊断研究及节能改造评价体系构建[D].重庆大学，2012.

[3]余能辉.空调系统冷冻水泵节能改造的节能量认定方法研究[D].重庆大学，2011.

[4]顾建晖.开式管网系统中通风机变速调节节能效果研究[D].同济大学，2007.

[5]张代军，唐士芳，沈昭华.中央空调智能群控节能系统改造与设计[J].科技创新与应用，2016（24）：44－45.

变频技术范文第3篇

一台施耐德变频器，频率只能上到20Hz，检查了各项参数，发现最高的频率上限均为50Hz，由此排除了参数的问题。再检查是不是给定方式不对，改成面板给定频率，变频器最高可运行到50Hz，因此，判断是模拟量输出电路出现了问题，检查后，发现一贴片电容损坏，更换后，变频器频率调节恢复正常。

2变频器过热

这几台使用不到一年的变频器，复位开车后还是可以正常的运行，只不过几个小时候又发生同样的故障，检查电动机没有发现问题，但注意到变频器的通风口风量很小，于是把变频器拆开检查，发现这几台变频器有的因为散热风扇烧坏，有的因为风扇保险烧坏，更换风机后，此类情况就没有在出现。4）过压和欠压。一台施耐德的变频器出现过压，总是在停机时跳“OU”，这个时候我们可以重点检查制动回路，测量放电电阻没有问题，测量制动管被击穿，把制动管换掉之后，便没有出现这个问题。出现欠压情况的DANFOSS变频器，在加负载后出现“DCLINKUNDERVOLT”，经过仔细检查问题不是特别的复杂，应该重点检查整流桥，经过检查整流桥发现有一路桥壁开路，更换后问题解决。

3故障出现的原因和应对方法

3.1不能调高频率的变频器

分析原因后得出结论，是因为电动机安装在外面，现场对于电动机保护不当，下雨时不能对电动机及时防雨，造成了电动机受潮，雨后也未能对电动机烘干，造成了电动机内部局部发生短路现象。这样的情况比较容易解决，只要做好对电动机的保护工作，增加电动机防雨系统，及时检查电动机，如有受潮的情况及时烘干。

3.2变频器频率上不去

变频器调频，发现频率调不上去时，首先看各项参数是否正常，如果参数问题排除，可以检查给定方式，如果都排除了，那么就知道是模拟量输出电路出现了问题，仔细检查模拟量输出电路，找出问题所在，排除问题。

3.3变频器过热

这个问题最终很显然是因为变频器的通风排热系统出现问题，散热风扇的质量过于粗制劣造，造成不必要的麻烦。应该选用正规厂家合格的有质量保证的变频器，及时的跟变频器厂家沟通散热排风扇的质量问题。

3.4过压和欠压

变频器过压和欠压是两个不同的故障，所以有不同的原因和应对方法。变频器过压报警，主要原因是因为减速的时间太短，或者制动单元出现了问题。变频器在减速的时候，电动机转子绕组切割旋转磁场的速度加快，转子的电流增大，电机从而处于发电的状态。这个时候，我们就要认真检查制动回路，发现问题，然后换掉出现问题的部分。欠压报警主要原因在于整流桥某一个部位的损坏，刚才也已经举了一个例子，是整流桥有一路桥臂开路。出现变频器欠压的问题，就要仔细检查整流桥，查看问题的部位并撤换掉。

3.5变频器的运行环境

在一些工厂内，空气中的粉尘和蒸汽含量很高，所以变频器一半在现场的控制柜中保护，为了更好的散热，就在控制柜上安装了冷却风扇[3]。变频器的各个部分的电缆都从控制柜的底部连接变频器，导致控制柜封闭不严，粉尘和蒸汽可以通过控制柜的底部进去到控制柜影响变频器。

4针对变频器出现故障的原因提出对策和建议

1）变频器的控制柜。建议把变频器的控制柜移到室内，把变频器的防护等级提高到IP54，防止粉尘和蒸汽进入到变频器内。2）变频器的选择。根据不同的负载选择恰当的变频器，保证变频器的正常运行。3）变频器电源柜的改变。可以把供电给变频器的电源柜改为馈电柜，从而可以避免操作人员对变频器进行多次强制复位，保护变频器不受人为破坏。4）关于长期不用的变频器和变频器电容器。长期用不到的变频器，要定期进行带电运行，这样可以对变频器内件进行充电式的保护。如果有时间和条件，对使用多年的变频器的电容器进行测试。

5结语

本文介绍了变频器出现的故障，原因和解决对策。分析这些出现的故障及其出现的原因，我们可以从中得出结论，在购买和选用变频器的时候，一定要选择正规有质量保障的厂家，不可为贪图一时便宜而使将来麻烦重重，根据变频器使用的环境和实际需求的负载来选择合适的变频器也是关键，避免因为机型不合适的问题造成生产的阻碍，避免因为机型的不合适造成变频器不能正常运行从而造成损坏的情况。买到正确的变频器也要正确的使用，对变频器变频技术维护和保养也不能马虎。用一些小技巧和小方法保护变频器的使用寿命，在变频器出现问题的时候，不要强制的运行和停止，要积极联络维修人员，仔细检查变频器出现问题的原因和部位，做到真正的爱护和保养。只有这样才能延长变频器的寿命。

变频技术范文第4篇

[关键词]水利工程；自动化；变频；供水；

中图分类号：TV 文献标识码：A

前言

随着自动化的快速发展和在各个领域的渗透，使基于自动化技术的水利工程建设和管理发展到了一个新的水平，并展示出了强劲的生命力和应用前景。特别是变频供水技术的成熟和迅速普及，给水利自动化提出了新的要求。近年来，伴随着大量供水输水工程的建设及改造，变频供水技术在水利工程中的运用越来越广泛。变频供水技术的广泛应用标志着水利行业技术水平随着时代的发展不断进步。

二、变频器简介

变频器的英文译名是VFD（Variable-frequency Drive），是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。变频器之所以能实现对电动机的调速功能，主要是变频器能够将电源的三相(或单相)交流电，经整流桥整流为直流电(交—直变换)，再把直流电经逆变器变为电压和频率可调的三相(或单相)交流电源(直—交变换)。其间电能不发生任何变化，而只有频率发生改变。三相异步电动机的转速计算公式为：

式中：n--转速； f1--供电频率； s--异步电动机转差率； p--磁极对数。

由上述公式可知，异步电动机调速的途经有改变磁极对数、改变转差率和调整供电频率。

三、变频与供水关系论述

在供水系统中，流量是最根本的控制对象。由水泵—管道供水原理可知，调节供水流量，原则上有二种方法；一是节流调节，开大供水阀，流量上升；关小供水阀，流量下降。调节流量的第二种方法是调速调节，水泵转速升高，供水流量增加；转速下降，流量降低，对于用水流量经常变化的场合（例如生活用水），采用调速调节流量，具有优良的节能效果。变频器控制水泵，主要是通过变频器控制水泵的转速来调节水的流量，在普通泵的基础上增加了变频器控制。其工作原理为：风机水泵类负载，电机能耗与转速的立方成正比，使用变频控制水泵较使用进、出口阀门调节水泵要更加节能。由于水泵的轴功率与转速的立方成正比，因此水泵用变频器来调节转速能实现压力或流量的自动控制，同时可获得大量节能。另外使用变频器控制还可以减少起动电流和对泵的冲击，泵停车时还可以通过参数设置来避免泵的水锤效应。

变频供水技术以其节能、安全、供水高品质等优点，在供水行业得到了广泛应用。变频供水系统实现水泵电动机无级调速，依据用水量的变化（实现上为供水管网的压力变化）自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中如何充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频器速供水系统，降低成本、保证产品质量等有着重要意义。

四、变频供水的安全问题研究

（1）水锤效应的产生与消除

异步电动机在全电压启动时，从静止状态加速到额定转速所需要的时间只有0.25s。这意味着在0.25s的时间里，水的流量将从零猛增到额定流量。由于水具有动量和不可压缩性，因此，在极短时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击，并产生空化现象。压力冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一样，故称为水锤效应。在直接停机时，供水系统的水头将克服电动机的惯性而使系统急剧地停止。这也同样会引起压力冲击和水锤效应。由此可以看出，产生水锤效应的根本原因，是由于启动和制动过程中的动态转矩太大。

水锤效应具有极大的破坏性:压强过高，将引起管道的破裂，反之，压强过低又会导致管道的瘪塌。此外，水锤效应也可能破坏水泵、阀门和固定件，大大降低供水质量。采用了变频调速后，可以通过对升速时间的预置来延长启动过程，使动态转矩大为减小，在系统停机过程中，同样可以通过对降速时间的预置来延长停机过程，减小动态转矩，从而彻底消除水锤效应，大大延长了水泵及管道系统的寿命。

（2）供水电机及电网的保护

由于变频供水基本上都采用了变频软启动，启动频率低，启动电流小，因此，除了对供水机泵和供水管网有保护作用，还能有效地防止大电流对电机和电网的冲击，对供水电机和电网有良好的保护作用，供水系统电机直接启动与变频启动的对比表如下表所示。

五、对变频干扰的处理

凡是安装有变频器的测控系统一般都伴随着电磁干扰的问题。变频器的干扰问题一般分为变频器自身干扰；外界设备产生的电磁波对变频器干扰；变频器对其它弱电设备干扰3类情况。

变频器自身就是一个干扰源。变频器由主回路和控制回路两大部分组成，变频器主回路主要由整流电路，逆变电路，控制电路组成，其中整流电路和逆变电路由电力电子器件组成,电力、电子器件具有非线性特性，当变频器运行时，它要进行快速开关动作，因而产生高次谐波，这样变频器输出波形除基波外还含有大量高次谐波。所以对电源侧和输出侧的设备会产生影响。与主回路相比，变频器的控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受其它装置产生的干扰。

如果变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰，电网噪声也会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电；浪涌、跌落；尖峰电压脉冲；射频干扰。其次，共模干扰通过变频器的控制信号线也会干扰变频器的正常工作。另外，安装变频器的配电柜与动力配电室相距太近的话，如果配电室配电柜有大电流流过，将在电流周围行成较强磁场，同样会对变频器的控制回路造成影响。针对以上情况，一般处理方法是要保证良好的接地，接地线愈短愈好，而且必须接地良好；控制回路线使用屏蔽线，而且屏蔽线远端屏蔽层悬空近端接地，一定不能双端接地；根据产品要求合理布线，强电和弱电分离,保持一定距离,避免变频器动力线与信号线平行布线，应分散布线；增加抗无线干扰滤波器，变频器输入和输出抗干扰滤波器或电抗器；采取防止电磁感应的屏蔽措施，甚至可将变频器用金属铁箱屏蔽起来；适当降低载波频率；若用通讯功能，RS485通讯线应使用双绞线。

反过来说，变频器对电网来说也是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外，当变频器输入或输出电路与其它设备的电路很近时，变频器的高次谐波信号可通过感应的方式耦合到其它设备中去。其中电流干扰信号主要以电磁感应方式传播，电压干扰信号主要以静电感应方式传播。在本系统试运行初期，最为明显的就是对液位变送，频率设定及反馈等模拟量4-20mA信号的干扰，数值跳动幅度大，以至于无法正常读取。对于这种形式的干扰，首先需要判断扰的对象，是4-20mA供电电源受干扰还是信号线，最好用示波器查看一下信号线波形，可用以下方法降低、避免干扰：4-20mA信号电源用隔离变压器供电；4-20mA信号线用屏蔽线，与变频器三相输入输出分开布线；在4-20mA信号线上加电容（无极性）接地或加信号滤波电感。

六、结束语

新型的变频供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比，不论在设备的投资，运行的经济性，还是系统的稳定性和可靠性，自动化程序等方面，都是具有无法比拟的优势，而且具有显著的节能效果。变频供水系统的这些优越性，引起国内几乎所有供水设备厂家的高度重视，并向着高可靠性、全数字化微机控制、多品种的方向发展。追求高度智能化、系列化、标准化是未来供水设备适应城镇建设中网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。

参考文献

[1] 邬晓峰.PLC控制器和变频器技术在门机上的应用[EB/OL].2009

变频技术范文第5篇

关键字：变频器；检修；技术

引言：变频调速器作为一种高效节能的电机调速装置，因其较高的性能价格比在工厂得到了越来越广泛的应用。维护、维修、测试变频调速器的工作变得日趋重要，因而使变频调速器维修测试平台成为应用领域不可缺少的设备。莱钢自动化部于2002年设计、组建了变频调速器维修测试平台。变频调速器维修测试平台主要由两部分组成，维修部分和测试部分。

1.变频器的构成

变频器主要是由主电路、控制电路组成。

主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。

控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。①运算电路：将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。 ②电压、电流检测电路：与主回路电位隔离检测电压、电流等。 ③驱动电路：驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。④速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。⑤保护电路:检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流、变频器应用维护保养。由于变频器能适应生产工艺的多方面要求，尤其是在工业自动化控制应用上，交流变频调速技术已经上升为工业自动化控制的主流。交流调速系统的性能已经可以和直流调速系统相匹敌，甚至可以超过直流系统。它采用的全数字控制方式，使信息处理能力大幅度地增强。同时它将实用经验和技巧不断地融入软件功能中，采用模拟控制方式无法实现的复杂控制在今天都已成为可能，使变频器的可靠性、可使用性、可维护得以充实。由于变频器具有调速性能好、调速范围宽和运行效率高，使用操作方便，且宜于同其它设备接口等一系列优点，所以应用越来越广泛。

2.变频调速器维修部分的组成

从前几次维修变频器的经验来看，与强电相关的器件、大功率器件，电源部分以及相应的驱动部分电路损坏频率较高，当然在以后的维修过程中会出现各种各样的故障现象，表现与其相应的电子电路有关。电子设备的维修过程就是寻找相应故障点的过程。在维修过程中，我们还是应该坚持以人为主，设备为辅的原则，充分发挥人的主观能动性，降低维修成本，从故障现象入手，分析电路原理、时序关系、工作过程，找出各种可能存在的故障点，然后借助一些维修检测设备，确定故障点，确定故障元器件，(包括定性与定量指标)，然后寻找相应的器件进行替换，使设备恢复其固有的性能指标。

3.变频器维修方法

往往变频器的故障只有一点，而对于维修者最重要的就是找到故障点，有针对性地处理问题，尽量减少无用的拆卸，尤其是要尽量减少使用烙铁的次数。除了经验，掌握正确的检查方法是非常必要的。正确的方法可以帮助维修者由表及里，由繁到简，快速的缩小检测范围，最终查出故障并适当处理而修复。

3.1报警参数检查法：变频器会针对电压、电流、温度、通讯等故障给出相应的报错信息，而且大部分采用微处理器或DSP处理器的变频器会有专门的参数保存3次以上的报警记录。

3.2类比检查法：此法可以是自身相同回路的类比，也可以是故障板与已知好板的类比。这可以帮助维修者快速缩小检查范围。

3.3备板置换检查法：利用备用的电路板或同型号的电路板确认故障，缩小检查范围是非常行之有效的方法。

3.4隔离检查法：有些故障常常难于判断发生在那个区域，采取隔离的办法就可以将复杂的问题简单化，较快地找出故障原因。

3.5直观检查法：就是发挥人的手、眼、耳、鼻的感知器官来寻找出故障原因。

3.6升降温检查法：此法对于一些特殊的故障非常见效。人为地给一些温度特性较差的元件加温或降温，产生“病症”或消除“病症来查找故障原因

3.7破坏检查法：就是采取某种手段，取消内部保护措施，模拟故障条件破坏有问题的器件。令故障的器件或区域凸现出来。

3.8敲击检查法：用绝缘的橡胶棒敲击有可疑的不良部位，如果变频器的故障消失或再现则很可能问题就出在那里。

3.9刷洗检查法：很多特殊的故障，时有时无，若隐若现，令人无法判断和处理。这时就可以用清水或酒精清洗电路板，同时用软毛刷刷去电路板上的灰尘，锈迹，尤其注意焊点密集的地方，过孔和与0伏铜层接近的电路也要清洗干净，然后用热风吹干。往往会达到意想不到的效果。至少有助于观察法的应用。

3.10原理分析检查法：原理分析是故障排除的最根本方法，其他检查方法难以奏效时，可以从电路的基本原理出发，一步一步地进行检查，最终查出故障原因。

4.维修过程

4.1询问用户变频器的故障现象，包括故障发生前后外部环境的变化。例如，电源的异常波动、负载的变化。

4.2根据用户的故障描述，分析可能造成此类故障的原因。

4.3打开被维修的设备，确认被损坏的程序，分析维修恢复的可行性。

4.4根据被损坏器件的工作位置，通过阅读电路，分析电路工作原理，从中找出损坏器件的原因，以及一些相关的电子电路。

4.5寻找相关的器件进行替换。

4.6在确定所有可能造成故障，所有原因都排除的情况下，通电进行实验，在做这一步的时候，一般要求所有的外部条件都具备，并且不会引起故障的进一步扩大化。

4.7在设备工作正常的情况下，就可以进入下一个程序，系统测试。

5.变频器本身的故障自诊断及预防功能

老型号的晶体管变频器主要有以下缺点：容易跳闸、不容易再启动、过负载能力低。由于IGBT及CPU的迅速发展，变频器内部增加了完善的自诊断及故障防范功能，大幅度提高了变频器的可靠性。 如果使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”，其中的“启动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因，将得到很好的克服。该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算，计算出当前时刻所需要的转矩，迅速对输出电压进行修正和补偿，以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。此外，由于变频器的软件开发更加完善，可以预先在变频器的内部设置各种故障防止措施，并使故障化解后，仍能保持继续运行。

6.结束语

变频器的维修工作是一项理论知识、实践经验与操作水平的结合的工作，其技术水平代表着变频器的维修质量。所以我们要经常阅读一些有关的书报杂志，不断了解这些电子元器件所具备的功能和特点，开拓思路，给维修工作以启迪，并将这些学到的知识应用于实际工作中，解决一些维修过程中无法解决的问题，以使自己的技术水平不断提高。变频器是运动控制系统中的功率变换器-变频发展分析变频器是运动控制系统中的功率变换器。当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域，总的发展趋势是：驱动的交流化，功率变换器的高频化，控制的数字化、智能化和网络化。因此，变频器作为系统的重要功率变换部件，提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。

参考文献：

[1]变频器应用技术（华南理工大学出版社）

变频技术范文第6篇

关键词：变频器控制技术；现场总线；传统I/O；分析

传统的变频器控制技术是以I/O方式为基础，在控制器以及变频器的I/O端口上以功能需求来进行控制线的相应连接。传统的I/O控制方法功能较为单一，布线也较为繁琐，并且可靠性和通信效率也不高，在工业拖动现场时也存在较多的障碍，不利于工业拖动的现场。而现场总线的变频器控制技术则在技术上实现创新，现场总线是一项新技术，其顺应了工业控制系统以及信息技术智能化、分散化。在变频器控制以现场总线为基础的系统中，一条总线电缆便可完成变频器及控制器的全部通信，与上层网络相结合，实现了更加高效、智能以及全面的监控，也实现了更加高速的监控。信息系统集成在企业级别中的实施也更加便捷。

一、传统I/O技术于变频器控制的弊端

在变频器控制中本机控制是最为简单的，也称作面板控制。在进行变速、启动、点动、以及复位、停止的控制时，面板控制是通过变频器的键盘来进行的，键盘在控制面板上。虽然方法较为简单，也需要变频器控制面板有专人负责控制，面板控制效率较低，功能也较为简单，外部功能开关也可以用PLC控制器来进行控制，相关逻辑也得以实现，对变频器I/O端子进行输出，对变频器进行控制。并进行PLC编程用以不同功能的实行，其功能包括输入其他各种和外部故障的信号以及多级变速控制。

变频器的控制方法以I/O端口作为基础，在进行功能的扩展时，则只能采取较为简单的扩展，也难以改善传统I/O变频器控制方法所存在的缺点。工业拖动现场随着时代在发展，传统I/O技术已不能适应现代的施工要求。而现场总线技术作为新技术，在信息传输中只需要一条总线电缆，便可以实现传输所有信息，现场总线技术在维修成本、布线成本以及调试成本上也极大的降低了，并且全数字化，通信速度快和结构开放互连，现场总线控制技术的效率也较高。

二、以现场总线为基础的变频器控制系统

（一）以设备层为基础的变频器控制系统

3层网络结构体系是Rockwell对现场总线提出的标准之一，其组成包括了信息层、设备层以及控制和自动化层。其中，设备层是以现场总线技术工业标准为基础来进行网络开放，起到高层设备和底层工业装置的连接作用，高层设备则包括了计算器以及PLC控制器等，底层工业装置则包括了传感器、开关、以及拖动装置，还包括了阀门等。设备层采用的供电方式是总线供电，网络的电缆结构采用主干线结构和支线结构，并对本质安全技术进行提供，通信采用用户模式和生产者模式，在网络通信效率上较为优异，提供了两种报文类型，包括显示报文和I/O报文。

变频器控制以设备层为基础，其系统结构包括了，装有组态软件的一台RSlinx，并将其接入到设备层的总线之上，监控软件RSView32以及PLC编程软件RSlogix500的计算机，RSNetworx，与设备层相连的接口使用1770-KFD，而设备层与6台AB1336Plusll变频器则使用设备层通信模块1203-GK5来连接，网络主设备使用MicroLogix1500PLC控制器，对于网络设备信息的获取则使用扫描模块1769-SDN来进行，监测设备和控制设备。

连接现场设备和PLC，是以扫描模块1769-SDN作为接口，用作设备数据格式转换以及设备数据采样。在运行包含SDN的PLC处理器中，SDN对设备进行了依次扫描，采样参数，并对数据格式进行了转换，转换成PLC能够接受的数据格式，进而使PLC处理器能够进行读取，经PLC处理器进行处理，对其输出数据也进行了转换，转换成不同种类的设备能接受的格式。

变频器数据通信以及PCL数据通信的实现可以通过映射的方式来进行，Word 0至9 共10个字包括在接口定义格式之中，其中使用通信模块将Word 0和Word 直接输送至变频器，将其固化为变频器频率状态（或设定值）以及逻辑状态（或命令）。在进行映射的输出时，Word 0包含了系统的停止、故障复位和启动控制位以及系统的正反向、频率源和减速等控制位，设定工作频率则由Word1进行存放。在进行映射输出时，Word 0则反馈给PLC变频器状态信息，包括了变频器运行、使能和出错状态信息以及变频器达速、加减速状态信息，实际工作频率则由Word 1 进行存放。而Word 2至Word 9共8个字的通信内容设定则是以用户需求来进行，变频器中的DataIn/Out A至DataIn/Out D则与通信模块中的Datalink A至Datalink D相对应，常用的变频器监控参数设定至DataIn/Out之上，包括了故障代码、实际输出和加减速时间，以及电流电压和多个预置频率等。分别占用其中（Word 2至Word 9）一个字映射至扫描器。Word 1与Word 0相结合，使PLC实现监控变频器的大部分功能。

（二） Rockwell 3层网络系统平台

ControlNet作为中间层于3层网络结构中，具有高速确定性，也是开放型网络，其能够满足的要求较多，包括了连接PLC处理器，计算机和I/O用要求以及其他智能设备、操作员界面应用的要求，并且满足要求的高信息吞吐量和实时。经使用用户模式和生产者模式，控制网络具备对等网络功能和I/O网络功能，并且提供其高速性能。EtherNet通过工业以太网的使用，集成信息管理和控制系统，利用以太网监控生产场信息，包括了用于监控的工业PC工作站和PLC生产现场信息，还包括了可在计算机系统进行存取的ControlNet生产现场信息和DeviceNet生产现场信息，进而实现工厂级的统计质量控制、计划管理和生产流程的进行，以及实现物料跟踪、监视控制和远程设备维护的进行。

基于DeviceNet平台建立的Rockwell 3层网络对系统的集成更加的全面， ControlnNet与DeviceNet的连接可通过ControlLogix来实现，并且可接入至其网络适配器。DeviceNet节点扫描模块使用1756-DNB，ControlnNet节点扫描模块使用1756-CNB。两者中的ControlLogix、PL以及计算机与最高层EtherNet的连接则可使用以太网模块或者使用网卡来进行。经扫描器，在该层运行的计算机工作站可实现整个网络节点的扫描和管理，对设备层生产现场信息以及控制层生产现场信息进行存取，实现全方位信息调度以及集成的企业级运行，并在连接InterNet相连接时更为便捷。

（三）监控平台

对于监控变频器网络的任务的实现，可使用以RSView32软件为基础的计算机监控，或者使用PanelView人机界面来实现。RSView32可以与控制器实现通信功能，其中控制器的系列包括了与MicroLogix、PLC-5以及SLC500。还能与ControlLogix实现通信，并且网络层次也可以使用两种，包括ControlNet和DeviceNet。平台移植于连接两种计算机之间也更为便捷，网络可根据种类进行驱动器种类的选择。系统的多机同步控制、全部监控以及单机控制的集成是由总监控台来实现，而单独对每一台变频器进行控制可由各分控台来实现。

参考文献

[1] 吴海东.变频器控制技术在平衡机中的应用[J].风机技术，2009，（1）：57-58.

变频技术范文第7篇

（1）交流-交流变频，使固定的交流电源转换成频率变化的交流电源，主要特点是没有中间环节，缺点为变换的频率范围不大。（2）交流-直流-交流变频，使固定的交流电源转换成直流，将直流电源转变成频率变化的交流电。由于直流到交流环节易于控制，因此，频率可调节范围和提高变频电机特性等，具有明显的优势。其装置在煤矿井下已大量使用。如图1所示为交直交变频器的主电路图。这种方法只适用于小容量逆变器，不常用。还有一种方法为脉宽调制，逆变器电压的大小经过变化，使输出脉冲进行变化。现在国内外变频器技术以惊人的速度在发展，在不同的功能上，模拟早期的设置已被设定数字量取代，特别是在我国煤矿井广泛应用，带来了巨大的经济和社会效益。

2变频调速技术的应用

使用PID控制器和可编程控制器（PLC）控制技术来控制变频器，反向，速度，加速，减速时间，实现各种复杂的控制，为适应煤矿提升，压风，排水，电牵引采煤机设备的要求。提升机PLC，PID变频控制技术更为复杂，这里不介绍了。压风机为例，对变频调速控制技术和功能的应用，证明变频调速技术的优越性和经济效益的描述。在正常操作压力风机，当罐内压力达到规定的压力，通过压力调节器处于闲置状态，风机的压力，为了降低储罐压力，当气体储罐压力低于规定压力，机器正常使用工作。但空气压缩机输出压力波动较大，不能达到理想的空气压力，直接影响到气动工具的正常运行。在变频技术的使用，确保空气压缩机输出压力保持不变，总是让空气压缩机输出压力保持在正常的工作压力水平，大大提高煤炭生产效率。与传统的PID控制对比，检测信号反馈给变频器控制量，以控制变量的目标信号进行比较，以确定它是否是预定的控制目标，根据二者之间的差异进行调整，达到控制目的。如储气罐压力超过目标值（气舱压力给定值），应调节压缩空气同气舱压力值近视平衡。相反，如储气罐压力低于目标，应调节储气罐压力同目标压力近视平衡。通过对变频调速技术在压风机上的应用，可以达到空气压缩机输出压力基本上保持恒定的生产价值的需要，空气压缩机输出压力始终保持在最佳状态下生产。

3变频调速技术优点和效益

通过与以往的控制技术相比变频调速技术具有十分明显的优势，并带来了可观的社会和经济效益。其具有的优点如下：（1）隔爆性能可靠。（2）安全性高。（3）性能齐全，完全达到《煤矿安全规程》规定要求。（4）设备运行时可靠性高。（5）速度调节范围宽。（6）操作简单，维修方便。（7）速度平稳。（8）节能环保。实践证明，煤矿井下采用了变频调速系统后，节能效果是十分明显的。可以从几个方面来体现：（1）减少了故障的经济效益，比较直流电动机的调速性能、事故率、检修时间、影响生产、维修成本等有着不可相比的经济效益。（2）提高生产率的经济效益。由于变频调速技术的应用，使设备运行质量，生产效率在相同的条件下，可以得到巨大的经济效益。如提升机、皮带输送机、空压机等在无机变速生产中都有着不可忽视的经济效益。通过变频调速技术在现代工业技术方面的推广，特别是在煤矿产品上面的应用，给煤矿的安全生产带来了巨大的社会和经济价值，加快了煤矿的工业化进程，给经济运行创造了良好的条件。相信在不久的将来，变频调速技术将广泛应用于煤矿生产中。

变频技术范文第8篇

关键词:变频调速技术;优势

中图分类号:TB

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)17-0347-01

1 交流变频调速技术的特性

(1)调速时平滑性好、效率高。低速时,特性静差率高、相对稳定性好;

(2)调速范围较大、精度高;

(3)起动电流低,对系统及电网无冲击,节电效果明显;

(4)变频器体积小,便于安装、调试、维修简便;

(5)易于实现过程自动化;

(6)必须有专用的变频电源,目前造价较高;

(7)在恒转矩调速时,低速段电动机的过载能力大为降低。

2 与其它调速方法的比较

2.1 改变转差率的调速方法

2.1.1 改变定子电压调速

由于异步电动机的转矩与定子电压的平方成正比,即M∝U2。改变定子电压就可以改变转矩及机械特性,从而实现调速。该方法采用晶闸管“交流开关”调节定子电压,其调速范围较宽、简单可靠、价格便宜,但低速时功率因数低、损耗大、效率低、发热严重。输出特性软,不能承受重载。这种调速方式适用于小容量的短时与重复短时作深调速运行的负载。

2.1.2 绕线转子回路串电阻调速

在转子回路中串电阻调速可改变转子电流,从而改变其机械特性曲线,达到调速目的。但其调速性能不好,机械特性软,且转差功率以热能的形式消耗在外接电阻上,效率太低。因此,渐渐被节能调速所取代。

2.1.3 电磁转差离合器调速

电磁转差离合器调速是通过改变与电动机相连的电磁离合器的励磁电流来实现调速的。由于这种调速具有控制简单,价格低廉、可平滑无级调速等优点,被广泛应用于调速要求不高的一般工业设备中。其最大的缺点是低速运行时的损耗大、效率低。国产的电磁调速异步机系列产品型号为YCT系列(旧JZT系列),控制装置为JDX系列(旧ZLK系列)。

2.1.4 串级调速

串级调速是通过在转子回路中串入一个附加电势以改变转子回路的电流来改变转矩,从而达到调速的目的。这种方法调速范围宽、结构简单、效率高、可靠性高,但过载能力差、功率因数较低,谐波电流较大,还需专门的启动设备。在调速范围要求不大的场合,可以用一个小容量的变换器去控制一台大容量的异步电动机,这正是串调系统的主要优点。因此在要求调速范围不大的大容量拖动系统中得到了应用。特别对于大风机、大水泵,它要求的调速范围一般都很小,在这种情况下采用串级调速是最为有利的。

2.2 改变极对数的调速方法

通过改变定子绕组的接线来改变极对数,就改变了同步转速。它可以获得恒转矩调速特性和恒功率调速特性。这种方法效率高、操作简单、机械特性强。为得到更好的调速精度与稳定性,常用速度反馈的控制方式。缺点是有级调速,它和调压调速结合起来形成“变极调压调速”,可以大大改善低速运行性能,扩大调速范围。一般变极调速用于小容量、非平滑调速的场合。

2.3 改变频率的调速方法

变频调速是通过改变电源的供电频率f来改变转速以达到调速的目的。异步电动机变频调速时,其转差率s变化很小,转差功率基本不变,在异步电动机的各种调速系统中(变极调速构不成无级调速系统,不计在内)它的效率最高,同时性能也最好,是交流调速系统的主流。变频调速系统可分为两大类:

2.3.1 交-直-交变频调速

先把电网中的交流电整流成直流电,再通过逆变器逆变为频率可调的交流电。按变频电路最后一级变换器的电源特性又可分为电压型(电容器滤波)和电流型(电感滤波)两种。目前生产的异步电动机变频器几乎都采用电压源型晶体管SPWM交-直-交变频电路,它具有体积小、重量轻,在采用矢量控制时系统性能好的特点,但需考虑回馈制动的问题。随着电力电子技术的发展,目前已有多种把电压源的能量回馈到电网的方案,且已经开始批量上市。因此,回馈制动及四象限运行的问题不久也会得到很好的解决。它是异步电动机交-直-交变频调速的主流。

2.3.2 交-交变频调速

把工频交流电直接变换成可变频率的交流电,由于它只有一级功率变换,省去了直流环节,减少了损耗,进一步提高了效率。也因此结构复杂、额定工作频率较低、造价较高。但它能够提供比较逼近正弦的交流电流,可以四象限运行,主要适用于低速大容量的交流调速设备中,变频器的输出功率一般不超过电源频率的1/3,主开关元件采用晶闸管,依靠电源电压自然换流。虽然变频调速有诸多优点,但也有其不利因素,主要问题是电流中含高次谐波较多,除对电网有污染外,也使电机自身增加损耗,引起电机发热。再有,变频器价格贵,投资回收期长,技术复杂,尤其在实现闭环自动控制时,还需进行技术处理。

参考文献

[1]李运华.机电控制[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

变频技术范文第9篇

关键词 变频技术；煤矿绞车；PLC；电气控制；节能改造

中图分类号TD5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）98-0198-02

1 传统绞车的应用现状与技术问题

在挖掘与开采等矿山生产过程中，绞车作为运输系统的关键设备往往对生产安全与效率的提高具有至关重要的影响作用。然而，由于电控绞车需要在一个提升周期内进行加速、等速、减速、卸载等复杂的操作任务，设备启停、加减速时，机械部件与电气元件所受到的冲击都使绞车工作的稳定性与经济性面临着巨大的考验。

调查表明，目前我国煤矿绞车在实际使用中的问题主要集中在以下两个方面：首先，费用过高、能耗过大是煤矿绞车运行的明显缺陷，由于传统绞车常利用串联电阻进行调速操作，而串联电阻系统的耗电量高，其能耗成本接近设备运行整体成本的80%，但耗电量中有很大一部分都由于井下轨道实际负载的变化而损失了；另一方面，调速电阻的控制需要技术人员在掌握其工作原理的基础上，根据经验对各种运行情况进行判断，而由于误判造成的钢丝绳被拉断、翻矸斗过卷或拉翻等问题均较为常见，加之串联电阻电路的接点多，往往会造成与行程开关配合困难的问题，导致不动作、误动作等问题的发生，造成运输过程的安全生产得不到保障。此外，为确保设备运行的安全性与稳定性，通常要求绞车维修养护人员的数量多、技术高，这又使人力资源成本进一步提高。可见，串联电阻等传统的电控方式既不利于矿山生产安全性和经济性的实现，也不符合国家节能降耗的“绿色煤矿工业”的发展思路。而要改变这一现实，达到优化系统、节能增效和净化环境的效果，将PLC变频技术作为首选，对绞车电气控制系统进行节能改造势在必行。

2 PLC变频技术在绞车运行过程中的应用

在煤矿的采掘过程中，浅煤层的开采环境相对良好，轨道坡度变化容易控制且质量较高，然而随着开采规模的不断扩大，煤层越深，轨道的质量越差，其坡度的变化也就更加难以控制。绞车在经过陡坡和缓坡时所担负的负荷变化明显，若以同一工作频率运行设备，就将使部分电机电能空耗，甚至将多余的电能反馈至电网，引发绞车主回路的母线电压出现不正常升降的现象。由于电机的实际转速与供电电源频率成正比例关系，因此可通过改变电源频率来实现改变电机转速的目的，结合绞车实际负载情况调节电机的输出功率，可以提高电网功率因数，从而更加精确地实现对绞车的电气控制目标。在这一背景下，我国煤矿绞车中的直流调速和模拟控制正逐渐被效率更高、稳定性更好、工艺流程更加合理的交流变频调速和数字控制所代替。

目前，我国煤矿绞车所选用的PLC变频控制系统多选用660V、50Hz的电源，电压的波动范围控制在±10%，允许的频率波动范围通常为±2.5%。根据实际运行需要，可将输出功率设置在200kW，并确保0～50Hz的输出频率，从而保证绞车作业能安全、高效地进行。系统应为实际生产中不同的运行环境设置保护功能，以解决设备的过流、过压、欠压等常见问题，且应以自动转矩提升功能的设置，确保处于低频运转的绞车能够满足额定转矩的规定要求。

电气控制可采用双PLC全数字控制系统，两套PLC与硬件电路互相冗余，完成绞车的提升控制与数字监控系统，并同时在PLC故障时能够分别完成临时应急提升。其中防止过卷装置、过速装置、限速装置和减速功能保护应设置为相互独立的双线形式。系统的声光信号与控制回路应具有闭锁功能，并以30天作为标准，保留信号发出的次数以及时间记录。检修时将绞车运行速度设置在0.3m/s～0.5m/s为宜，并应可调整为手动操作状态。为确保检修工作的顺利进行，操作台还应设置深度、速度、电压、电流、油压温度等指示，以确保工作人员获得的数据全面、准确、直观。

3 实际效益分析

从将上述技术应用于煤矿绞车电控改造的实际效果来看，PLC变频技术主要在以下几方面具有突出的优点：首先，新系统大大降低了绞车的运行成本。变频技术使运输循环中调速运行时间所占的比例相对增加，直接降低了设备运行的能源成本35%以上，并因减少电流冲击而降低了设备的故障率，有效减少了设备的更换、维修及时间成本。其次，绞车负载随电机转速而变化，而变频技术具有精确的负载控制功能，可以确保负载量与设备输出相匹配，因此，绞车电气控制的精确程度也得到了大幅提高。此外，通过对设备停启、加减速的控制，设备机械部件与电气元件所受到的冲击都得到了缓解，煤矿运输系统运行的安全性和可靠性也得到了进一步的提升。

4 结论

作为我国煤矿工业技术革新的重要标志之一，PLC变频技术在煤矿绞车电气控制中体现出的种种成效都说明了进行设备节能改造的必要性和可行性。改进中应将变频系统的性能与煤矿生产的具体情况相结合，根据实际运输需要对PLC模块进行灵活组合，使其充分发挥与作业条件相匹配的先进控制功能。相关技术人员应认真研究PLC变频的工作原理与技术特点，将之逐步应用于矿山风机、水泵等其他设备的电气控制中，为实现我国煤矿工业技术的全面发展贡献力量。

参考文献

[1]李传伟.PLC与变频器相结合应用技术[J].通用机械，2005（11）.

[2]马修成 基于变频技术的煤矿机电设备应用分析[J].中国新技术新产品，2009（10）.

[3]栗广亮.PLC和高压变频器在矿井提升机中的应用[J].中国设备工程，2009（3）.

[4]王日全，李昌杰，王庆华，仇如庆，王广文.井下绞车电控系统变频技术应用[J].煤矿现代化，2007（5）.

变频技术范文第10篇

摘要:简要的论述了恒压供水变频节能的原理;结合实例对变频节能的效果进行了计算。

关键词:变频;节能;原理;节能效果计算

中图分类号:TM344.6文献标识码:A文章编号:16723198(2009)15029201

1引言

我电厂的综合泵房共有9台水泵,其中有3台工业水泵,2台消防稳压泵,2台消防泵,2台生活水泵。而工业水泵承担着我公司两台5万KW汽机,两台额定蒸发量220T/H锅炉生产用水的供水任务,工业水泵的型号:250SSK468/54,流量:468m3/h,扬程54米,转速1470 r/min,配用功率110KW;配用电机型号Y315S-4B3,电压380V,电流201A,转速1480 r/min.建厂初期由于设计问题,全部采用工频运行。为了保证生产的可靠性,各种水泵在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费,

2007年由于燃煤机组发电成本越涨越高,为了节能增效,公司采购了2台西门子MICROMASTER430系列MM400变频器,对供水量最大的工业水泵进行节能改造。控制方式为1#工业水泵使用一台变频器,2#和3#共用一台变频器控制。一台变频器设一台压力变送器,压力变送器把工业水泵出口母管压力信号转换成4―0mA电流信号送到变频器。变频器根据变送器提供的电流信号自动调节水泵转速,从而维持生产需要的供水压力,形成一个闭环调速控制系统。改造完成后,工业水泵的控制系统不仅很好的完成了公司生产用水的任务,而且给公司节约了大量的能源。

2采用变频技术前后工业水泵的流量特性

水泵电机工频运行 如图1所示,当水泵工作在曲线②的A点时,其流量与压力分别为Q1、P2,此时水泵所需的功率正比于P2与Q1的乘积。由于工艺要求需减小水量到Q2,通过增加管网管阻,使水泵的工作点移到曲线③上的B点,水压增大到P1,这时水泵所需的功率正比于P1与Q2的乘积,由图可见这种调节方式控制虽然简单,但功率消耗并无减少。

若水泵电机采用变频调速,水泵转速由n1下降到n2,这时工作点由A点移到C点,流量仍是Q2,压力由p2降到p3,这时变频调速后水泵所需的功率正比于p3与Q2的乘积,由图可见功率的减少是明显的。

3改造设计

3.1调速控制系统设计

根据终端用户生产工艺供水要求,考虑若干方面的因素,采用闭环调速控制(图2)。系统主要由两部分组成。

(1)控制对象。工业水泵电机功率110kW,额定电流201A;水泵配用功率l10kW,流量468m3/h,扬程54m。

(2)变频调速设备。变频器选用西门子MICROMASTER430系列MM400变频器,适配电动机功率150kW;PLC选用S7-200 CPU226;扩展模块EM235;操作面板选用PSW 1711-CTN。

(3)压力测量变送器(PT)。选用EJA430A-630SE/S1-2Mpa。用于控制水管出口压力并将压力信号变换为4mA-20mA的标准电信号,再输入调节器。

3.2鼠笼型电动机变频改造设计

(1)变频器选型。

电机用变频器运转同采用工频电源运转相比,电机的效率、功率因数将降低,电流增加,对同一负载而言约增加10%,400V电压等级频率为50Hz和60Hz时有如下电流关系:I400/50>I400/60。电机变频运转在50Hz时温升裕量小,要降低负载转矩使用;当电机极数>4极时(如8极、10极等),选择变频器容量要用电流来校核,即电动机脉动电流应不超过变频器的过电流耐量,1脉动

低速时,电机的铜耗大体与额定时相同,但由于转速越低,电机冷却效果越差,定子的温升会发生变化。因此,选择变频器时,要考虑在低速下使用电机的温升,相应减小运转转矩(电流),降低铜耗。

电机运转在低频区时,转矩特性会大幅度降低。对于负载变动大或启动转矩大的情况,可选用上一级电动机与变频器。要考虑电机允许最高频率的范围。

(2)容量的选择。

连续运转设备所需的变频器容量的计算,要考虑变频器传给电动机是脉动电流,其脉动值比工频供电时电流要大,因此变频器的容量须留有适当的量。考虑到离心泵负载的具体情况,并参照厂家提供的产品选择样本确定变频器的容量为150kVA。

4节能效果计算

节能效果可按GB12497《三相异步电机经济运行管理》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式计算:采用阀门调节流量对应电动机输入功率P1V与流量口的关系为:

P1V=[0.45+0.55(Q/QN)2]P1e;

式中 P1e――额定流量时电动机输入功率,KW;

QN――额定流量,m3/h;

工业水泵采用变频调速后节电率Ki为:

Ki=1-(Q/QN)3/[0.45+0.55(Q/QN)2]。

低压配电系统运行电压380V,电机实际运行电流201A,水泵电机功率l10kW、极数4极、实际出力为55%～83%,取Q/QN=0.69得:

Ki=1-(Q/QN)3/[0.45+0.55(Q/QN)2]=1-0.693/(0.45+0.55×0.692)=0.5385;

P1e=1.732×380×201=132KW;

P1V=(0.45+0.55×0.692)×P1e=0.7119×132=94kW。

变频器调速调节水量时相对阀门调节水量的节电率为0.5385。设备运行每年按300天计算。年节电量超过27万kW/h。按电价0.55元/kW/h计算,年节约电费超过14.8万元,技术经济效益可观。

5我公司变频器其它方面的应用

工业水泵变频节能改造成功之后,公司又对两台消防稳压泵和两台除盐水泵进行了改造。两台消防稳压泵自动切换使用一台西门子MICROMASTER430系列MM400变频器;两台除盐水泵自动切换使用一台西门子MICROMASTER430系列MM400变频器。也都获得了很好的节能效果。

然而,在电厂厂用电中耗电最多的四大辅机:给水泵(3台),引风机(4台),一次风机(2台),二次风机(2台),却仍然没有采用变频或是液力耦合等节能技术。电机全部工频运行,只是用调节其出口阀门开度来调节介质流量,系统瘪压情况较严重,压力不稳定。设备振动厉害,给生产带来很多不稳定的因素,同时浪费了大量电能。