導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇變頻技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；變頻空調(diào)；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；工作原理

1變頻器的基本工作原理

1.1變頻技術(shù)的發(fā)展

在我們國(guó)家改革開(kāi)放時(shí)期引進(jìn)了變頻技術(shù)，一直發(fā)展到現(xiàn)在，變頻技術(shù)在我們國(guó)家已經(jīng)基本普及。對(duì)于我國(guó)變頻技術(shù)的發(fā)展總的來(lái)說(shuō)，可以分為三個(gè)主要過(guò)程，首先是從別的國(guó)家引進(jìn)變頻技術(shù)，1995年，我國(guó)成立空調(diào)研究所，對(duì)于國(guó)外空調(diào)的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行研究，1996年，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)變頻空調(diào)技術(shù)，建立我國(guó)的變頻空調(diào)生產(chǎn)基地。其次我國(guó)的科研人員進(jìn)行研究，2000年，我國(guó)初步了解了變頻空調(diào)技術(shù)，然后進(jìn)行了充分的消化吸收，選取相對(duì)應(yīng)我國(guó)的變頻空調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行磨合。最后進(jìn)行自主創(chuàng)新，制造出適合我們國(guó)家的變頻空調(diào)，2008年，國(guó)家變頻空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，很多生產(chǎn)商開(kāi)始生產(chǎn)變頻空調(diào)，研究者不斷地改進(jìn)變頻空調(diào)，直到現(xiàn)在，我國(guó)的變頻空調(diào)技術(shù)還在不斷地發(fā)展創(chuàng)新，緊跟時(shí)展的腳步，提高核心質(zhì)量問(wèn)題。

1.2變頻器的基本概念

隨著變頻空調(diào)的廣泛使用，越來(lái)越多的人對(duì)于變頻器這一工作器件十分的好奇，開(kāi)始對(duì)變頻器進(jìn)行探究。其實(shí)變頻空調(diào)中最主要的就是變頻器，變頻器一般是指對(duì)電力半導(dǎo)體器件的通斷的控制，將交流電工頻電源中穩(wěn)定不變的頻率和電壓變換為頻率和電壓可以改變的交流電的電能控制的一種裝置，絕緣柵雙極晶體管是一種半導(dǎo)體器件，一般稱IGBT。變頻器的工作過(guò)程是在電路中將穩(wěn)定頻率和電壓的交流電流轉(zhuǎn)化為直流電流，然后將轉(zhuǎn)化的直流電再轉(zhuǎn)化為可變頻率和電壓的不同的交流電流，這就是變頻器的基本概念。其本質(zhì)過(guò)程就是電流的轉(zhuǎn)化過(guò)程，把固定不變頻率和電壓的三相或者單相電流轉(zhuǎn)化為頻率可以適應(yīng)環(huán)境溫度改變的可變的頻率或電壓的交流電流，變頻器的本質(zhì)就是不斷地轉(zhuǎn)化的過(guò)程，通過(guò)不斷地轉(zhuǎn)化，來(lái)保證變頻空調(diào)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3變頻器的基本構(gòu)造及工作原理

前面我們簡(jiǎn)單的介紹了變頻器的基本概念以及它的工作過(guò)程，那么變頻器的基本構(gòu)造是什么呢?變頻器基本構(gòu)造復(fù)雜，其中有很多個(gè)電路，最主要的是逆變電路、整流電路、控制電路這幾部分。其中三相整流橋組成了整流電路，這個(gè)過(guò)程是電路將所收集到的三相交流電都整流成直流電，逆變電路主要是由逆變模塊和驅(qū)動(dòng)電路組成，其主要作用是由IGBT組成逆變橋，然后根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)把整流所得的直流電轉(zhuǎn)化為頻率和電壓可變的交流電，這個(gè)過(guò)程在變頻器的工作過(guò)程中十分的重要。變頻器是構(gòu)成壓縮機(jī)的最主要器件，而壓縮機(jī)是通過(guò)控制轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制，因此，變頻器在變頻空調(diào)工作過(guò)程中是一個(gè)橋梁的作用，通過(guò)對(duì)電流的轉(zhuǎn)換來(lái)輔助壓縮機(jī)工作。以上就是所說(shuō)的變頻器的基本構(gòu)造和簡(jiǎn)單的工作原理。

2變頻空調(diào)的現(xiàn)狀

前面我們介紹過(guò)變頻技術(shù)及變頻空調(diào)的發(fā)展階段，我們都知道，隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，變頻空調(diào)也在不斷地進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新發(fā)展。相對(duì)于以前的變頻空調(diào)，現(xiàn)在的變頻空調(diào)更加的節(jié)能省電，最重要的是環(huán)保舒適，同時(shí)更加的人性化，更加的貼合時(shí)代的發(fā)展主題，提高了人們的生活質(zhì)量。自從2009年公布的家電下鄉(xiāng)公告以后，變頻空調(diào)也被選入家電下鄉(xiāng)活動(dòng)中，變頻空調(diào)的生產(chǎn)商也抓住了這次機(jī)會(huì)，開(kāi)始進(jìn)行擴(kuò)展和推銷?，F(xiàn)階段，在變頻空調(diào)廣泛應(yīng)用中也出現(xiàn)了一些不足和，生產(chǎn)商重視核心問(wèn)題的普遍性，積極改進(jìn)，保證質(zhì)量，同時(shí)變頻空調(diào)本身存在的問(wèn)題也在不斷地解決。變頻空調(diào)正在迅速的發(fā)展，相信不久的將來(lái)，變頻空調(diào)會(huì)越來(lái)越完善。

3變頻空調(diào)和定頻空調(diào)各自的優(yōu)勢(shì)及不足

3.1變頻空調(diào)的優(yōu)勢(shì)及不足

我們都知道，變頻空調(diào)雖然為人們帶來(lái)了很大的便利，但是同時(shí)也存在一定的不足，接下來(lái)對(duì)變頻空調(diào)的優(yōu)勢(shì)和不足進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。首先變頻空調(diào)的優(yōu)勢(shì)在于它節(jié)能效果好，因?yàn)樽冾l空調(diào)內(nèi)部有變頻器隨時(shí)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，壓縮機(jī)保持持續(xù)平穩(wěn)的狀態(tài)，節(jié)能效果十分理想。其次，變頻空調(diào)的溫度控制精度高，變頻空調(diào)是通過(guò)控制壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于溫度的控制，精確度可以達(dá)到一度左右，對(duì)于溫度的控制十分精確。最后變頻空調(diào)可以保持室溫恒定，變頻空調(diào)通過(guò)變頻壓縮機(jī)控制轉(zhuǎn)速來(lái)自動(dòng)的調(diào)節(jié)室溫，使室溫保持恒定。變頻空調(diào)的不足之處在于價(jià)格比較貴，經(jīng)濟(jì)條件不好的家庭消費(fèi)不起。其次，變頻空調(diào)需要持續(xù)開(kāi)機(jī)，才能顯示出變頻空調(diào)的優(yōu)勢(shì)來(lái)，但是很多家庭會(huì)節(jié)省電費(fèi)，不會(huì)持續(xù)開(kāi)機(jī)，這樣變頻空調(diào)的優(yōu)勢(shì)不能更好的顯示出來(lái)。最后變頻空調(diào)的核心技術(shù)還不夠完善，變頻空調(diào)還會(huì)存在一定的問(wèn)題，需要進(jìn)行維修和處理。

3.2定頻空調(diào)的優(yōu)勢(shì)及不足

定頻空調(diào)在變頻空調(diào)出現(xiàn)之前，在人們的生活工作中還是非常重要的，定頻空調(diào)相對(duì)于變頻空調(diào)來(lái)說(shuō)，最大的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，很多的普通家庭都可以消費(fèi)得起。其次，定頻空調(diào)對(duì)于普通工作或者生活時(shí)間小于十個(gè)小時(shí)的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。定頻空調(diào)存在一定的不足，首先是定頻空調(diào)耗電量較大，定頻空調(diào)在使用的時(shí)候需要不斷地根據(jù)室溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣會(huì)對(duì)家庭的電路消耗造成很大的影響。其次，定頻空調(diào)不易調(diào)節(jié)，精確度不夠。最后，定頻空調(diào)對(duì)于達(dá)到我們?cè)O(shè)定的溫度的定值的過(guò)程歷時(shí)較長(zhǎng)，等待時(shí)間較長(zhǎng)。

4對(duì)交流變頻空調(diào)、直流變頻空調(diào)兩個(gè)方面的變頻基本原理分析

4.1交流變頻空調(diào)的變頻調(diào)速系統(tǒng)

前面我們簡(jiǎn)單的介紹了變頻器的基本概念和基本組成，接下來(lái)我們研究一下交流變頻空調(diào)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，整流器、濾波器、功率逆變器主要組成了交流變頻空調(diào)的變頻調(diào)速系統(tǒng)。整流器采用硅整流器件橋式鏈接，分為單相和三相輸入電流，將交流電源轉(zhuǎn)化為直流電，整流濾波的作用是輸出直流電壓使之平穩(wěn)且得到提高。六個(gè)IGBT組成上下橋式驅(qū)動(dòng)電路基本構(gòu)成了功率逆波器，其中功率晶體管被作為開(kāi)關(guān)器件，控制線路，使每只晶體管導(dǎo)通，當(dāng)控制電路輸出信號(hào)時(shí)，晶體管輸出頻率變化的三相電流，整個(gè)電路的平穩(wěn)運(yùn)行是保證變頻調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的重要保障。這就是交流變頻空調(diào)的變頻調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)單的工作原理。

4.2直流變頻空調(diào)的變頻調(diào)速系統(tǒng)

直流變頻空調(diào)的變頻調(diào)速系統(tǒng)和交流變頻空調(diào)的調(diào)速系統(tǒng)在原理上存在一定的不同之處，直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)采用的是無(wú)刷直流電機(jī)，無(wú)刷直流電機(jī)和普通的有刷直流電機(jī)和交流直流電機(jī)在本質(zhì)上相差不多，但是有一定的區(qū)別，稀有材料制成的永久磁鋼制成了無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子，而且定子采用整距集中繞線，這樣提高了轉(zhuǎn)子的運(yùn)行速率，沒(méi)有渦流損失，調(diào)速性能優(yōu)良，電磁干擾較小，噪音也小，壽命長(zhǎng)。在進(jìn)行轉(zhuǎn)子檢測(cè)時(shí)，利用電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的位置傳感器提供的信號(hào)，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電機(jī)換相，或者是可以利用相電壓采樣信號(hào)檢測(cè)出無(wú)刷直流電機(jī)的相電壓，然后計(jì)算可得出，來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)換相，一般都采用后一種方法進(jìn)行測(cè)量轉(zhuǎn)子的位置。

5結(jié)束語(yǔ)

隨著變頻技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻空調(diào)越來(lái)越廣泛的運(yùn)用到人們的工作生活中，給人們帶來(lái)了舒適快捷的享受，本文主要分析了變頻技術(shù)的發(fā)展，變頻器的組成和工作原理，在此基礎(chǔ)上分析了交流變頻空調(diào)的變頻調(diào)速系統(tǒng)和直流變頻空調(diào)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，總結(jié)了變頻空調(diào)和定頻空調(diào)的優(yōu)勢(shì)和不足，在以后的發(fā)展中，變頻空調(diào)需要不斷地改進(jìn)，緊跟時(shí)代的步伐，適應(yīng)人們的需求，更加的貼合時(shí)代節(jié)能環(huán)保的發(fā)展主題，從變頻技術(shù)的核心問(wèn)題出發(fā)，提高變頻空調(diào)的質(zhì)量問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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篇2

摘要:簡(jiǎn)要的論述了恒壓供水變頻節(jié)能的原理;結(jié)合實(shí)例對(duì)變頻節(jié)能的效果進(jìn)行了計(jì)算。

關(guān)鍵詞:變頻;節(jié)能;原理;節(jié)能效果計(jì)算

中圖分類號(hào):TM344.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16723198(2009)15029201

1引言

我電廠的綜合泵房共有9臺(tái)水泵,其中有3臺(tái)工業(yè)水泵,2臺(tái)消防穩(wěn)壓泵,2臺(tái)消防泵,2臺(tái)生活水泵。而工業(yè)水泵承擔(dān)著我公司兩臺(tái)5萬(wàn)KW汽機(jī),兩臺(tái)額定蒸發(fā)量220T/H鍋爐生產(chǎn)用水的供水任務(wù),工業(yè)水泵的型號(hào):250SSK468/54,流量:468m3/h,揚(yáng)程54米,轉(zhuǎn)速1470 r/min,配用功率110KW;配用電機(jī)型號(hào)Y315S-4B3,電壓380V,電流201A,轉(zhuǎn)速1480 r/min.建廠初期由于設(shè)計(jì)問(wèn)題,全部采用工頻運(yùn)行。為了保證生產(chǎn)的可靠性,各種水泵在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí),都留有一定的富余量。電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行,除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成電能的浪費(fèi),

2007年由于燃煤機(jī)組發(fā)電成本越漲越高,為了節(jié)能增效,公司采購(gòu)了2臺(tái)西門子MICROMASTER430系列MM400變頻器,對(duì)供水量最大的工業(yè)水泵進(jìn)行節(jié)能改造?？刂品绞綖?#工業(yè)水泵使用一臺(tái)變頻器,2#和3#共用一臺(tái)變頻器控制。一臺(tái)變頻器設(shè)一臺(tái)壓力變送器,壓力變送器把工業(yè)水泵出口母管壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成4―0mA電流信號(hào)送到變頻器。變頻器根據(jù)變送器提供的電流信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速,從而維持生產(chǎn)需要的供水壓力,形成一個(gè)閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)。改造完成后,工業(yè)水泵的控制系統(tǒng)不僅很好的完成了公司生產(chǎn)用水的任務(wù),而且給公司節(jié)約了大量的能源。

2采用變頻技術(shù)前后工業(yè)水泵的流量特性

水泵電機(jī)工頻運(yùn)行 如圖1所示,當(dāng)水泵工作在曲線②的A點(diǎn)時(shí),其流量與壓力分別為Q1、P2,此時(shí)水泵所需的功率正比于P2與Q1的乘積。由于工藝要求需減小水量到Q2,通過(guò)增加管網(wǎng)管阻,使水泵的工作點(diǎn)移到曲線③上的B點(diǎn),水壓增大到P1,這時(shí)水泵所需的功率正比于P1與Q2的乘積,由圖可見(jiàn)這種調(diào)節(jié)方式控制雖然簡(jiǎn)單,但功率消耗并無(wú)減少。

若水泵電機(jī)采用變頻調(diào)速,水泵轉(zhuǎn)速由n1下降到n2,這時(shí)工作點(diǎn)由A點(diǎn)移到C點(diǎn),流量仍是Q2,壓力由p2降到p3,這時(shí)變頻調(diào)速后水泵所需的功率正比于p3與Q2的乘積,由圖可見(jiàn)功率的減少是明顯的。

3改造設(shè)計(jì)

3.1調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)終端用戶生產(chǎn)工藝供水要求,考慮若干方面的因素,采用閉環(huán)調(diào)速控制(圖2)。系統(tǒng)主要由兩部分組成。

(1)控制對(duì)象。工業(yè)水泵電機(jī)功率110kW,額定電流201A;水泵配用功率l10kW,流量468m3/h,揚(yáng)程54m。

(2)變頻調(diào)速設(shè)備。變頻器選用西門子MICROMASTER430系列MM400變頻器,適配電動(dòng)機(jī)功率150kW;PLC選用S7-200 CPU226;擴(kuò)展模塊EM235;操作面板選用PSW 1711-CTN。

(3)壓力測(cè)量變送器(PT)。選用EJA430A-630SE/S1-2Mpa。用于控制水管出口壓力并將壓力信號(hào)變換為4mA-20mA的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào),再輸入調(diào)節(jié)器。

3.2鼠籠型電動(dòng)機(jī)變頻改造設(shè)計(jì)

(1)變頻器選型。

電機(jī)用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)同采用工頻電源運(yùn)轉(zhuǎn)相比,電機(jī)的效率、功率因數(shù)將降低,電流增加,對(duì)同一負(fù)載而言約增加10%,400V電壓等級(jí)頻率為50Hz和60Hz時(shí)有如下電流關(guān)系:I400/50>I400/60。電機(jī)變頻運(yùn)轉(zhuǎn)在50Hz時(shí)溫升裕量小,要降低負(fù)載轉(zhuǎn)矩使用;當(dāng)電機(jī)極數(shù)>4極時(shí)(如8極、10極等),選擇變頻器容量要用電流來(lái)校核,即電動(dòng)機(jī)脈動(dòng)電流應(yīng)不超過(guò)變頻器的過(guò)電流耐量,1脈動(dòng)

低速時(shí),電機(jī)的銅耗大體與額定時(shí)相同,但由于轉(zhuǎn)速越低,電機(jī)冷卻效果越差,定子的溫升會(huì)發(fā)生變化。因此,選擇變頻器時(shí),要考慮在低速下使用電機(jī)的溫升,相應(yīng)減小運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩(電流),降低銅耗。

電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在低頻區(qū)時(shí),轉(zhuǎn)矩特性會(huì)大幅度降低。對(duì)于負(fù)載變動(dòng)大或啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的情況,可選用上一級(jí)電動(dòng)機(jī)與變頻器。要考慮電機(jī)允許最高頻率的范圍。

(2)容量的選擇。

連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備所需的變頻器容量的計(jì)算,要考慮變頻器傳給電動(dòng)機(jī)是脈動(dòng)電流,其脈動(dòng)值比工頻供電時(shí)電流要大,因此變頻器的容量須留有適當(dāng)?shù)牧??？紤]到離心泵負(fù)載的具體情況,并參照廠家提供的產(chǎn)品選擇樣本確定變頻器的容量為150kVA。

4節(jié)能效果計(jì)算

節(jié)能效果可按GB12497《三相異步電機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理》強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施監(jiān)督指南中的計(jì)算公式計(jì)算:采用閥門調(diào)節(jié)流量對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)輸入功率P1V與流量口的關(guān)系為:

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

式中 P1e――額定流量時(shí)電動(dòng)機(jī)輸入功率,KW;

QN――額定流量,m3/h;

工業(yè)水泵采用變頻調(diào)速后節(jié)電率Ki為:

Ki=1-(Q/QN)3/[0.45+0.55(Q/QN)2]。

低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行電壓380V,電機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流201A,水泵電機(jī)功率l10kW、極數(shù)4極、實(shí)際出力為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。

變頻器調(diào)速調(diào)節(jié)水量時(shí)相對(duì)閥門調(diào)節(jié)水量的節(jié)電率為0.5385。設(shè)備運(yùn)行每年按300天計(jì)算。年節(jié)電量超過(guò)27萬(wàn)kW/h。按電價(jià)0.55元/kW/h計(jì)算,年節(jié)約電費(fèi)超過(guò)14.8萬(wàn)元,技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益可觀。

5我公司變頻器其它方面的應(yīng)用

工業(yè)水泵變頻節(jié)能改造成功之后,公司又對(duì)兩臺(tái)消防穩(wěn)壓泵和兩臺(tái)除鹽水泵進(jìn)行了改造。兩臺(tái)消防穩(wěn)壓泵自動(dòng)切換使用一臺(tái)西門子MICROMASTER430系列MM400變頻器;兩臺(tái)除鹽水泵自動(dòng)切換使用一臺(tái)西門子MICROMASTER430系列MM400變頻器。也都獲得了很好的節(jié)能效果。

篇3

1變頻器的工作原理

變頻器是變頻控制系統(tǒng)的核心組成部分。它的工作原理是基于VVC+控制原理實(shí)現(xiàn)的。從一般意義上來(lái)說(shuō)，VVC+控制系統(tǒng)的檢測(cè)部件可以實(shí)時(shí)地感應(yīng)到控制對(duì)象負(fù)載的變化（如電壓變化、電流變化以及功率變化等），而這種變化可以引起整流器內(nèi)部電流原定的正弦波動(dòng)發(fā)生改變。與此同時(shí)，VVC+的控制規(guī)律是將矢量調(diào)制的原理應(yīng)用于固定電壓源PWM逆變器。這一控制建立在一個(gè)改善了的電機(jī)模型上，該電機(jī)模型較好的對(duì)負(fù)載和轉(zhuǎn)差進(jìn)行了補(bǔ)償。在這兩種作用效果的綜合影響下，最終通過(guò)中央處理器引起相應(yīng)的頻變，實(shí)現(xiàn)變頻功能。不過(guò)，隨著電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，變頻器的工作原理已經(jīng)得到了簡(jiǎn)化。不僅使得控制效果得到了進(jìn)一步提高，而且變頻的精確性也得到了革命性的變化。

2變頻器技術(shù)的應(yīng)用

2.1變頻節(jié)能。變頻器技術(shù)之所以能夠被各大公司開(kāi)發(fā)利用，就在于它的變頻功能不僅能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化控制，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排的效果。例如，變頻器應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵等大型機(jī)械時(shí)節(jié)能就表現(xiàn)得特別突出。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)生產(chǎn)這些機(jī)械時(shí)運(yùn)用了變頻技術(shù)，當(dāng)機(jī)械運(yùn)行時(shí)，電機(jī)正常情況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，力矩會(huì)圓滿的運(yùn)轉(zhuǎn)，消耗的電能能全部有效的轉(zhuǎn)變成有用功，這樣效率就得到了有效提高。而當(dāng)電力不能滿足電機(jī)的輸入電壓時(shí)，變頻器就通過(guò)變頻技術(shù)滿足電機(jī)在滿負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)就沒(méi)有剩余的力矩，也就不會(huì)有多余的電量消耗了。此外，風(fēng)機(jī)、泵類等大型設(shè)備工作時(shí)，需要較大的輸入功率，并且在調(diào)節(jié)設(shè)備的速度、流量等參數(shù)時(shí)，大量的能量會(huì)消耗在擋板、閥門等阻流功能中，而變頻器的使用，可以方便、及時(shí)地根據(jù)需要調(diào)節(jié)速度、流量，這樣就節(jié)省了很大一部分電量，從而節(jié)省能源。

2.2提高相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量。提高相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量，主要從兩個(gè)方面入手。一方面是提高變頻器內(nèi)部集成電路的技術(shù)層次。因?yàn)檫@部分是變頻器及其技術(shù)的核心，只有充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電路內(nèi)核的信息化和智能化，才能在根本上提高產(chǎn)品質(zhì)量；另一方面是運(yùn)用新材料來(lái)提高變頻器的性能。高性能的材料能夠?qū)⑿畔⒓夹g(shù)的效能有效地發(fā)揮出來(lái)。因此，生產(chǎn)廠家應(yīng)積極運(yùn)用各種新材料，來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻器產(chǎn)品的技術(shù)升級(jí)。

2.3變頻器技術(shù)在發(fā)電廠中的應(yīng)用?，F(xiàn)代社會(huì)及人們對(duì)電力的需求越來(lái)越大。如何以最小的代價(jià)獲得最大的收益是電廠當(dāng)前研究的主要問(wèn)題，變頻器技術(shù)在鍋爐燃燒控制優(yōu)化系統(tǒng)、高低壓變頻調(diào)速系統(tǒng)、電除塵優(yōu)化系統(tǒng)的應(yīng)用極大地降低了發(fā)電的成本，提高了發(fā)電的效率并且根據(jù)變頻器的原理和特點(diǎn)在火電廠中進(jìn)行高低壓變頻改造也可以及大地降低發(fā)電廠的用電率，提高機(jī)組的運(yùn)行性能。所以變頻器技術(shù)的發(fā)展給電廠提供了一個(gè)新的選擇。

3變頻器使用過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

3.1注意變頻器使用過(guò)程中的發(fā)熱問(wèn)題。變頻器是通電裝置，裝置里面的線圈本身就有電阻，在通電過(guò)程中電流通過(guò)線圈產(chǎn)熱是不可避免的。而變頻器對(duì)熱較敏感，溫度升高出故障的概率也會(huì)增加，從而也會(huì)影響變頻器的使用壽命，解決變頻器的散熱問(wèn)題也能提高變頻器質(zhì)量，所以變頻器的發(fā)熱問(wèn)題備受重視，在設(shè)計(jì)生產(chǎn)變頻器，要適當(dāng)?shù)脑黾訖C(jī)柜的大小，有利于散熱。安裝過(guò)程中也要考慮到安裝的位置，如把變頻器的散熱設(shè)備安裝在控制機(jī)柜的外面，熱量就會(huì)更容易散發(fā)出去，也可以在設(shè)計(jì)時(shí)加把風(fēng)扇也有利于散熱。在變頻器開(kāi)關(guān)的瞬間電流會(huì)瞬間增大，產(chǎn)熱量也就會(huì)增加，所以在其前可安裝一個(gè)穩(wěn)壓器，來(lái)消除這個(gè)隱患。

3.2注意變頻器使用過(guò)程中產(chǎn)生干擾的問(wèn)題。眾所周知，變頻器改變電流是通過(guò)改變頻率實(shí)現(xiàn)的，在改變頻率的過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生干擾的問(wèn)題，主要來(lái)源是輻射干擾，當(dāng)然在傳播過(guò)程中也會(huì)附帶傳導(dǎo)干擾，對(duì)于這些干擾的的解決辦法是通過(guò)對(duì)輻射源的檢測(cè)，發(fā)出的信號(hào)回饋到變頻器中在通過(guò)其中的特定裝置來(lái)削弱干擾。然而，傳導(dǎo)過(guò)程中的干擾則是檢查線路，在變頻器的輸入輸出端增加一個(gè)濾潑器或者磁環(huán)等裝置，這些裝置會(huì)根據(jù)干擾信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的反干擾信號(hào)來(lái)對(duì)抗干擾信號(hào)。另外處理這種干擾也可在安裝方面注意，按照正確的安裝方式安裝，也可有效的減少干擾。

4結(jié)束語(yǔ)

篇4

【關(guān)鍵詞】高壓變頻技術(shù) 除塵風(fēng)機(jī) 節(jié)能

1．概述。鋼鐵廠以其資源密集、能耗密集、生產(chǎn)規(guī)模大、物流吞吐量大等特點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)一直被認(rèn)為是煙塵排放量大、廢棄物多、污染大的企業(yè)。而電爐煉鋼是鋼鐵廠造成煙塵污染的主要來(lái)源之一。

電爐主要是通過(guò)用廢鋼、鐵合金和部分渣料進(jìn)行配料冶煉，然后熔制出碳鋼或不銹鋼鋼水供連鑄用。電爐煉鋼時(shí)產(chǎn)生的有害物污染主要體現(xiàn)在電爐加料、冶煉、出鋼三個(gè)階段。吹氧過(guò)程的煙氣量最大，含塵濃度和煙氣溫度高。因此，電爐除塵系統(tǒng)按照吹氧時(shí)期的最大煙塵排量進(jìn)行設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)最大風(fēng)量需求的基礎(chǔ)上增加1.1－1.3倍的安全閾度進(jìn)行除塵風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)。整個(gè)煉鋼過(guò)程中吹氧時(shí)期占30－35%，此時(shí)風(fēng)機(jī)處于較高負(fù)荷運(yùn)行，而其余時(shí)間則處于較低運(yùn)行工況。很顯然，除塵系統(tǒng)的利用率很低且系統(tǒng)效率差。

長(zhǎng)期以來(lái)，不論電爐處于哪一個(gè)運(yùn)行階段，產(chǎn)生的粉塵大小均使除塵風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行，采用入口擋板開(kāi)度調(diào)節(jié)，效率低、功率大，造成大量的電能浪費(fèi)。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷深化，節(jié)能降耗提高生產(chǎn)效率成為企業(yè)發(fā)展提高競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段之一。

而在九十年代開(kāi)始廣泛應(yīng)用的高壓大功率變頻調(diào)速技術(shù)則正是適應(yīng)了市場(chǎng)的需求，在技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域上得到不斷的進(jìn)步和拓展?，F(xiàn)在，已廣泛應(yīng)用于電力、石油化工、礦山、冶金、給排水、機(jī)車牽引等領(lǐng)域。

某煉鋼廠正是在這種狀況下，對(duì)電爐除塵系統(tǒng)進(jìn)行高壓變頻技術(shù)改造研究的。電爐在冶煉過(guò)程中的粉塵主要通過(guò)爐頂煙道經(jīng)沉降室沉積，水冷壁冷卻后經(jīng)除塵系統(tǒng)過(guò)濾排放；同時(shí)利用集塵罩將現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)車間的粉塵和廢氣及時(shí)排走，以免危及電爐周邊工作人員的安全，污染環(huán)境。除塵風(fēng)機(jī)是將煙氣吸收排放的主要設(shè)備。

2．系統(tǒng)技術(shù)方案研究。某煉鋼廠#8電爐為擴(kuò)容的70t ABB交流電爐。除塵器系統(tǒng)采用TFMC布袋式除塵器，設(shè)計(jì)過(guò)濾面積11985m2，最大除塵風(fēng)量450000m3/h。

#8電爐的煉鋼周期為70－85分鐘，其中裝料6－10%，送電熔化25－30%，吹氧30－35%，還原期15－20%，沖渣出鋼6－8%。在不同的生產(chǎn)工藝階段，電爐產(chǎn)生的煙氣量和煙氣溫度不同，且差異較大。加料過(guò)程中，主要是裝料時(shí)廢鋼及渣料產(chǎn)生的揚(yáng)塵，需要的除塵風(fēng)量不大，要求粉塵不擴(kuò)散，不污染電爐周邊工作環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)。送電過(guò)程中是原料送電拉弧加熱，引發(fā)可燃廢棄物燃燒產(chǎn)生廢氣。此時(shí)，電爐需要將爐料加熱至熔化狀態(tài)，要求煙塵能夠及時(shí)排出，又不能過(guò)多地帶走爐體熱量以保證煉鋼周期。而在吹氧期間，不僅要求除塵系統(tǒng)能夠及時(shí)迅速地將廢氣和粉塵排走，又必須保證爐體有合適的吹煉溫度，確保終點(diǎn)溫度。因此，對(duì)除塵系統(tǒng)要求較高。進(jìn)入還原期，吹氧告一段落，粉塵度再一次降低。在沖渣出鋼時(shí)，主要排放物是沖渣產(chǎn)生的水蒸汽和少量廢氣。

通過(guò)對(duì)冶煉工藝的分析，電爐在煉鋼過(guò)程的不同階段對(duì)除塵風(fēng)量大小的要求有明顯的不同，以吹氧冶煉為最大，加料除塵為最低。鑒于電爐除塵系統(tǒng)中除塵風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式和設(shè)備特點(diǎn)，對(duì)除塵風(fēng)機(jī)的控制制定如下方案。

不同工藝階段的煙氣溫度有明顯差異，因此溫度的高低直接反映了電爐的運(yùn)行工況。系統(tǒng)并沒(méi)有采用檢測(cè)電爐工作中粉塵濃度的方式來(lái)直接控制除塵風(fēng)量，而是采集煙道溫度作為系統(tǒng)調(diào)節(jié)的基本參量，通過(guò)非線性函數(shù)關(guān)系推導(dǎo)出不同運(yùn)行工況下的除塵風(fēng)量參與系統(tǒng)控制。從工程角度講，溫度變送器可以在惡劣的工業(yè)場(chǎng)合應(yīng)用，抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定性好、控制精度高、安全可靠、免維護(hù)且價(jià)格便宜。而粉塵濃度檢測(cè)裝置具有價(jià)格昂貴、穩(wěn)定性差、故障率高、維護(hù)量大、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集很難具有廣泛代表性等缺點(diǎn)。基于上述原因，選用除塵煙道的煙氣溫度作為現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程量。同時(shí)，以吹氧量和冷風(fēng)門開(kāi)度作為除塵風(fēng)量的修整參量，從而提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，改善控制品質(zhì)，達(dá)到良好的除塵效果，實(shí)現(xiàn)除塵風(fēng)量自動(dòng)控制、降低運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高系統(tǒng)效率，達(dá)到最佳的節(jié)電效果。

為了保證系統(tǒng)的可靠性，另外增加了除塵風(fēng)量手動(dòng)控制回路，對(duì)除塵風(fēng)量的控制采用分段調(diào)速的方式，由爐前操作臺(tái)控制變頻運(yùn)行的頻率點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行工況下的風(fēng)量調(diào)節(jié)。

實(shí)踐證明：系統(tǒng)在設(shè)計(jì)了兩套控制方案后大大提高了系統(tǒng)的實(shí)用性和可操作性，很好地滿足了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)要求。同時(shí)，在改善現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低噸鋼能耗方面起到了積極作用。

3．系統(tǒng)特點(diǎn)。變頻調(diào)速技術(shù)在電爐除塵系統(tǒng)中應(yīng)用后，主要體現(xiàn)了以下幾個(gè)特點(diǎn)：

①除塵設(shè)備功耗隨電爐煉鋼生產(chǎn)工藝變負(fù)荷運(yùn)行，提高了系統(tǒng)效率，實(shí)現(xiàn)了除塵系統(tǒng)的最佳工況運(yùn)行，取得顯著的節(jié)能效果。

②大大有效降低了除塵系統(tǒng)負(fù)荷率，延長(zhǎng)了除塵器、除塵風(fēng)機(jī)、除塵電機(jī)、煙道等設(shè)備的使用壽命。

③對(duì)降低爐內(nèi)熱量損失、合理控制過(guò)程溫度、確保終點(diǎn)溫度起到一定的作用。

④對(duì)除塵系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造，有助于改善爐內(nèi)吹煉工況，縮短煉鋼時(shí)間，提高鋼產(chǎn)量，改善出鋼品質(zhì)。

⑤降低補(bǔ)爐期間的能耗和爐襯散熱損失。

4．節(jié)能分析。為了對(duì)除塵系統(tǒng)變頻改造后的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，在系統(tǒng)投入正常運(yùn)行一個(gè)月后對(duì)設(shè)備實(shí)際使用和節(jié)電情況進(jìn)行了測(cè)定和數(shù)據(jù)分析。

隨機(jī)抽取一個(gè)正常生產(chǎn)日，將系統(tǒng)切換至變頻運(yùn)行系統(tǒng)采用擋板控制調(diào)節(jié)風(fēng)量。采用網(wǎng)側(cè)有功電度表進(jìn)行耗電量計(jì)量，見(jiàn)表1。然后，連續(xù)采集變頻運(yùn)行的7個(gè)正常生產(chǎn)日用電量進(jìn)行變頻運(yùn)行工況下的單耗計(jì)算，以期變頻運(yùn)行的數(shù)據(jù)更接近真實(shí)運(yùn)行工況，具體數(shù)據(jù)采樣值見(jiàn)表1。

通過(guò)對(duì)上表原始數(shù)據(jù)的處理，可以得出：除塵系統(tǒng)在變頻改造后較改造前，噸鋼除塵電耗降低了17.390kW•h。設(shè)備節(jié)電率高達(dá)58.63%，節(jié)能效果顯著。

5．結(jié)論。通過(guò)對(duì)某煉鋼廠#8電爐除塵系統(tǒng)變頻改造前后的技術(shù)分析，可以看出：在電爐除塵系統(tǒng)中應(yīng)用高壓變頻調(diào)速技術(shù)不僅對(duì)有效改善現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)狀況、提高鋼產(chǎn)量、降低噸耗有著重要的意義，而且每年可節(jié)約230萬(wàn)元左右的電費(fèi)開(kāi)支。在電爐除塵系統(tǒng)中應(yīng)用高壓變頻調(diào)速技術(shù)是完全正確的。

參考文獻(xiàn)

1 邱紹岐、祝桂華編著.電爐煉鋼原理與工藝.北京:冶金工業(yè)出版社,1996

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關(guān)鍵詞：礦山機(jī)電設(shè)備；變頻控制技術(shù)；節(jié)能

在倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保發(fā)展理念的新形勢(shì)下，變頻技術(shù)本身有著節(jié)能、高效、污染少等特點(diǎn)，在機(jī)電設(shè)備中被廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行礦山資源開(kāi)采的過(guò)程中，所需要的通風(fēng)、人員物料輸送、氣壓調(diào)節(jié)等操作系統(tǒng)都是通過(guò)一定的機(jī)電設(shè)備才能夠完成的。將變頻控制技術(shù)應(yīng)用在礦山機(jī)電設(shè)備中去，能夠更加方便的將機(jī)電設(shè)備的使用速度和效率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且能夠?qū)τ谀茉聪倪M(jìn)行很好的控制，節(jié)省能源。不難發(fā)現(xiàn)，變頻控制技術(shù)是礦山機(jī)電設(shè)備未來(lái)技術(shù)發(fā)展新方向。

1變頻控制技術(shù)的原理分析

變頻控制技術(shù)在總體上可以分為電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)、電子技術(shù)和微機(jī)技術(shù)。這三點(diǎn)內(nèi)容在技術(shù)上進(jìn)行配合，達(dá)到控制變頻的目的。在技術(shù)上來(lái)看，變頻控制技術(shù)都是需要經(jīng)過(guò)交流變頻調(diào)速處理技術(shù)來(lái)對(duì)電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，把工頻的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娏鳌Ｔ谀孀兤鞯膸椭蛥f(xié)調(diào)之下，把直流的電壓轉(zhuǎn)換為能夠調(diào)節(jié)電流頻率和電壓的交流電壓，讓其為交流電機(jī)進(jìn)行供電。電機(jī)成為了一種能夠讓電壓和電流都能夠依靠其進(jìn)行調(diào)速的工作電源，最終能夠達(dá)到無(wú)附加損耗，進(jìn)而穩(wěn)定調(diào)速的目的，是一種無(wú)附加損耗的有效調(diào)速方式。變頻控制技術(shù)的應(yīng)用，能夠利用電機(jī)所承受的負(fù)荷出現(xiàn)的變化，將調(diào)速處理到平穩(wěn)的狀態(tài)，并且能夠自動(dòng)的進(jìn)行同步，進(jìn)而讓當(dāng)前的機(jī)電設(shè)備能夠大大的提高工作效率。目前，節(jié)能減排已經(jīng)成為了工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。在變頻控制的設(shè)備上裝置一定的智能控制模塊，能夠在一定程度上提高調(diào)速系統(tǒng)的自動(dòng)化的程度，達(dá)到形成一個(gè)集合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、集成電路系統(tǒng)和數(shù)字處理器等綜合一體的控制模塊的目的。在一定程度上豐富了變頻控制器的使用范圍，并且能夠在變頻控制設(shè)備中增加一定的參數(shù)識(shí)別的能力，進(jìn)而將變頻器的適用范圍擴(kuò)大，提高工作效率。

2礦山機(jī)電設(shè)備中的變頻控制技術(shù)分析

變頻控制技術(shù)本身對(duì)工業(yè)生產(chǎn)等有著很重要的作用，不僅能夠提高工作效率，還能夠降低能耗，節(jié)能減排。在礦山機(jī)電設(shè)備中，變頻控制技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2．1變頻控制技術(shù)在傳送以及升降設(shè)備中的應(yīng)用

在礦山作業(yè)中，機(jī)電設(shè)備是必不可少的，而機(jī)電設(shè)備中有超過(guò)一半的機(jī)器都是用來(lái)對(duì)礦石、原料、工人以及其他設(shè)備等進(jìn)行傳送或者是升降的。所以，傳送以及升降設(shè)備是礦山產(chǎn)業(yè)中必不可少的組成部分。在傳統(tǒng)手段中，對(duì)升降機(jī)進(jìn)行調(diào)速的控制，主要是利用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路中進(jìn)行金屬電阻的嵌入，通過(guò)鼓形控制器或接觸器對(duì)電阻進(jìn)行切斷，實(shí)現(xiàn)調(diào)速的目的。但是在實(shí)際應(yīng)用中，電阻消耗的能源大，并且會(huì)產(chǎn)生很高的熱量，體現(xiàn)出機(jī)電設(shè)備散熱性比較差。再加上對(duì)電阻調(diào)速的范圍是有限的，精確度不高，在進(jìn)行升降活動(dòng)減速運(yùn)行的時(shí)候，容易對(duì)設(shè)備造成損毀，且消耗大量的電能，造成浪費(fèi)。變頻技術(shù)應(yīng)用在礦山設(shè)備中的升降機(jī)電路中，就能夠更加方便快速的實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的變速效果，并且調(diào)速系統(tǒng)中的穩(wěn)定性能也得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)。利用變頻控制技術(shù)對(duì)后臺(tái)的程序編譯器進(jìn)行控制，就能夠?qū)﹄娍叵到y(tǒng)中的繼電邏輯的預(yù)編譯進(jìn)行編輯和完成，保證控制電路能夠進(jìn)行快速的轉(zhuǎn)變。而因?yàn)榭刂齐娐分械睦^電器變少了，發(fā)生故障的概率也降到最低，減少了對(duì)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)工作。且利用更加智能化的人機(jī)交互界面，更能夠方便快捷的及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，提高了故障處理的效率。利用設(shè)備內(nèi)置的控制程序，能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行升級(jí)，不需要更換系統(tǒng)內(nèi)部的各種硬件，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備的柔性控制。而在電路中裝置一定的反饋電力設(shè)備，更能夠節(jié)約資源，降低能耗。電氣設(shè)備的電子化，與傳統(tǒng)的機(jī)械化設(shè)備相比較而言，在一定程度上降低了對(duì)設(shè)備的損耗，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命［1］。

2．2變頻控制技術(shù)在通風(fēng)變壓設(shè)備中的應(yīng)用

礦山作業(yè)大都是在井下進(jìn)行的，通風(fēng)是非常必要的。井下作業(yè)需要連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的保障供風(fēng)的質(zhì)量，按照不同時(shí)間段，通過(guò)風(fēng)機(jī)設(shè)備適當(dāng)?shù)貙?duì)風(fēng)壓和風(fēng)速進(jìn)行調(diào)整，適應(yīng)對(duì)空氣循環(huán)不同的要求。隨著采掘作業(yè)的不斷深入，井下的空間不斷增加，對(duì)空氣的壓力、流速等要求也越來(lái)越高。因此，利用風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)通風(fēng)網(wǎng)速是重要的手段之一。利用變頻控制技術(shù)，根據(jù)礦山作業(yè)的不同進(jìn)度設(shè)置不同的進(jìn)風(fēng)量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)速的的目的。對(duì)通風(fēng)進(jìn)行智能化控制目的，能夠在一定程度上減少礦山機(jī)電設(shè)備消耗的電能。將變頻軟啟動(dòng)功能設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)當(dāng)中，可很好地防止機(jī)電設(shè)備啟動(dòng)時(shí)所帶來(lái)的電流，降低風(fēng)機(jī)在啟動(dòng)和停止的時(shí)候出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，能夠在一定程度上降低風(fēng)機(jī)工作時(shí)所帶來(lái)的損壞，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命。與此同時(shí)，變頻控制設(shè)備中的智能控制可有效保證所有的風(fēng)機(jī)保持同樣的速度，防止在井下巷道內(nèi)形成風(fēng)阻，保證通風(fēng)效果［2］。

2．3變頻控制技術(shù)在采掘設(shè)備中的應(yīng)用

礦山的采掘設(shè)備都是大功率的設(shè)備，所以，其變頻調(diào)速的系統(tǒng)中，已經(jīng)從原有的一對(duì)多的控制方式，發(fā)展成為現(xiàn)在的一對(duì)一的方式。當(dāng)前變頻控制技術(shù)的發(fā)展情況來(lái)看，交流變頻調(diào)速的技術(shù)已經(jīng)在礦山采掘設(shè)備中得到了很好的應(yīng)用。尤其是在采煤機(jī)中的應(yīng)用，我國(guó)當(dāng)前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了能量回饋型的四象限運(yùn)行交流變頻控制技術(shù)，這也是在這一范圍內(nèi)的最高水準(zhǔn)。能夠在提前設(shè)置的額定轉(zhuǎn)速的前提下，達(dá)到固定轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)的目的，并且能夠?qū)Τ鲱~定轉(zhuǎn)述的功率調(diào)節(jié)和變頻器之間的控制和轉(zhuǎn)矩之間進(jìn)行控制。根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)的四象限電牽引采煤機(jī)的現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)的四象限變頻器最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠?qū)⒅苿?dòng)力矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)，還能夠保證牽引的速度處于穩(wěn)定的狀態(tài)內(nèi)，防止礦山機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)下滑、跑車的問(wèn)題。簡(jiǎn)單的設(shè)備結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)單的操作，更能夠讓其與現(xiàn)實(shí)中復(fù)雜的環(huán)境相適應(yīng)［3］。

3結(jié)語(yǔ)

變頻控制技術(shù)的不斷發(fā)展，為礦山機(jī)電設(shè)備提供了便利的條件。而礦山機(jī)電設(shè)備又為變頻控制技術(shù)的發(fā)展提供了應(yīng)用的平臺(tái)。根據(jù)礦山機(jī)電設(shè)備在礦山中的應(yīng)用情況來(lái)看，變頻控制技術(shù)主要是在礦山機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)輸升降設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備以及采礦設(shè)備中有很好的應(yīng)用，有效提高了各機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行性能，降低了電能損耗。在未來(lái)的發(fā)展中，變頻控制技術(shù)能夠更好地為礦山機(jī)電設(shè)備服務(wù)，不僅完善變頻調(diào)節(jié)功能，還起到節(jié)能減排效果，有效推動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也能夠?yàn)槠渌袠I(yè)的發(fā)展提供技術(shù)上的支持。

作者:張慧慧 單位:山西焦煤西山煤電股份公司

參考文獻(xiàn)：

［1］王友財(cái)．礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)的應(yīng)用［J］．內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2014（10）：119－120．

篇6

集中供熱系統(tǒng)采用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后，將供熱系統(tǒng)中的管線和水泵的閥門全部打開(kāi)，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)電源頻率的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速改變，從而使流量發(fā)生改變；水泵以調(diào)速控制或者閥門控制時(shí)，水泵的揚(yáng)程H與流量Q的關(guān)系。如圖1所示，曲線1表示的是水泵在n1轉(zhuǎn)速時(shí)H-Q曲線；曲線2表示的是供熱系統(tǒng)管路的阻力特性曲線；曲線3表示的是將閥門關(guān)閉后，Q2流量時(shí)的供熱系統(tǒng)管路阻力特性曲線；曲線4表示的是當(dāng)水泵在n2轉(zhuǎn)速時(shí)的H-Q曲線；水泵工作情況由A、B、C三點(diǎn)表示。供熱系統(tǒng)中，水泵所需要消耗的軸功率可有以下公式算出：P=HQr/S（5）該公式中，水泵的效率用S表示，流體的容重用r表示。從公式5可以得出，水泵的揚(yáng)程與流量的乘積與水泵的軸功率成正比，所以在A點(diǎn)，H1與Q1的乘積的面積A與水泵的軸功率成正比。由系統(tǒng)的工藝要求得出，供熱系統(tǒng)水泵的流量從Q1降低為Q2時(shí)，如果使用水泵閥門調(diào)節(jié)的方法就等同于將管路的阻力增加，這樣管路特性由曲線3表示，供熱系統(tǒng)也會(huì)轉(zhuǎn)到工況B點(diǎn)工作。如果供熱系統(tǒng)使用變頻技術(shù)對(duì)水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)水泵的轉(zhuǎn)速由n1減少為n2時(shí)，曲線4為此時(shí)的H-Q曲線，由曲線4可知，當(dāng)水泵的流量為Q2時(shí)，水泵的揚(yáng)程H3將明顯降低，與此同時(shí)水泵的功率也會(huì)相應(yīng)減少，曲線所包圍的面積將同節(jié)省出來(lái)的功率成正比，這樣就能產(chǎn)生明顯的節(jié)能效果；即使是將由于水泵轉(zhuǎn)速下降，導(dǎo)致功率降低考慮進(jìn)來(lái)，變頻技術(shù)仍然可以產(chǎn)生明顯的節(jié)能效果。集中供熱系統(tǒng)中使用的離心泵，其流量調(diào)節(jié)主要采用泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和出口閥門調(diào)節(jié)兩種方式，出口閥門調(diào)節(jié)所節(jié)省的能耗要明顯小于泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，這個(gè)結(jié)論可以由兩種調(diào)節(jié)方式的功耗對(duì)比分析和功耗分析中得出。由離心泵的揚(yáng)程和流量之間的關(guān)系圖可以非常明顯的看出采用不同的調(diào)節(jié)方式，二者之間的能量消耗關(guān)系。施工變頻技術(shù)除了可以降低水泵的流量外，還可以有效的減少離心泵汽蝕情況的發(fā)生。變頻調(diào)節(jié)技術(shù)所節(jié)省的能耗隨著流量減少而增大，即使用閥門調(diào)節(jié)技術(shù)所產(chǎn)生的損耗也會(huì)相應(yīng)增大，但是采用水泵變速過(guò)大時(shí)，會(huì)降低水泵的工作效率，有可能會(huì)超出水泵比例定律的使用范圍，所以，在實(shí)際的集中供熱系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)充分考慮兩種方式的優(yōu)劣，從而找出流量調(diào)節(jié)的最佳方法。

2變頻技術(shù)的應(yīng)用效果

當(dāng)供熱系統(tǒng)水泵出現(xiàn)揚(yáng)程富余且運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)，這時(shí)就需要大幅度的調(diào)節(jié)水泵的流量，有時(shí)水泵會(huì)在小流量節(jié)流情況下工作，有時(shí)會(huì)在大流量汽蝕情況下工作，不僅工作效率低而且會(huì)降低水泵的使用壽命；使用變頻技術(shù)可以對(duì)水泵流量進(jìn)行非常精確的控制，實(shí)行慢減速和軟啟動(dòng)，進(jìn)而延長(zhǎng)供熱系統(tǒng)中水泵的使用壽命。應(yīng)用變頻技術(shù)的水泵可以在一定負(fù)荷下工作，當(dāng)處于低頻率時(shí)就會(huì)進(jìn)入軟啟動(dòng)，此時(shí)的啟動(dòng)電流要明顯小于沒(méi)有進(jìn)行變頻調(diào)速的電流，正常情況下為1.5倍的額定電流。當(dāng)循環(huán)泵開(kāi)始工作后，頻率會(huì)保持在啟動(dòng)的10HZ上，之后呈線性增長(zhǎng)到預(yù)先標(biāo)定的頻率值，此時(shí)循環(huán)泵的工作電壓和轉(zhuǎn)速，會(huì)隨著頻率的變化而升高到相應(yīng)值，這是由于水泵頻率的變化與轉(zhuǎn)速和工作電壓成線性關(guān)系，因此，當(dāng)系統(tǒng)緩慢啟動(dòng)時(shí)，可以有效的預(yù)防啟動(dòng)電流過(guò)大對(duì)循環(huán)水泵絕緣和繞組造成的破壞和損失。同時(shí)，由于系統(tǒng)緩慢的啟動(dòng)，可以有效降低沖擊力，進(jìn)而能夠減少和避免出現(xiàn)接卸故障，進(jìn)而將循環(huán)水泵的使用壽命延長(zhǎng)，有效的提高系統(tǒng)效率。使用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，可以使水泵流量實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變運(yùn)行。由于集中供熱的用戶每年都可能出現(xiàn)變化，使得系統(tǒng)的熱負(fù)荷也相應(yīng)的發(fā)生變化，這時(shí)需要結(jié)合當(dāng)年情況進(jìn)行熱力工況、水力工況以及運(yùn)行計(jì)劃的編制，并按照編制好的計(jì)劃進(jìn)行流量的調(diào)節(jié)，結(jié)合水溫流量調(diào)節(jié)曲線，進(jìn)而達(dá)到按需供熱的目的，確保用戶室溫達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這樣也能夠避免多余供熱的發(fā)生。

3結(jié)語(yǔ)

篇7

關(guān)鍵詞：煤礦 設(shè)備 變頻技術(shù)

煤炭企業(yè)是耗電大戶，其電耗成本占其生產(chǎn)成本相當(dāng)大的比例，在煤炭行業(yè)中采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、提升機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備都采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，其電能消耗和損失量較大。例如風(fēng)機(jī)、水泵、提升機(jī)、皮帶機(jī)類設(shè)備維護(hù)維修的費(fèi)用占到生產(chǎn)成本的7％-25％。通過(guò)變頻器和交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的傳動(dòng)控制。具有綜合性的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用到不同場(chǎng)合，可體現(xiàn)出不同的功能，達(dá)到不同的目的，得到滿意的效果。

一、變頻技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1什么是變頻技術(shù)

變頻技術(shù)是指通過(guò)改變交流電頻率的方式實(shí)現(xiàn)交流電控制的技術(shù)，變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的需要而誕生的。它是一種無(wú)附加轉(zhuǎn)差損耗的高效調(diào)速方式。由于變頻技術(shù)是根據(jù)電機(jī)的負(fù)載變化來(lái)實(shí)現(xiàn)自身的功能變化，這樣就大大提高了電機(jī)的效率，也減少了磨損。

1.2變頻技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

近年來(lái)，變頻技術(shù)在理論和應(yīng)用方面都取得了較快的發(fā)展。在功率器件方面，經(jīng)過(guò)了GTR、IGBT的更替，并進(jìn)一步發(fā)展為智能功率模塊（IPM）；在控制理論方面，壓頻比（U1，f）控制方式得到很大改進(jìn)，矢量控制和轉(zhuǎn)矩直接控制方式在實(shí)際變頻器中廣泛應(yīng)用，模糊自優(yōu)化控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等控制方法成為新的研發(fā)方向；在功能方面，變頻器的綜合化程度越來(lái)越高，除了能完成基本的調(diào)速功能外，還具有內(nèi)置的可編程序、參數(shù)辨識(shí)及通信等功能。

二、變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

2.1變頻技術(shù)在提升機(jī)的應(yīng)用

變頻技術(shù)在礦井提升機(jī)的應(yīng)用，主要采用了高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)：第一，在提升機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，采用單元串聯(lián)多電平能量回饋型四象限高壓變頻控制系統(tǒng)。高壓主電路與低壓控制電路之間的通訊采用光纖傳輸，保證電隔離性能安全可靠。系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)。第二，提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)采用PLC控制，實(shí)現(xiàn)提升全過(guò)程的位置控制、速度控制、動(dòng)態(tài)畫面監(jiān)視和絞車系統(tǒng)的各項(xiàng)保護(hù)功能，滿足電磁兼容性的技術(shù)要求。

2.2變頻技術(shù)在水泵中的應(yīng)用

礦井中應(yīng)用較多的另一種設(shè)備是多級(jí)離心泵。電能輸送給水泵電機(jī)后，電機(jī)帶動(dòng)多級(jí)離心泵旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，把井下的水舉排到地面。由于水泵是在井底工作，工作環(huán)境非常惡劣，傳統(tǒng)的供電方式一全壓、工頻使它故障頻繁，運(yùn)行成本大增。一方面，水泵在工頻啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流大，電機(jī)電纜的壓降較大，使得電機(jī)電纜在啟動(dòng)過(guò)程中的反壓較高，使絕緣性能降低，每次開(kāi)機(jī)都會(huì)使水泵壽命降低，大大影響了水泵的使用壽命。另一方面，水泵在正常工作時(shí)，普遍存在著電機(jī)負(fù)載率較低的情況，水泵的功率因數(shù)較低，耗電量多，“大馬拉小車”現(xiàn)象嚴(yán)重。通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，在降低水流量的同時(shí)，可有效降低系統(tǒng)的電能損耗。

2.3變頻技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用

主扇風(fēng)機(jī)在煤礦生產(chǎn)中有著重要的地位，作為礦井主通風(fēng)，它每天24h不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，是整個(gè)礦井的“呼吸”系統(tǒng)。由于變頻器改造后風(fēng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)變頻軟起動(dòng)，避免了起動(dòng)電流的沖擊，不僅對(duì)電網(wǎng)沒(méi)有任何沖擊，而且還可以隨時(shí)起動(dòng)或停止。進(jìn)行變頻改造后，風(fēng)機(jī)的大部分工作時(shí)間都在較低的速度下運(yùn)行，因而大大降低了風(fēng)機(jī)工作的機(jī)械強(qiáng)度和電氣沖擊，將會(huì)大大延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命。

2.4變頻技術(shù)在煤礦采煤機(jī)中的應(yīng)用

采煤機(jī)作為煤礦井下的主要綜采設(shè)備，常工作在比較惡劣的環(huán)境當(dāng)中。其所處環(huán)境一般粉塵較大，空氣相對(duì)濕度較高。目前，我閏能量回饋型四象限運(yùn)行的交流變頻調(diào)速采煤技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，國(guó)產(chǎn)電牽引采煤機(jī)行走功率最大2×l10kW，變頻器電壓380V，能夠?qū)崿F(xiàn)額定轉(zhuǎn)速下恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速.額定轉(zhuǎn)速以上恒定功率調(diào)速及兩臺(tái)變頻器之間的主從控制和轉(zhuǎn)矩平衡。

2.5變頻技術(shù)在礦井皮帶輸送機(jī)中的應(yīng)用

目前，我國(guó)許多煤礦用的皮帶輸送機(jī)除裝車系統(tǒng)使用外，井下也大量使用。由于諸多原因，使用中相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間都處于空載或輕載運(yùn)行狀態(tài)，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。若在皮帶輸送機(jī)上安裝變頻器，可隨時(shí)將電機(jī)產(chǎn)生的負(fù)力回饋到電網(wǎng)中，減少發(fā)熱損耗，解決機(jī)械系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)的沖擊問(wèn)題，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，并能有效地節(jié)約電能。

三、變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用前景

雖然，目前煤礦井下交流變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用尚在起步階段，但在煤礦企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代，在節(jié)能和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化方面已取得了明顯的節(jié)能效果。（1）推廣而較廣，礦山中大小機(jī)電設(shè)備種類繁多，能解決好變頻器與這些設(shè)備的匹配向問(wèn)題，就能得到更廣泛的推廣。（2）需求量很大，我國(guó)礦山基數(shù)大，在機(jī)電設(shè)備的改造中必然需要大量的變頻器，會(huì)極大推動(dòng)變頻技術(shù)在礦山的發(fā)展。（3）專業(yè)化可以加強(qiáng)，礦山有很多特殊工作環(huán)境，如井下工作等，需要具有特殊功能的專業(yè)變頻器配置這些裝備。（4）多功能、網(wǎng)絡(luò)化的更新。電子技術(shù)日新月異，礦山改造過(guò)程中對(duì)變頻器的使用和控制也會(huì)呈現(xiàn)多功能的趨勢(shì)，對(duì)變頻器的控制也會(huì)成為礦山網(wǎng)絡(luò)化管理中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；煤礦提升設(shè)備；提升機(jī)

中圖分類號(hào)：TD63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）02-0097-02

煤礦提升設(shè)備在工作的過(guò)程中，由于長(zhǎng)期處于運(yùn)動(dòng)的狀況，如果其運(yùn)動(dòng)的速度不能保持一定速度時(shí)，就會(huì)影響工作的效率，特別是由于現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，使得煤礦企業(yè)采煤的速度有所提高，不加強(qiáng)配套設(shè)備的改進(jìn)，就會(huì)引起采出來(lái)的煤不能快速地運(yùn)送到地面上，導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)營(yíng)的時(shí)效性不強(qiáng)。變頻技術(shù)正是基于這一特點(diǎn)，針對(duì)傳統(tǒng)提升設(shè)備的速度不能進(jìn)行調(diào)節(jié)，本技術(shù)應(yīng)用到煤礦提升設(shè)備中將會(huì)使得設(shè)備能夠進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。并且傳統(tǒng)的提升設(shè)備由于長(zhǎng)時(shí)間地處于工作狀態(tài)，使得一些元件容易發(fā)生故障，而變頻調(diào)速技術(shù)正好能夠進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整，結(jié)合當(dāng)前的工作情況進(jìn)行有規(guī)律的變化，以免設(shè)備發(fā)生不必要的事故，引起煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的不安全因素的產(chǎn)生。

1 技術(shù)原理

自主開(kāi)發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)預(yù)制系統(tǒng)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，快速方便地進(jìn)行參數(shù)的修改和調(diào)整.顯示部分用TFT真彩觸摸屏人機(jī)界面與中文字符顯示器進(jìn)行顯示。根據(jù)提升設(shè)備的運(yùn)行情況，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)生成“S”型速度曲線進(jìn)行操控和保護(hù)，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)快速響應(yīng)和穩(wěn)定的速度和力矩控制。運(yùn)行可靠，具有完善的自診斷和顯示功能。工作中，提升設(shè)備在運(yùn)行后將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給控制中心，由所編寫的程序?qū)⑦@些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以及對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的情況進(jìn)行設(shè)定，確保提升機(jī)是在一個(gè)安全的參數(shù)下進(jìn)行工作，這一切都是在（PLC）下來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化控制，矢量控制型變頻器直接驅(qū)動(dòng)鼠籠電動(dòng)機(jī)，具有變頻調(diào)速、控制、保護(hù)、監(jiān)控四大部分。研發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)預(yù)制系統(tǒng)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，快速方便地對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)快速響應(yīng)和穩(wěn)定的速度和力矩控制，并具有完善系統(tǒng)的自診斷和保護(hù)功能。該成果對(duì)我國(guó)中小型礦井提升設(shè)備的技術(shù)改造和技術(shù)裝備具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)

意義。

2 構(gòu)成提升機(jī)變頻控制系統(tǒng)的環(huán)節(jié)

2.1 變頻器

變頻器是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其通過(guò)相關(guān)的原理和技術(shù)對(duì)提升設(shè)備的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻控制，一般選用的控制型號(hào)是與該提升設(shè)備電動(dòng)機(jī)相匹配的，能夠使提升設(shè)備速率的控制可調(diào)。

2.2 PLC

選用計(jì)算功能較強(qiáng)且可接收多路旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)的PLC。擴(kuò)展1塊模擬量輸出模塊，給液壓站提供2路模擬信號(hào)；擴(kuò)展1塊Modem模塊，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信或聯(lián)網(wǎng)。

2.3 安全保護(hù)環(huán)節(jié)

由于煤礦提升設(shè)備在工作的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不同程度的故障，例如在速度方面最主要的是會(huì)發(fā)生等速過(guò)速或低速過(guò)速等現(xiàn)象，這就需要在對(duì)該設(shè)備進(jìn)行PLC控制時(shí)，要進(jìn)行安全保護(hù)措施，確保PLC在進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中是保持獨(dú)立的，而不能兩個(gè)PLC控制同一參數(shù)，會(huì)引起不必須的故障，而導(dǎo)致安全事件的發(fā)生，需要積極地采取有效的措施進(jìn)行控制。

2.4 檢測(cè)單元

在對(duì)煤礦提升設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)工作時(shí)，需要將這些信號(hào)傳輸給控制中心，要保證能夠形成電流環(huán)，同時(shí)，在其內(nèi)部控制中又能對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，確保變頻器在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)出故障。同時(shí)，在對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，要有效地根據(jù)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)變化情況，從各個(gè)不同的方面對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，特別是在檢測(cè)過(guò)程中，主要對(duì)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行核實(shí)，并在工作過(guò)程中不斷地進(jìn)行修正。

2.5 可調(diào)閘

可調(diào)閘是在對(duì)煤礦提升設(shè)備進(jìn)行變頻改造的過(guò)程中保證安全的重要部件，在正常運(yùn)行的過(guò)程中，可調(diào)閘是處于不工作的狀態(tài)，但一旦有緊急情況的發(fā)生，這個(gè)可調(diào)閘就會(huì)起到緊急制動(dòng)的作用，從而避免事故的發(fā)生。

2.6 顯示單元

這個(gè)部分主要是方便操作人員操作，在人機(jī)界面上可以對(duì)提升設(shè)備的運(yùn)行動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保在工作的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)意外事故或人為操作失誤。

3 變頻技術(shù)在煤礦提升機(jī)中的應(yīng)用

3.1 調(diào)速部分

變頻調(diào)速是電機(jī)調(diào)速的主流技術(shù)。當(dāng)對(duì)提升設(shè)備的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)控時(shí)，其電機(jī)的轉(zhuǎn)速是可調(diào)的，而傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)一直都是穩(wěn)定的速度，這樣不利于煤礦這個(gè)特殊的工作環(huán)境，因此在進(jìn)行調(diào)速的過(guò)程中，要與當(dāng)?shù)氐拿旱V開(kāi)采實(shí)際情況結(jié)合在一起，特別是設(shè)定的參數(shù)要與設(shè)備本身的指標(biāo)和開(kāi)采的指標(biāo)結(jié)合在一起，不能盲目地設(shè)定參數(shù)。調(diào)速控制時(shí)PLC對(duì)變頻器的控制是要遵循相關(guān)設(shè)備的原理和技術(shù)來(lái)進(jìn)行的，不能發(fā)生兩者不能一起控制電機(jī)的情況，否則會(huì)導(dǎo)致很嚴(yán)重的后果。轉(zhuǎn)矩的相對(duì)高的動(dòng)態(tài)上升率是高水平的閉環(huán)控制同路一個(gè)很好的基礎(chǔ)，可以選擇電流控制形式；電流控制形式用于帶有異步電機(jī)的速度檢測(cè)的編碼器。

3.2 控制部分

主控系統(tǒng)由兩套德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的可編程序控制器，隔離式電源變壓器，山特在線式UPS不間斷電源，10.4英寸TFT真彩觸摸屏人機(jī)界面，歐姆龍繼電器、操作臺(tái)、控制柜等組成，在操縱臺(tái)上選用10.4英寸真彩觸摸屏，具有運(yùn)行時(shí)間顯示、打點(diǎn)信號(hào)顯示、本班提升鉤數(shù)、總提升鉤數(shù)顯示；安全回路工況監(jiān)視；絞車位置顯示，其顯示形式可以是數(shù)字的、模擬的、圖形和曲線等。絞車速度顯示，其顯示形式可以是數(shù)字的、模擬的、圖形和曲線等。故障智能診斷，設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)、故障信息、維護(hù)信息的顯示、儲(chǔ)存和打印功能。自主開(kāi)發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)預(yù)系統(tǒng)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)際運(yùn)作情況，快速方便地進(jìn)行參數(shù)的修改和調(diào)整。

3.3 保護(hù)部分

要根據(jù)煤放生產(chǎn)產(chǎn)量及所屬礦井?dāng)?shù)量與局、礦的距離，按不同礦井的年產(chǎn)量、地質(zhì)條件、開(kāi)拓開(kāi)采系統(tǒng)、通風(fēng)方式、瓦斯等級(jí)、裝備水平、安全生產(chǎn)狀態(tài)及現(xiàn)有環(huán)境安全監(jiān)測(cè)裝備情況等方面，統(tǒng)籌考慮各礦級(jí)組織的煤礦提升設(shè)備的技術(shù)改造。變頻技術(shù)在煤礦提升設(shè)備的改造過(guò)程中應(yīng)根據(jù)礦井規(guī)模加以區(qū)分。要結(jié)合當(dāng)?shù)孛旱V的具體情況，對(duì)變頻技術(shù)與PLC控制技術(shù)進(jìn)行修正，能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)孛旱V的實(shí)際情況。對(duì)不同地質(zhì)的煤礦采取的提升設(shè)備也不同，因此其電動(dòng)機(jī)的型號(hào)也不同，變頻器和PLC的選擇也不同，但要做到可靠安全，能夠保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，提升機(jī)是礦山運(yùn)輸系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一，主要用于礦山提升礦物（主井）或提升、下放人員、材料（副井）。礦井提升又分為立井提升（提升容器有罐籠或箕斗）和斜井提升（提升容器有串車或箕斗）。已經(jīng)定型的交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)，一般采用繞線性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式，繼電器或PLC邏輯控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)的自動(dòng)或半自動(dòng)控制。

參考文獻(xiàn)

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篇9

[關(guān)鍵詞]潛油電泵；變頻技術(shù)；研究；應(yīng)用效果

中圖分類號(hào)：r197.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：1009-914x（2013）16-0229-01

1、前言

在生產(chǎn)中，潛油電泵受到高溫、高壓、腐蝕、氣蝕和地層能量等井下工況的影響，加上地面供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)較大和機(jī)組本身匹配性較差，造成機(jī)泵運(yùn)行壽命短、泵效低、能耗高、無(wú)法自動(dòng)控制井下液位及壓力，使電泵機(jī)組不能在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，在一定程度上已經(jīng)成為制約油田經(jīng)濟(jì)效益的重要因素之一。但隨著自動(dòng)控制、電子新技術(shù)結(jié)合變頻技術(shù)對(duì)潛油電泵的控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，可以提高其生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、減少維修費(fèi)用的功效。

2、潛油電泵變頻器設(shè)計(jì)方案

近年來(lái)，交流變頻技術(shù)在調(diào)頻范圍、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、調(diào)速精度、低頻轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、智能控制等方面較以往的交流調(diào)速方式發(fā)展較快，其主要設(shè)備具有體積小、通用性強(qiáng)、使用領(lǐng)域廣、保護(hù)功能完善、可靠性強(qiáng)、節(jié)能效果好、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

2.1 變頻調(diào)速器工作原理

異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與供電電源的頻率成正比，其關(guān)系式為：n=60f（1-s）/p

式中：n---異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；s——轉(zhuǎn)差率，%；f----頻率，hz；p----極對(duì)數(shù)，個(gè)。

由以上關(guān)系式看出，由于轉(zhuǎn)差率s變化不大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與供電頻率f成正比。因而可以通過(guò)改變供電電源的頻率，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

2.2 潛油電泵控制系統(tǒng)的組成

潛油電泵變頻控制系統(tǒng)由變頻器、保護(hù)及控制單元、波形處理單元組成（見(jiàn)圖1）。

3、潛油電泵變頻器在電泵控制方面的功能

3.1 軟啟動(dòng)功能

變頻器在工作狀態(tài)下，在啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)，隨著頻率的逐漸遞增，緩慢、平穩(wěn)的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。在整個(gè)軟啟動(dòng)過(guò)程中，不存在工頻啟動(dòng)電機(jī)時(shí)的大電流、高電壓沖擊現(xiàn)象，有效的保護(hù)了井下電機(jī)和電纜。

3.2 穩(wěn)壓保護(hù)功能

由于電泵井的泵掛普遍較深，動(dòng)力電纜線路壓降較大，加上電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和異常，以及井底高溫高壓環(huán)境，極易燒毀電機(jī)和導(dǎo)致機(jī)械故障。變頻器可自動(dòng)控制輸向電機(jī)的端電壓。如發(fā)生過(guò)電壓時(shí)，變頻器可自動(dòng)穩(wěn)壓處理；發(fā)生前電壓時(shí)，變頻器可自動(dòng)沿v/f曲線降頻處理，始終能保持電機(jī)工作在正常電壓勵(lì)磁狀態(tài)，從而減少井下機(jī)組的故障次數(shù)。

3.3 軟失速功能

當(dāng)井下電泵發(fā)生卡泵時(shí)，工頻供電會(huì)瞬時(shí)加大電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流，如不能解卡，則會(huì)導(dǎo)致電機(jī)故障。變頻器的軟失速功能可以控制機(jī)組轉(zhuǎn)矩不超過(guò)額定水平，并且可以在變頻器上進(jìn)行反轉(zhuǎn)電機(jī)操作，反轉(zhuǎn)吐砂，確保電泵機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.4 控制功能

（1）手動(dòng)控制。在地面上可人為手動(dòng)控制變頻器輸出頻率輸出范圍，從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速、電泵排量，達(dá)到正常生產(chǎn)、節(jié)約能源的目的。

（2）轉(zhuǎn)矩電流控制。使用轉(zhuǎn)矩電流控制可以控制電泵井液面。其原理見(jiàn)圖 h為井深，h2為液面高度，則井液提升高度為h1=h-h2。當(dāng)h2減少時(shí)，電機(jī)提升井液的高度h1會(huì)增加，電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流也會(huì)相應(yīng)增加，利用轉(zhuǎn)矩電流可構(gòu)成閉環(huán)控制，使電機(jī)轉(zhuǎn)速減慢，電泵排量降低，h2逐步恢復(fù)原有水平，達(dá)到平衡。

（3）間歇控制。對(duì)液面較深、供液能力差的井，利用高、低頻供電自動(dòng)循環(huán)方式，給電機(jī)供電；在電泵井液面較深時(shí)，電機(jī)低速運(yùn)行，電泵井能逐步恢復(fù)液面，并節(jié)約大量電能。當(dāng)電泵井液面上升到一定高度時(shí)，電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，電泵井正常生產(chǎn)排液，達(dá)到電泵井不停井運(yùn)行的目的。

4、潛油電泵變頻技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果及評(píng)價(jià)

目前我礦開(kāi)電泵井83口，占全礦油井生產(chǎn)井?dāng)?shù)的26.7%，而電泵井產(chǎn)量卻占總井產(chǎn)量的53.3%，所以電泵井的正常生產(chǎn)與否，對(duì)穩(wěn)定原油產(chǎn)量起到了至關(guān)重要的作用。自2011年始，潛油電泵專用變頻器相繼在我礦11口電泵井上安裝運(yùn)行，取得了一定的效果，專用變頻器具有較完善的保護(hù)功能，如：過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、短路、缺相、溫升過(guò)高等多種保護(hù)；過(guò)載能力：150%，1分鐘；輸出頻率2～50hz連續(xù)可

調(diào)，額定輸出電壓在電源波動(dòng)+15%時(shí)輸出電壓波動(dòng)3%；安裝時(shí)與原控制屏串接，即控制屏的保護(hù)功能和變頻器的保護(hù)功能同時(shí)存在。控制屏的輸出為變頻器的輸入，變頻器的輸出接下井電纜機(jī)組。

我礦目前有7口電潛泵井使用變頻器生產(chǎn)，從目前的生產(chǎn)情況來(lái)看，運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。平均單井液量比安裝前降低了8.35噸，平均單井油量比安裝前降低了0.8噸，單井電流比安裝前平均降低了11.6a，平均單井功率因數(shù)提高了22%，平均免修期延長(zhǎng)了66天。

篇10

關(guān)鍵詞:風(fēng)機(jī)變頻；變頻調(diào)速；節(jié)能

中圖分類號(hào)：TN830.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

引言：

風(fēng)機(jī)是水泥廠運(yùn)行的主要設(shè)備,耗電量占廠用電的30%左右,其運(yùn)行調(diào)節(jié)方式通常是通過(guò)調(diào)節(jié)擋板、閥門開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量,由于在擋板上產(chǎn)生了附加的壓力損失,浪費(fèi)了大量能源。采用變頻調(diào)速技術(shù)改造風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，不僅可以節(jié)約能源，而且使系統(tǒng)運(yùn)行更加合理可靠。

1.節(jié)能分析

變頻調(diào)速是近代電氣工程中發(fā)展最快的一種電機(jī)調(diào)速方式，其轉(zhuǎn)速方程式為：n=60f(1-s)/p,只要改變f，就可實(shí)現(xiàn)n的變化而達(dá)到無(wú)級(jí)調(diào)速的目的。其中：f-電源頻率；p-電機(jī)極對(duì)數(shù)；s-電機(jī)轉(zhuǎn)差率；n-電機(jī)轉(zhuǎn)速。從流體力學(xué)原理得知,風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比,風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速平方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比。根據(jù)貴方提供擋風(fēng)在75%-80%，不需用風(fēng)量25%-20%被放調(diào)，按最保守情況估計(jì),使用變頻器后電機(jī)最高運(yùn)行頻率為43HZ，根據(jù)軸功率與轉(zhuǎn)速三次方成正比例，即P´/P=(43/50)3 =63.61%,即節(jié)電率為(1-63.61%)=36.39%。風(fēng)機(jī)率效因素及外界管路損耗影響外，保守估計(jì)節(jié)電率不低于20%。此外還沒(méi)有考慮軟啟動(dòng)和對(duì)電機(jī)及機(jī)械系統(tǒng)保護(hù)發(fā)生的修理而節(jié)約的費(fèi)用。根據(jù)貴方工況情況一年可節(jié)電如下:

132KW電機(jī)的變頻改造電額為：

132KW*24（小時(shí)/天）*30（天/月）*12（月/年）*0.87（功率因數(shù)）*（節(jié)電率）*0.7電費(fèi)（元/度）

附表風(fēng)機(jī)/泵類負(fù)載應(yīng)用變頻器的節(jié)電率

2.風(fēng)機(jī)調(diào)速的節(jié)能原理

根據(jù)流體力學(xué)原理，風(fēng)量正比于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，而軸功率正比于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的三次方。具體舉例說(shuō)明如下:

2.1當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到原來(lái)的80％時(shí)，風(fēng)量也下降到原來(lái)的80％。而此時(shí)軸功率下降到原來(lái)的(80％)3=51.2％。這樣在風(fēng)量Q僅下降到80％(實(shí)際下降2喘)的情況下，軸功率則下降到滿負(fù)荷的51.2％(實(shí)際下降48.8％)，即理論節(jié)能48.8％。

2.2而實(shí)際上由于改造水封閉設(shè)施等因素，絕大多數(shù)鍋爐的實(shí)際用風(fēng)量會(huì)下降到80％以下。

3.調(diào)速方式的選取

一般水泥廠用的較多的電機(jī)調(diào)速方式有電磁滑差離合器調(diào)速、液力耦合器調(diào)速和液力離合器調(diào)速。這幾種調(diào)速方式的優(yōu)點(diǎn)是投資少,節(jié)能效果較好,缺點(diǎn)是存在轉(zhuǎn)差損失,效率較低,運(yùn)行可靠性低,維修量大。近些年來(lái)電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)飛速發(fā)展,交流變頻調(diào)速技術(shù)已進(jìn)入大功率、高性能的發(fā)展階段,這項(xiàng)技術(shù)具有優(yōu)異的調(diào)速和啟、制動(dòng)性能,且調(diào)節(jié)精度高,控制靈活,節(jié)能效果顯著。

4.變頻調(diào)速節(jié)能原理

異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電源頻率f、轉(zhuǎn)差率S、電機(jī)極對(duì)數(shù)P的關(guān)系由下式?jīng)Q定,可用以下表示:

可以看出,轉(zhuǎn)速n與電源頻率f成正比,即改變f就可改變n?；谶@一原理,制成變頻器作為變頻電源來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速不存在勵(lì)磁滑差損耗和擋板、閥門節(jié)流功率損耗,不存在轉(zhuǎn)差損耗,因此節(jié)能效果良好。變頻調(diào)速的調(diào)速范圍大,電機(jī)可在0%～100%頻率轉(zhuǎn)速下運(yùn)行,可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。采用變頻調(diào)速對(duì)引風(fēng)機(jī)改造無(wú)需更換電動(dòng)機(jī)。這項(xiàng)技術(shù)可使控制方式更加靈活,便于集中調(diào)控,提高了自動(dòng)化水平。

5.改造前設(shè)備工況

由于設(shè)備是通過(guò)調(diào)節(jié)擋風(fēng)板和閥門的開(kāi)啟角度的機(jī)械調(diào)節(jié)方法來(lái)滿足不同的用風(fēng)量，這種操作方式的缺點(diǎn)是:

5.1電機(jī)及風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，負(fù)荷強(qiáng)度重，電能浪費(fèi)嚴(yán)重；

5.2調(diào)節(jié)精度差，控制不精確；

5.3電氣控制直接起動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)電流對(duì)電網(wǎng)沖擊大，需要的電源（電網(wǎng)）容量大，功率因素較低；

5.4起動(dòng)時(shí)機(jī)械沖擊大,設(shè)備使用壽命低；

5.5電氣保護(hù)特性差，當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)機(jī)械故障時(shí)不能瞬間動(dòng)作保護(hù)設(shè)備等。采用變頻器可實(shí)現(xiàn)大的電動(dòng)機(jī)的軟停、軟起，避免了啟動(dòng)時(shí)的電壓沖擊，減少電動(dòng)機(jī)故障率，延長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)也降低了對(duì)電網(wǎng)的容量要求和無(wú)功損耗。

6.變頻改造方案

變頻柜具有工/變頻切換功能，系統(tǒng)各臺(tái)電機(jī)均由相應(yīng)變頻器驅(qū)動(dòng)，在變頻器出現(xiàn)故障時(shí)可自動(dòng)切換到工頻啟動(dòng)，以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。能遠(yuǎn)程控制起動(dòng)、停止。

7.節(jié)能效果分析

按一臺(tái)收塵風(fēng)機(jī)計(jì)算

引風(fēng)機(jī)功率：132KW

改造前每天耗電量：132X24=3168KWH

每年耗電量：3168X300=950400KWH(按每年運(yùn)行300天計(jì)算)

改造后每天耗電量： 132X24X51.2％=1622.016KWH

每年耗電量：1622.016X300X51.2=486604.8KWH (按每年運(yùn)行150天計(jì)算)

改造前后每年節(jié)省電能：950400—486604.8=463795.2KWH

按每KWH電0．7元計(jì)算

每年節(jié)電：463795.2X0．7=324656.64元

實(shí)際使用中，再考慮到現(xiàn)場(chǎng)的其它諸多因素，一臺(tái)132千瓦收塵風(fēng)機(jī)可節(jié)省電費(fèi)30萬(wàn)元左右，設(shè)備投資約100000元左右。這樣半年左右便可收回設(shè)備投資。同時(shí)由于風(fēng)量調(diào)節(jié)比較合理，提高了風(fēng)機(jī)收塵效率。最重要的由于降低了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，因而大幅度的降低了噪音，對(duì)環(huán)保方面也有很大改善。

對(duì)于羅茨風(fēng)機(jī)，雖然節(jié)能比率低一些（10%以上），由于羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)節(jié)能效果也同樣非?？捎^。

8.采用變頻器控制將有以下諸多優(yōu)點(diǎn)

8.1采用變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，取消擋板調(diào)節(jié)，降低了設(shè)備的故障率，節(jié)電效果顯著；

8.2采用變頻器控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng)，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，避免了對(duì)電網(wǎng)的沖擊；

8.3電機(jī)在低于額定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下運(yùn)行，減少了噪聲對(duì)環(huán)境的影響；

8.4具有過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、電源缺相等自動(dòng)保護(hù)功能；

8.5變頻具有工/變頻自動(dòng)切換功能，能夠保證生產(chǎn)的連續(xù)性。

9.結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，變頻改造具有顯著的節(jié)電效果，是一種理想的調(diào)速控制方式。既提高了設(shè)備效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求，并且還大大減少了設(shè)備維護(hù)、維修費(fèi)用，另外當(dāng)采用變頻調(diào)速時(shí)，由于變頻裝置內(nèi)的直流電抗器能很好的改善功率因數(shù)，也可以為電網(wǎng)節(jié)約容量。直接和間接經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃元培,張學(xué).變頻器應(yīng)用技術(shù)及電動(dòng)機(jī)調(diào)速.人民郵電出版社,1998.