導(dǎo)語：如何才能寫好一篇變頻技術(shù)論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，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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（1）交流-交流變頻，使固定的交流電源轉(zhuǎn)換成頻率變化的交流電源，主要特點是沒有中間環(huán)節(jié)，缺點為變換的頻率范圍不大。（2）交流-直流-交流變頻，使固定的交流電源轉(zhuǎn)換成直流，將直流電源轉(zhuǎn)變成頻率變化的交流電。由于直流到交流環(huán)節(jié)易于控制，因此，頻率可調(diào)節(jié)范圍和提高變頻電機特性等，具有明顯的優(yōu)勢。其裝置在煤礦井下已大量使用。如圖1所示為交直交變頻器的主電路圖。這種方法只適用于小容量逆變器，不常用。還有一種方法為脈寬調(diào)制，逆變器電壓的大小經(jīng)過變化，使輸出脈沖進行變化?，F(xiàn)在國內(nèi)外變頻器技術(shù)以驚人的速度在發(fā)展，在不同的功能上，模擬早期的設(shè)置已被設(shè)定數(shù)字量取代，特別是在我國煤礦井廣泛應(yīng)用，帶來了巨大的經(jīng)濟和社會效益。

2變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

使用PID控制器和可編程控制器（PLC）控制技術(shù)來控制變頻器，反向，速度，加速，減速時間，實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制，為適應(yīng)煤礦提升，壓風，排水，電牽引采煤機設(shè)備的要求。提升機PLC，PID變頻控制技術(shù)更為復(fù)雜，這里不介紹了。壓風機為例，對變頻調(diào)速控制技術(shù)和功能的應(yīng)用，證明變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)越性和經(jīng)濟效益的描述。在正常操作壓力風機，當罐內(nèi)壓力達到規(guī)定的壓力，通過壓力調(diào)節(jié)器處于閑置狀態(tài)，風機的壓力，為了降低儲罐壓力，當氣體儲罐壓力低于規(guī)定壓力，機器正常使用工作。但空氣壓縮機輸出壓力波動較大，不能達到理想的空氣壓力，直接影響到氣動工具的正常運行。在變頻技術(shù)的使用，確?？諝鈮嚎s機輸出壓力保持不變，總是讓空氣壓縮機輸出壓力保持在正常的工作壓力水平，大大提高煤炭生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)的PID控制對比，檢測信號反饋給變頻器控制量，以控制變量的目標信號進行比較，以確定它是否是預(yù)定的控制目標，根據(jù)二者之間的差異進行調(diào)整，達到控制目的。如儲氣罐壓力超過目標值（氣艙壓力給定值），應(yīng)調(diào)節(jié)壓縮空氣同氣艙壓力值近視平衡。相反，如儲氣罐壓力低于目標，應(yīng)調(diào)節(jié)儲氣罐壓力同目標壓力近視平衡。通過對變頻調(diào)速技術(shù)在壓風機上的應(yīng)用，可以達到空氣壓縮機輸出壓力基本上保持恒定的生產(chǎn)價值的需要，空氣壓縮機輸出壓力始終保持在最佳狀態(tài)下生產(chǎn)。

3變頻調(diào)速技術(shù)優(yōu)點和效益

篇2

本次改造主要是根據(jù)企業(yè)電機系統(tǒng)設(shè)施的現(xiàn)狀和存在的問題，針對電廠系統(tǒng)特點，對#3、#4、#5、#6鍋爐引風機、一次風機、二次風機共計12臺（電機總裝機容量3900KW）6KV電機進行變頻節(jié)電技術(shù)改造，采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)，根據(jù)工況需要，控制電機的轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)風量的變化，以替代落后的擋板調(diào)節(jié)方式，以減少電能損耗。同時，風量的變化由非線性改善為線性，使得爐膛的燃燒效能控制變得更及時、精確。從而達到節(jié)能降耗和提高自動化程度的雙重目的。本次節(jié)電技術(shù)改造新建一座高壓變頻室、增加變頻調(diào)速裝置12臺、DCS控制系統(tǒng)、、通風系統(tǒng)及配電設(shè)施。

1.1變頻器選型

近年來已有很多大中型電廠采用變頻技術(shù)進行節(jié)電技術(shù)改造的實例，實踐證明不但節(jié)電效果明顯，而且提高系統(tǒng)的安全性，不存在運行風險。此次節(jié)電技術(shù)改造設(shè)備選用原則，變頻技術(shù)先進，成熟可靠。選擇雷奇節(jié)能科技股份有限公司生產(chǎn)的LOVOL系列高壓智能節(jié)電裝置（變頻器），該產(chǎn)品由移相變壓器，功率單元和控制器組成。高壓變頻器采用模塊化設(shè)計，互換性好、維修簡單，噪音低，諧波含量小，不會引起電機的轉(zhuǎn)矩脈動，對電機沒有特殊要求。高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下：

1.2電氣改造方案

采用一拖一自動旁路控制，實現(xiàn)變頻/工頻自動切換。旁路柜在節(jié)電器進、出線端增加了兩個隔離刀閘，以便在節(jié)電器退出而電機運行于旁路時，能安全地進行節(jié)電器的故障處理或維護工作。旁路柜主回路主要配置：三個真空接觸器（KM1、KM2、KM3）和兩個高壓隔離開關(guān)K1、K2。KM2與KM3實現(xiàn)電氣互鎖，當KM1、KM2閉合，KM3斷開時，電機變頻運行；當KM1、KM2斷開，KM3閉合時，電機工頻運行。另外，KM1閉合時，K1操作手柄被鎖死，不能操作；KM3閉合時，K2操作手柄被鎖死，不能操作。自動旁路控制結(jié)構(gòu)圖如下：

1.3系統(tǒng)控制方案

（1）本地控制：利用系統(tǒng)控制器上的鍵盤、控制柜上的按鈕、電位器旋鈕等就地控制。（2）遠程控制：變頻器與DCS系統(tǒng)連接，進行數(shù)據(jù)通訊，使運行人員通過DCS系統(tǒng)畫面對變頻器的工作電流，運行狀態(tài)及故障信息進行監(jiān)控，由DCS實現(xiàn)控制。

1.4系統(tǒng)散熱方案

設(shè)備自身發(fā)熱量較大，運行環(huán)境的溫度和濕度會影響設(shè)備的穩(wěn)定性及功率元件的使用壽命，為了使變頻器能長期穩(wěn)定和可靠地運行，采用室內(nèi)空調(diào)冷卻方式，滿足設(shè)備對溫度和濕度的要求。

2變頻改造效果分析

2.1節(jié)電效果

節(jié)電改造前，鍋爐正常工況下引風機檔板的平均開度在70-80%左右，二次風機在35-45%左右。采用落后的檔板調(diào)節(jié)控制方式，用電量高居高不下，影響機組的經(jīng)濟運行質(zhì)量。本次節(jié)電改造于2012年10月安裝調(diào)試完畢，經(jīng)過一段時間的運行測試，以3#鍋爐引風機為例，原工頻電流由平均49.5A下降到變頻后的36-39A，功率因數(shù)由0.8左右提高到0.95左右。從12臺改造后的風機運行情況看，完全能夠滿足鍋爐運行工藝的要求（主要是風壓、風量、加減風的速率等）。運行后一年的電表數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過變頻改造后12臺風機總計節(jié)電量為280萬KWh，比擋板調(diào)節(jié)控制方式節(jié)能率達到23%，節(jié)能效果十分顯著。并且電機在啟動、運行調(diào)節(jié)、控制操作等方面都得到極大的改善。

2.2其它效果

（1）采用變頻調(diào)速控制后，杜絕“大馬拉小車”現(xiàn)象，既提高了電機效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求；（2）采用變頻調(diào)速控制后，由于變頻技術(shù)裝置內(nèi)的直流電抗器能很好的改善功率因數(shù)，功率因數(shù)由0.8左右提高到0.95以上，提高了有功功率，減少了設(shè)備和線路無功損耗；（3）實現(xiàn)了電機的軟啟動，避免了對電網(wǎng)的沖擊，提高了系統(tǒng)的可靠性，延長了設(shè)備的使用壽命；（4）減少風機葉片和軸承的磨損，延長大修周期、節(jié)省維修費用。風機、管網(wǎng)振動大幅減小，降低了噪聲對環(huán)境的影響；（5）變頻器的過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能，使系統(tǒng)的安全可靠性大大提高；（6）由于變頻器具有工頻/變頻自動切換功能，變頻器發(fā)生重故障時可在2-3秒內(nèi)切換到工頻運行，且在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)檢修維護或故障時，工頻控制系統(tǒng)照樣可以正常運行，滿足風機系統(tǒng)對電機高可靠性運行的要求；（7）實現(xiàn)了高壓變頻裝置與主控室DCS系統(tǒng)連接,DCS系統(tǒng)能夠滿足實時性的要求，經(jīng)過電廠運行的邏輯實現(xiàn)對變頻器的控制，對各種數(shù)據(jù)的分析和判斷，這也是電廠提高效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

3結(jié)語

篇3

煉鋼一次除塵風機高壓變頻器采用交－直－交高壓方式，高壓變頻器每相由8個功率單元串聯(lián)而成，各個功率單元由輸入隔離變壓器的二次隔離線圈分別供電，功率單元為交－直－交結(jié)構(gòu)，相當于一個三相輸入、單相輸出的低壓電壓源型變頻器，主電路開關(guān)器件為IGBT。功率單元由主電路包含整流濾波電路，逆變電路，旁通電路三部分。功率單元的輸入額定電壓AC750V，經(jīng)熔斷器進入三相整流橋整流，經(jīng)電解電容濾波，變?yōu)橹绷麟?逆變電路由四只IGBT組成單相全橋逆變電路。將直流電變?yōu)镾PWM波輸出。旁通電路由一個單相橋整流和一只可控硅組成，旁通電路的作用是在功率單元發(fā)生某些故障時，把四只IGBT全部關(guān)閉，故障單元不再有輸出波形，此時把旁通的可控硅打開，使外電路電流流過本功率單元時通行無阻，旁通整流橋為交流電流提供通路。功率單元串聯(lián)多電平PWM電壓源型變頻器拓撲圖如圖1、圖2所示?？刂齐娐酚晒庑盘柾ㄐ烹娐?、IGBT驅(qū)動保護電路、可控硅驅(qū)動電路、故障檢測電路等組成，變頻器主控制器與功率單元之間的信號傳輸采用光纖，具有良好的抗電磁干擾性能，功率單元IGBT的驅(qū)動信號來自于變頻器主控制器。

2調(diào)速系統(tǒng)的改進

⑴為保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行及達到好的節(jié)電效果，風機傳動采用高壓變頻器進行控制，風機傳動設(shè)備變頻改造時拆除電動機與風機之間的液力偶合器，對電機基礎(chǔ)進行改造，將原基礎(chǔ)打去-1000mm至鋼筋網(wǎng)層，重新焊接鋼筋制作澆筑基礎(chǔ)，電機前移與風機直接相連。實施前后見對比圖3、圖4。⑵變頻調(diào)速系統(tǒng)和現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)進行通訊連接，從現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)發(fā)出變頻器的啟動、停機等信號進行協(xié)調(diào)控制，根據(jù)運行工況按設(shè)定頻率，實現(xiàn)對風機電動機轉(zhuǎn)速的控制。變頻器具有非常完善的自診斷和保護功能，變頻器有過電壓、過電流、欠電壓、缺相，變頻器過載、變頻器過熱、電機過載、輸出接地、輸出短路等保護功能，變頻器配備漢字顯示的液晶顯示屏，可實現(xiàn)變頻器參數(shù)設(shè)定和顯示電機電壓、電流、頻率等狀態(tài)參數(shù);一旦變頻器發(fā)生故障，進入保護狀態(tài)，系統(tǒng)自動記錄故障原因、故障位置及發(fā)生故障時變頻器各狀態(tài)參數(shù)，便于故障排除。

3運行分析

轉(zhuǎn)爐一次除塵風機在改造前，風機高速運行在1250r/min，電機功率因素0．88，風機電機電流120A左右，風機低速運行在500r/min，風機電機電流40A左右，自2011年6月至2012年8月轉(zhuǎn)爐一次除塵三臺風機電機采用高壓變頻器控制系統(tǒng)投入運行后，風機高速運行時電機電流在97A左右，風機低速運行時電機電流在6A左右，功率因素0．98，具體參數(shù)見表1。

4節(jié)能計算

一座轉(zhuǎn)爐每天平均冶煉32爐，每爐平均冶煉時間35min，一個冶煉周期中，吹氧冶煉時間16min，兌鐵時間3min，風機需高速運轉(zhuǎn)1250r/min，高速運行時間在19min，風機變頻改造前后高速狀態(tài)下電機電流差120-97=23A，電壓10kV，風機電機在高速狀態(tài)下每天節(jié)省電量為(23×10)×(32×19)/60=2331kWh。一個冶煉周期中，出鋼過程中需低速運轉(zhuǎn)在500r/min，每爐鋼低速運行時間約16min，風機變頻改造前后低速狀態(tài)下電機電流差40-6=34A，電壓10kV，一臺風機電機在低速狀態(tài)下每天節(jié)省電量約為:(34×10)×(32×16)/60=2901kWh。一臺除塵風機在變頻器調(diào)速運行，每天節(jié)省電量約為2331+2901=5232kWh。一臺風機全年運行時間按340天計算，電費成本為0．37元/度，一臺除塵風機全年節(jié)省電費約為=5232×340×0．37=65．82萬元。三臺除塵風機在變頻調(diào)速運行后，全年節(jié)省電費約為=3×65．82=197．46萬元。

5結(jié)語

篇4

1)實時在線監(jiān)測功能?？蓪崿F(xiàn)對礦井主通風機及其附屬設(shè)備主要工作參數(shù)、運行狀態(tài)的實時在線監(jiān)測與顯示，智能化故障識別與報警。具體監(jiān)測項目包括:主通風機的入口靜壓、風量、風速信號;主通風機電動機電壓、電流、有效功率、功率因數(shù)等電量參數(shù);主通風機電動機軸承溫度和定子溫度的實時監(jiān)測顯示;主通風機振動狀態(tài)信息的監(jiān)測、顯示與分析，具有機械故障預(yù)警及停機功能。2)遠程通信功能。能支持與第三方遠程通信(變頻器或其它監(jiān)控設(shè)備)，實現(xiàn)遠程監(jiān)測控制，支持多種通信協(xié)議，具有多種通信方案，可方便地把監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳到目前煤礦使用的安全監(jiān)測系統(tǒng)KJ98，實現(xiàn)對礦井通風系統(tǒng)的遠程集中控制。3)自動控制功能。通過友好交互的人機控制界面可以方便地控制高壓開關(guān)柜的啟動、停止、風門的開關(guān);能控制高壓變頻器、水阻柜啟動、停止，實時設(shè)置變頻器頻率;可實現(xiàn)主通風機、風門用電動執(zhí)行機構(gòu)多種控制模式間的切換。

2程序設(shè)計

2．1PLC程序設(shè)計

在西門子S7-417-4H型PLC中，運用梯形圖編制監(jiān)控系統(tǒng)的運行程序，整套系統(tǒng)的主控程序流程如圖3所示。在調(diào)用初始化子程序后，系統(tǒng)按照設(shè)定程序與參數(shù)進行自檢，待自檢正常后對主通風機及其附屬設(shè)備的初始狀態(tài)進行順序控制，一切準備工作就緒后系統(tǒng)會自動開啟主通風機，系統(tǒng)按預(yù)先圖3控制程序流程圖編制的程序、設(shè)計的功能進行實時監(jiān)控。整套PLC程序包含了高壓柜供電狀態(tài)監(jiān)測、變頻器控制、水阻柜控制、主通風機運行參數(shù)及故障檢測、風門電動執(zhí)行機構(gòu)運行狀態(tài)監(jiān)測等多個功能模塊。對PLC控制程序采用模塊化設(shè)計和過程設(shè)計原理，將上述功能模塊進行結(jié)構(gòu)化編程設(shè)計，提升了控制程序的完整性和可執(zhí)行性。

2．2WinCC組態(tài)程序設(shè)計

通過WinCC組態(tài)程序設(shè)計建立友好交互的人機控制界面，借助遠程通訊和PLC控制程序，實現(xiàn)對主通風機及其附屬設(shè)備的過程監(jiān)控與故障監(jiān)控?；赪inCC組態(tài)軟件的主通風機監(jiān)控系統(tǒng)具備可視化、智能化、功能多樣化等諸多優(yōu)點，能將礦井通風系統(tǒng)的工作參數(shù)和運行狀態(tài)形象化地展現(xiàn)在控制人員和管理人員面前，便于實時監(jiān)控設(shè)備運行情況。

3應(yīng)用效果

2013年9月魯班山北礦主通風機監(jiān)控系統(tǒng)改造工程完成，圖4所示為監(jiān)控系統(tǒng)的主界面圖。目前該套系統(tǒng)已經(jīng)連續(xù)正常運行一年多，在新的監(jiān)控系統(tǒng)模式下，實現(xiàn)了緊急情況提前預(yù)警，提高了礦井通風安全水平。主通風機在變頻調(diào)速系統(tǒng)控制下更容易實現(xiàn)電動機的正、反轉(zhuǎn)，加、減速時間及頻率可任意調(diào)節(jié)，運行平穩(wěn)，工頻水阻軟啟動技術(shù)的應(yīng)用，確保了兩臺變頻器都出故障時，主通風機仍能正常運行，確保了通風安全。使用變頻調(diào)節(jié)后由于變頻器內(nèi)濾波電容的使用，使得主通風機功率因數(shù)據(jù)提高，通過減小變頻器輸出頻率、降低主通風機轉(zhuǎn)速來滿足礦井風量需要，主要風機始終運行在高效區(qū)間內(nèi)，統(tǒng)計顯示，在增加風量27%的情況下，每個月主通風機電力消耗同比節(jié)約3．1萬度，節(jié)能效果十分明顯。

4結(jié)語

篇5

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，雖然我國的能源結(jié)構(gòu)有所變化和發(fā)展，但是在目前我國現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)中，火力發(fā)電仍然是重要的組成部分，伴隨著其它能源結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，火力發(fā)電在能源市場上面臨的壓力將逐漸的增加，為了提高火力發(fā)電行業(yè)在能源市場中的競爭力，企業(yè)必須加強該方面的研究。伴隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，高壓電頻技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，火力發(fā)電廠要想提高工廠的工作效率，提高設(shè)備的運行速度，實現(xiàn)發(fā)電廠經(jīng)濟效益的提高，就必須科學(xué)合理的應(yīng)用高壓電頻技術(shù)。高壓電頻技術(shù)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用，在提高企業(yè)經(jīng)濟效益的同時，有利于節(jié)能減排工作的順利開展。

2高壓變頻技術(shù)在火力發(fā)電廠中應(yīng)用的重要作用

2.1有利于節(jié)能減排工作的開展

在傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠中需要使用擋板和閥門來調(diào)節(jié)發(fā)電設(shè)備的風量和水量，擋板和閥門對能量的需求較高，在火力發(fā)電廠中使用了高壓變頻技術(shù)之后，通過驅(qū)動水泵和風機來代替擋板和閥門，不但能夠解決掉使用閥門和擋板調(diào)節(jié)方法給設(shè)備運行帶來的不足，還能實現(xiàn)節(jié)能減排，降低企業(yè)對發(fā)電廠的成本投入，有利于企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。

2.2使用方便快捷，減少設(shè)備故障出現(xiàn)的頻率

高壓變頻技術(shù)在應(yīng)用的過程中往往同電子信息技術(shù)相結(jié)合，電子信息技術(shù)的使用不斷的提高了企業(yè)的經(jīng)營管理水平，還有效的減少了企業(yè)在人力物力方面的投資。火電廠設(shè)備的正常運行需要發(fā)電機的協(xié)調(diào)合作，火電發(fā)電廠中有兩種型號的發(fā)電機，同步發(fā)電機和異步發(fā)電機，同步發(fā)電機使用直接啟動的方式，異步發(fā)電機使用間接啟動的方式，在發(fā)電機啟動的過程中會造成大量的電量消耗，在啟動過程中會產(chǎn)生較大的振動對設(shè)備產(chǎn)生沖擊，在很大程度上影響設(shè)備的使用壽命。通過使用高壓變頻技術(shù)能夠緩解啟動過程中產(chǎn)生的機械振動，提高了設(shè)備的運行效率，在保證設(shè)備正常運行的同時，提高了設(shè)備的使用壽命，在一定程度上減少了發(fā)電廠在設(shè)備上的成本投入，有利于企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。

3高壓變頻技術(shù)的分析研究

3.1高壓變頻器的DCS控制方式分析

分散型的控制系統(tǒng)也就是DCS在火電發(fā)電廠中的主要控制系統(tǒng)，手動控制DCS控制是高壓變頻技術(shù)中的主要控制，在高壓變頻技術(shù)中的控制方式有很多種，主要總結(jié)如下：采用閉環(huán)控制方式對設(shè)備的壓力和流量進行控制；采用開環(huán)控制方式對設(shè)備的轉(zhuǎn)速進行控制；使用開環(huán)控制方式對設(shè)備的頻率進行控制，通過在設(shè)備的屏幕上直接輸出數(shù)值，然后邊頻率器的邊頻率的控制得出數(shù)值。

3.2高壓變頻器工作旁路的切換方式分析

在火電發(fā)電廠中，風機和水泵設(shè)備屬于持續(xù)運作的負載，為了減少設(shè)備使用過程中故障出現(xiàn)的頻率，較少設(shè)備檢修的次數(shù)，在應(yīng)用高壓變頻技術(shù)時同時使用工頻旁路，工頻旁路的設(shè)置方式主要有手動和自動兩種形式，一旦高壓變頻出現(xiàn)故障，就要及時的采用采用手動或者是自動的方式對貢品旁路進行切換，手動旁路是一種可以通過手動控制進行高壓隔離的開關(guān)，手動控制在高壓旁路中的應(yīng)用較為廣泛，因為本身結(jié)構(gòu)較為簡單，操作簡單，成本較低，開關(guān)設(shè)置明顯，應(yīng)用在高壓變頻中之后，有利于高壓變頻器的檢修。

4高壓變頻技術(shù)應(yīng)用的具體措施

隨著其他能源方式不斷創(chuàng)新和發(fā)展，傳統(tǒng)的火力發(fā)電將面臨著越來越大的壓力，火力發(fā)電廠要想在激烈的市場競爭中站住腳，就必須提高火力發(fā)電的使用率，在符合國家節(jié)能減排的規(guī)范要求的同時，減少火力發(fā)電的成本投入，采用高壓變頻技術(shù)就能夠很好的解決以上的問題。

4.1安裝和調(diào)試變頻設(shè)備的具體措施

傳統(tǒng)的設(shè)備運行方式是采用了一拖二二拖三的方法，這樣的方法在很大程度上增加了設(shè)備的回路難度，為了減少設(shè)備運行回路變頻和工頻之間故障出現(xiàn)的頻率，在對設(shè)備進行安裝的過程中要主義防范措施。

4.2合理設(shè)置變頻器和上級開關(guān)保護功能

變頻器在運行的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，一般的在事故按鈕上采用一拖二的方法，在事故按鈕上安裝兩個電源斷路器，一般的選取兩個節(jié)點，在一個節(jié)點上使用工頻跳閘回路，在一個節(jié)點上使用變頻跳閘回路。這樣不論出現(xiàn)何種情況，都能很好的預(yù)防跳閘現(xiàn)象的發(fā)生。

4.3設(shè)計可靠的風機和控制電源

為了保障設(shè)備的正常運行，就要保證變頻器電流輸入值趨于正常，如果輸入電流變化較大，就容易出現(xiàn)跳閘的事故，所以為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，要對設(shè)備進行不間斷的檢測和維修，為設(shè)備提供充足的電能。

5結(jié)語

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論文關(guān)鍵詞：風機，自動調(diào)速裝置

 

1 、前言

當前,我國煤礦使用的局部通風機數(shù)量多,功率大,是能耗最大和浪費較嚴重的設(shè)備之一。從理論上講,對風機調(diào)速是調(diào)節(jié)風機性能、降低能耗的最佳方法之一。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,防爆變頻調(diào)速裝置以其卓越的調(diào)速性能,顯著的節(jié)能效果在煤礦領(lǐng)域得到廣泛的運用。

2、概況

煤礦井下局部通風機是用量大、耗能大的常用設(shè)備，每年需求量在數(shù)千臺以上，但在性能調(diào)節(jié)功能上，基本上是空白。從理論上講，調(diào)速是調(diào)節(jié)風機性能最經(jīng)濟、有效的手段。阻礙變頻調(diào)速技術(shù)在局扇上應(yīng)用的主要原因是價格昂貴，節(jié)能效果差，變頻器可靠運行難。隨著對煤礦安全生產(chǎn)重視程度的增加，一些明顯存在安全隱患工作場所，要求必須對風機性能進行調(diào)節(jié)。因此風機，我礦與煤炭科學(xué)研究總院重慶分院合作，根據(jù)當前我礦的具體情況，在原有礦用通風機自動調(diào)速裝置的基礎(chǔ)上進行了技術(shù)改進，研制了一套ZJTS型礦用通風機自動調(diào)速裝置，并投入使用。該變頻調(diào)速裝置采用了IGBT變頻調(diào)速技術(shù)、熱管散熱技術(shù)以及智能控制技術(shù),可根據(jù)不同的運行工況,通過檢測不同地點的瓦斯?jié)舛?自動調(diào)節(jié)通風機的風速,達到高效排瓦斯和節(jié)能通風的目的。

3、調(diào)速裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計

該調(diào)速裝置的總體結(jié)構(gòu)主要由人機操作界面、隔爆箱體、真空熱管散熱器、雙電源控制器、進出線接線腔、變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、本安電源、雙風機控制器、頻率轉(zhuǎn)換器等單元組成，外接瓦斯?jié)舛葌鞲衅骱椭?、備局部通風機。實現(xiàn)了按設(shè)定瓦斯?jié)舛戎?，自動調(diào)節(jié)通風機轉(zhuǎn)速，達到按需定量通風的目的。同時也實現(xiàn)了專用供電線和備用供電線、主通風機和備用通風機的自動切換的目的論文提綱怎么寫。

4、調(diào)速裝置的工作原理

調(diào)速裝置的頻率轉(zhuǎn)換器把瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞯念l率或電流信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，然后經(jīng)控制器處理后，去控制變頻器，讓變頻器輸出相應(yīng)的頻率，控制風機的運轉(zhuǎn)。實現(xiàn)了調(diào)速裝置根據(jù)不同的瓦斯?jié)舛葌鞲衅髦递敵霾煌念l率來控制風機電機的運行速度;控制面板又通過轉(zhuǎn)換器與控制器連接

總體結(jié)構(gòu)圖

來實現(xiàn)調(diào)速裝置各種參數(shù)的顯示和設(shè)定。當專用供電線有故障或停電時，備用供電線就通過雙電源控制器工作，這時通過雙風機控制器切換讓備用風機工作;當專用供電線恢復(fù)正常供電時，雙電源控制器切換讓專用供電線工作，這時雙風機控制器切換讓專用風機工作。

電氣原理圖

5、調(diào)速裝置的主要特點

5.1自動化程度高。

通風機性能的最佳調(diào)節(jié)方式是變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，而改變通風機轉(zhuǎn)速最經(jīng)濟、適用的萬式是改變輸入電源的頻率。該調(diào)速裝置通過對工作地點瓦斯?jié)舛葘崟r檢測，用變頻調(diào)速器和自動控制系統(tǒng)，智能地自動調(diào)節(jié)通風機輸入電源的頻率風機，達到按需通風的目的。適用長時間、無人值守連續(xù)工作。

5.2主要元部件品質(zhì)高。

該調(diào)速裝置主要元部件:整流器、IGBT逆變器、控制系統(tǒng)等均采用國外著名品牌，其 主要特點是體積小、重量輕、發(fā)熱量小，運行可靠，非常適合安裝在井下隔爆箱體中。專門定作的散熱器外形美觀、實用、可靠。

5.3直觀、清晰的液晶顯示屏。

大屏幕液晶顯示屏隨時監(jiān)視風機、變頻器、瓦斯?jié)舛冗\行狀態(tài)，報警用文字說明，畫面直觀、清晰?？呻S時選擇操作狀態(tài)(自動、手動)，設(shè)定最低輸出頻率值和瓦斯?jié)舛戎?。超過規(guī)定的瓦斯?jié)舛戎?，輸出報警信號?/p>

5.4系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠。

該調(diào)速裝置從瓦斯信號的采集，控制模塊的分析、運算，各單元之間的通訊，到執(zhí)行 機構(gòu)運行，均采用國內(nèi)先進技術(shù)和元件。軟件部分邏輯關(guān)系清晰明確，操作性強，經(jīng)長期運行試驗，系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠。

5.5安全性好

具有過流、缺相、過電壓、欠電壓、過熱等完善的軟硬件保護。

6、調(diào)速裝置的主要功能

6.1掘進工作面限量排放瓦斯，實現(xiàn)最大效率安全排放。

因意外停電或計劃停風而造成掘進工作面瓦斯超限時，該調(diào)速裝置可自動以接近于混合處的瓦斯?jié)舛劝踩颠M行排放，避免人工排放時，難以控制瓦斯?jié)舛蕊L機，超量排放問題。

6.2采煤工作面限量抽排瓦斯，形成安全可控的引排系統(tǒng)。

用于引排系統(tǒng)處理采煤工作面上隅角瓦斯積聚時，瓦斯傳感器探頭放置在測試風筒中，檢測風流中瓦斯?jié)舛?，即進入風機風流中的瓦斯?jié)舛取Ｔ撜{(diào)速裝置根據(jù)設(shè)定的瓦斯?jié)舛劝踩?，自動地調(diào)節(jié)通風機轉(zhuǎn)速，確保抽出式通風機進口的瓦斯?jié)舛炔怀^3%，實現(xiàn)安全抽排。

6.3節(jié)能運行

當瓦斯?jié)舛戎翟诎踩O(shè)定值以下時，根據(jù)工作面瓦斯涌出量的大小自動控制轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風量，既保證了瓦斯?jié)舛炔怀?，又可避免風量過大而揚塵，影響工作環(huán)境，實現(xiàn)節(jié)能通風論文提綱怎么寫。

6.4正、反轉(zhuǎn)切換功能

可通過按液晶顯示屏里風機轉(zhuǎn)向畫面的正轉(zhuǎn)選擇數(shù)字鍵或反轉(zhuǎn)選擇數(shù)字鍵來切換，而無須改變局扇接線即可改變局扇的轉(zhuǎn)向。

6.5主、備用風機自動切換功能

當主風機或備用風機出現(xiàn)故障時，調(diào)速裝置會自動切換讓備用風機或主風機工作;實現(xiàn)主、備用風機自動切換功能。

6.6雙電源自動切換功能

當專供線路或備用線路有故障或停電時，調(diào)速裝置會自動切換讓備用線路或?qū)９┚€路工作;實現(xiàn)雙電源自動切換功能。

6.7閉鎖接口功能

風、電閉鎖功能，當風機運行后輸出一個常閉觸點。

瓦斯、電閉鎖功能:當瓦斯?jié)舛葌鞲衅髦荡笥谠O(shè)定值時，調(diào)速裝置輸出一個常開觸點。當瓦斯?jié)舛葌鞲衅髦敌∮谠O(shè)定值時，調(diào)速裝置輸出一個常閉觸點。

6.8手動控制功能。

可通過液晶顯示屏手動控制畫面來選擇手動控制風機，局扇運轉(zhuǎn)頻率值可以在0比到5OHz之間設(shè)定。

6.9報警文字顯示功能

當調(diào)速裝置有故障、報警時，液晶顯示屏會自動彈出報警信息，用文字說明故障、報警的原因及處理萬法。

7、結(jié)束語

通過ZJTS型礦用通風機自動調(diào)速裝置在我礦的使用，充分達到了節(jié)能高效的效果。在同等條件下與無調(diào)節(jié)性能的高效風機相比，平均運行效率可提高15%左右，節(jié)省電能，對大功率風機，效果尤為明顯。

總之，ZJTS型礦用通風機自動調(diào)速裝置具有廣泛的推廣應(yīng)用價值，不僅增加了效益，尤其對加強煤礦的安全生產(chǎn)具有重要的意義。

參考文獻：

[1]徐益民林海鵬趙汗青.新型變頻調(diào)速智能控制裝置的研制與應(yīng)用[J].煤礦機械,2004,25(12):131-132.

[2]石秋潔.變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003..

[3]馮垛生.變頻器的應(yīng)用與維護[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社,2001.95-99.

[4]唐耀華徐慶龍.空壓站變頻改造的節(jié)能分析和參數(shù)監(jiān)控[J].變頻器世界,2004(4):.

篇7

關(guān)鍵詞：交流雙速電梯；交流變頻調(diào)速電梯；能耗；對比

引言：

現(xiàn)在的城市中，高層建筑鱗次櫛比，電梯成為了使用頻率最高的特殊運輸設(shè)備。特別是在公共場所，電梯的電能消耗量是非常高的，已經(jīng)超過了照明能源消耗和供水能源消耗。目前的高層建筑所安裝的電梯主要為交流雙速電梯和交流變頻調(diào)速電梯。交流雙速電梯在進行電梯調(diào)速的時候，乘客能夠感受到速度的變化。這種電梯設(shè)計結(jié)構(gòu)很簡單，實用性能穩(wěn)定，價格也比較低[1]。但是，電梯要發(fā)揮節(jié)能的作用，就要對電梯進行變頻改造。交流變頻調(diào)速電梯，在運行中，就是采用了變頻調(diào)速的方法對電梯的運行速度進行轉(zhuǎn)換，在能源消耗上相對比較低。下面就針對流雙速電梯和交流變頻調(diào)速電梯的能源消耗情況進行對比。

一、交流雙速電梯和交流變頻調(diào)速電梯拖動方式的比較

關(guān)于電梯的拖動，在電流和電壓調(diào)整上經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段，起初是直流電壓運行調(diào)整電梯運行速度，之后是交流電壓、交流電壓運行調(diào)整電梯運行速度、交流變頻調(diào)壓調(diào)整電梯運行速度、能量回饋式變頻調(diào)壓調(diào)整電梯運行速度?，F(xiàn)在的高層建筑所安裝的電梯主要為兩種，即交流雙速電梯和交流變頻調(diào)速電梯。

（一）交流雙速電梯所采用的拖動方式

交流雙速電梯的運行速度調(diào)節(jié)，是通過快車繞組與慢車繞組之間相互切換對電梯的運行速度進行調(diào)整的，按照固定的幾個轉(zhuǎn)速調(diào)整電梯的運行速度，屬于是有級調(diào)速。比如，交流雙速電梯運行中，一般所設(shè)定的速度為啟動速度、慢速、快速、慣性停車等等，操作簡單，以開環(huán)的方式對運轉(zhuǎn)速度進行控制，不僅設(shè)計線路簡單，而且造價也很低[2]。但是，技術(shù)上存在不完善之處，主要體現(xiàn)為乘坐交流雙速電梯的舒適度不夠，平層精度和運行效率都比較低，能源消耗量也比較大。通常額度速度不可以超過每秒1米。

（二）交流變頻調(diào)速電梯所采用的拖動方式

交流頻調(diào)速電梯所采用的是三相電源，變頻電壓采用變頻器完成，之后傳輸?shù)诫妱訖C中。隨著電源的頻率發(fā)生改變，交流電動機的運行狀態(tài)就發(fā)生了改變，從有級調(diào)速轉(zhuǎn)變?yōu)闊o極調(diào)速。如果變頻的幅度比較大，速度調(diào)整的范圍也會很大。由于采用了變頻技術(shù)，交流變頻調(diào)速電梯的平層精度相對較高，也具有很高的運行效率，乘坐電梯也比較舒適，而且還具有節(jié)約能源的效果。現(xiàn)代的高層建筑物所安裝的電梯普遍采用了變頻變壓調(diào)整電梯運行速度的方式。

二、變頻器所發(fā)揮的作用

目前市面上有多種變頻器，電梯上所安裝的是專用的變頻控制系統(tǒng)，對電梯和電機的驅(qū)動進行一體化控制。這種變頻器采用了先進的智能化技術(shù)，主要包括變頻器和編程控制板所構(gòu)成的一體化控制器、電梯顯示控制器、電梯轎頂?shù)目刂瓢逡约半娞蒉I廂內(nèi)的指令板等。當變頻控制器處于運行狀態(tài)，就需要調(diào)動多種技術(shù)，諸如計算機技術(shù)、電機驅(qū)動技術(shù)、智能控制系統(tǒng)和自動控制技術(shù)等，所有的這些技術(shù)集成化、一體化運行，基于距離控制完成電梯的?？?、安全隱患識別和緊急救援等，變頻控制器發(fā)揮著控制作用的同時，還會使電機性能得以充分發(fā)揮，使得電梯在運行中更具有舒適感[3]。電梯一體化變頻系統(tǒng)設(shè)計簡單，接線數(shù)量少，不僅運行成本低，而且電梯的安全穩(wěn)定性相對較高。

三、交流雙速電梯和交流變頻調(diào)速電梯能源消耗比較

比較交流雙速電梯和交流變頻調(diào)速電梯，后者的能源消耗是比較少的。之所以交流雙速電梯的能源消耗量大，是由于啟動電流相對較大；無論是空載上行，還是重載下行，都需要消耗能源。具體如下。

（一）交流雙速電梯的啟動電流相對較大

交流雙速電梯的啟動電流相對較大，能源消耗量也自然會非常大。交流雙速電梯所采用的啟動方式通過直接啟動，啟動過程中就會有大量的能源消耗。交流變頻調(diào)速電梯在啟動的時候，所采用的是通過變頻器調(diào)整電梯運行速度，之后啟動，可以使得啟動電流更為平穩(wěn)一些，啟動時所消耗的能量也會非常少。中國城市化發(fā)展，大量的人口涌入到城市中，導(dǎo)致城市人口密度非常大，電梯頻繁使用，啟動的頻率也相對較高。如果高層建筑所安裝的是交流雙速電梯，就必然會消耗大量的電能，導(dǎo)致能源浪費。

（二）交流雙速電梯空載上行和重載下行都消耗能源

交流雙速電梯運行的過程中，只要電梯處于運行狀態(tài)，交流電動機就要發(fā)電，但是交流雙速電梯所安裝的電動機不能夠逆向發(fā)電，就會導(dǎo)致交流雙速電梯無論是空載上行，還是重載下行，都需要消耗能源[4]。交流變頻調(diào)速電梯則不同，這種電梯所安裝的電梯無論是空載上行，還是重載下行，都能夠持續(xù)發(fā)電，因此不會消耗大量的電能?，F(xiàn)在安裝的電梯應(yīng)用了電能反饋技術(shù)，電動機發(fā)電過程中，能夠?qū)l(fā)電狀態(tài)傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上，從而使得電梯運行的過程中，不僅不會消耗電能，而且還起到了發(fā)電的作用，因此交流變頻調(diào)速電梯具有節(jié)約能源、保護環(huán)境的作用。

結(jié)束語：

綜上所述，交流雙速電梯與交流變頻調(diào)速電梯相比較，交流雙速電梯不僅能源消耗高，而且運行的舒適度不夠；交流變頻調(diào)速電梯的能源消耗低，而且運行具有較高的舒適度。存在這種明顯差別的主要原因在于，交流變頻調(diào)速電梯再啟動的時候不會消耗大量的電流，而且電梯運行的過程中，電動機會發(fā)電。因此，交流變頻調(diào)速電梯更值得推廣以發(fā)揮其價值。

參考文獻：

[1]于建明.在用電梯節(jié)能改造的研究[J].上海鐵道科技，2012（01）：114―116.

[2]張懷繼.交流雙速電梯變頻驅(qū)動節(jié)能改造實踐[J].現(xiàn)代物業(yè)（新建設(shè)），2012，11（08）：46―47.

篇8

論文關(guān)鍵詞：變頻器調(diào)速技術(shù)，節(jié)能

 

在生產(chǎn)企業(yè)中，風機、泵類設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛；其電能消耗和諸如閥門、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護、維修費用占到生產(chǎn)成本的7%~25%，是一筆不小的生產(chǎn)費用開支。隨著經(jīng)濟改革的不斷深入，市場競爭的不斷加劇；節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一.而八十年代初發(fā)展起來的變頻調(diào)速技術(shù)，正是順應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)展的要求，開創(chuàng)了一個全新的智能電機時代。一改普通電動機只能以定速方式運行的陳舊模式，使得電動機及其拖動負載在無須任何改動的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出期刊網(wǎng)，從而降低電機功耗達到系統(tǒng)高效運行的目的。八十年代末，該技術(shù)引入我國并得到推廣?，F(xiàn)已在電力、冶金、石油、化工、造紙、食品、紡織等多種行業(yè)的電機傳動設(shè)備中得到實際應(yīng)用。目前，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電力傳動技術(shù)的一個主要發(fā)展方向。卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果，改善現(xiàn)有設(shè)備的運行工況，提高系統(tǒng)的安全可靠性和設(shè)備利用率，延長設(shè)備使用壽命等優(yōu)點隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大而得到充分的體現(xiàn)。

二、綜述

通常在工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品加工制造業(yè)中風機設(shè)備主要用于鍋爐燃燒系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、通風系統(tǒng)等場合，根據(jù)生產(chǎn)需要對爐膛壓力、風速、風量、溫度等指標進行控制和調(diào)節(jié)以適應(yīng)工藝要求和運行工況。而最常用的控制手段則是調(diào)節(jié)風門、擋板開度的大小來調(diào)整受控對象。這樣，不論生產(chǎn)的需求大小，風機都要全速運轉(zhuǎn)，而運行工況的變化則使得能量以風門、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。在生產(chǎn)過程中，不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費和設(shè)備損耗。從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，設(shè)備使用壽命縮短，設(shè)備維護、維修費用高居不下。泵類設(shè)備在生產(chǎn)領(lǐng)域同樣有著廣闊的應(yīng)用空間，提水泵站、水池儲罐給排系統(tǒng)、工業(yè)水（油）循環(huán)系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)均使用離心泵、軸流泵、齒輪泵、柱塞泵等設(shè)備。而且期刊網(wǎng)，根據(jù)不同的生產(chǎn)需求往往采用調(diào)整閥、回流閥、截止閥等節(jié)流設(shè)備進行流量、壓力、水位等信號的控制。這樣，不僅造成大量的能源浪費，管路、閥門等密封性能的破壞；還加速了泵腔、閥體的磨損和汽蝕，嚴重時損壞設(shè)備、影響生產(chǎn)、危及產(chǎn)品質(zhì)量。風機、泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動機直接驅(qū)動的方式運行，存在啟動電流大、機械沖擊、電氣保護特性差等缺點。不僅影響設(shè)備使用壽命，而且當負載出現(xiàn)機械故障時不能瞬間動作保護設(shè)備，時常出現(xiàn)泵損壞同時電機也被燒毀的現(xiàn)象。近年來，出于節(jié)能的迫切需要和對產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的要求，加之采用變頻調(diào)速器（簡稱變頻器）易操作、免維護、控制精度高，并可以實現(xiàn)高功能化等特點；因而采用變頻器驅(qū)動的方案開始逐步取代風門、擋板、閥門的控制方案。變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機轉(zhuǎn)差率、電機磁極對數(shù)）；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)，電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。

三、節(jié)能分析

通過流體力學(xué)的基本定律可知：風機、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負載，其轉(zhuǎn)速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系：Q∝n，H∝n2期刊網(wǎng)，P∝n3；即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。

篇9

這本書進一步探討了全球范圍內(nèi)有待研究的新課題，并解釋了現(xiàn)有的挑戰(zhàn)和可供選擇的方法，介紹了電能轉(zhuǎn)換、配電和可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略的國際發(fā)展趨勢、標準和計劃。本書將推進國際電力電子技術(shù)在可再生能源、運輸和工業(yè)應(yīng)用中的發(fā)展，可以為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界在能源轉(zhuǎn)換和分布式發(fā)電配電等方向補充相關(guān)經(jīng)驗。

本書共分24章：1.能源、全球變暖以及電力電子在本世紀的發(fā)展；2.當今能源問題帶來的挑戰(zhàn)和電力電子學(xué)在解決這些問題過程中的貢獻；3.分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)的基本概念和技術(shù)；4.功率半導(dǎo)體的最新發(fā)展；5.一種應(yīng)用在可再生能源和能量傳輸方向的新型變頻器：AC母線全功能變頻器；6.風電行業(yè)中的電力電子；7.光伏發(fā)電系統(tǒng)；8.可再生能源系統(tǒng)的控制方法；9.小型、中型可再生能源系統(tǒng)的運行機制；10.雙饋異步電機的特點和控制；11.交-直-交變頻器在分布式發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用；12.多電化飛機中的電力電子設(shè)備；13.電動汽車和插電混合式汽車；14.多電平變頻器的拓撲結(jié)構(gòu)和應(yīng)用；15.矩陣式變頻器的拓撲結(jié)構(gòu)和控制；16.功率因數(shù)校正器；17.有源電力濾波器；18.一種多功能新型仿真工具：電力電子硬件仿真環(huán)境；19.電機的模型和調(diào)速；20.電流源型變頻器在電力驅(qū)動中的應(yīng)用；21.共模電壓和軸漏電流產(chǎn)生的原因、危害和防治；22.大功率驅(qū)動系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用實例；23.單相電網(wǎng)側(cè)變頻器的控制；24.阻抗源變頻器。

本書作者AbuRub博士是美國德州農(nóng)機大學(xué)教授，他的主要研究方向是能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括可再生能源和機電系統(tǒng)。他已經(jīng)發(fā)表了200余篇期刊和會議論文，出版了4本專著，并在多個國際刊物中任編委，如IEEE可持續(xù)發(fā)展能源期刊。他目前正管理著多個與可再生能源發(fā)電相關(guān)的項目。

本書可以作為可再生能源系統(tǒng)工程人員的應(yīng)用手冊，也可以作為電氣工程專業(yè)學(xué)生和研究者的參考書。

篇10

關(guān)鍵詞：電氣控制，絞車，拖體

 

一． 拖體絞車功能設(shè)計需求

在拖曳式多參數(shù)剖面測量系統(tǒng)的定型研制中，為滿足系統(tǒng)整體小型化安裝和使用的需要，拖體絞車采用了雙層導(dǎo)流套排纜的設(shè)計方式，提出了對絞車實時的張力、纜長和纜速等信號進行的測量顯示的要求，并要提供和上位機的數(shù)據(jù)通信功能，以便系統(tǒng)總控軟件對絞車的狀態(tài)信息進行遠程實時監(jiān)控和采集。本電氣控制設(shè)計主要通過PLC的模塊化功能設(shè)計，保證了絞車所需功能的實現(xiàn)。

二． 絞車的基本電氣控制特性

拖體絞車采用了SEW變頻電機和變頻控制器。SEW電機具有變速穩(wěn)定、噪聲小、體積緊湊等優(yōu)點，特別是減速機的工藝水平和齊全的型號滿足了多領(lǐng)域的應(yīng)用需求。

在電氣控制功能方面，SEW電機可以采用專用的變頻器控制，也可采用第三方的變頻控制設(shè)備。SEW的變頻器附帶有專用的配置軟件，多樣的控制連接總線，便于構(gòu)成多電機系統(tǒng)或者復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)。免費論文參考網(wǎng)。絞車電機的工作參數(shù)可以通過變頻器擴展面板或者上位機的配置軟件來連線進行。

根據(jù)絞車工作基本需求，在絞車控制柜面板上設(shè)置正、反轉(zhuǎn)，變速調(diào)節(jié)，緊急停車等控制按鈕，另外根據(jù)人性化的工作需要，對電源連接和系統(tǒng)功能正常設(shè)置監(jiān)視燈，以便于操作人員及時了解絞車的工作狀態(tài)，分析解除系統(tǒng)故障。

三． 絞車的擴展電氣控制功能

絞車設(shè)備中為采集收放纜長度以及拖纜所受張力的信息，添加了纜長測試單元和力傳感器。針對絞車的雙層排纜結(jié)構(gòu)和力傳感器安裝特性，傳感器數(shù)據(jù)的修正和放纜狀態(tài)相互關(guān)聯(lián)。由此設(shè)計了纜長和張力的采集和自動修正程序，保證了絞車參數(shù)的準確可靠性，滿足設(shè)備正常工作需要。

1、纜長和纜速測量

纜長測量是根據(jù)電機轉(zhuǎn)動的圈位信號換算而得。在電機上安裝了編碼器，能隨著電機的轉(zhuǎn)動情況產(chǎn)生脈沖信號，PLC中的計數(shù)單元對脈沖信號進行計數(shù)處理，換算出電機轉(zhuǎn)動圈數(shù)對應(yīng)的走纜長度。

纜速的測量的是根據(jù)定時間隔算得的纜長變化量，通過PLC的間接計算獲得。

這其中，由于絞車采用了雙層排纜技術(shù)，兩層排纜卷筒的直徑有較大差異，需要在排纜卷筒切換前后，更替纜長計算的參數(shù)，保證獲得的數(shù)據(jù)準確性。在實際設(shè)計中采用了固定纜長自動切換和手動纜長切換兩種方式，在絞車纜長切換位置基本不變的情況下，在固定的纜長位置切換計算參數(shù)，自動獲得纜長和纜速信息，而在絞車纜長切換位置存在較大誤差時，允許手動修正排纜切換點，保證誤差的及時消除。

2、張力測量

在絞車卷筒出纜位置和前端導(dǎo)纜輪之間添加了固定位置的測力輪，測力輪的軸直接采用了一個力負載傳感器，通過配套的后置放大電路，將信號以電平方式傳給PLC的AD轉(zhuǎn)換單元，從而獲得張力信號。

張力測力輪的安裝方式和張力的修正密切相關(guān)。張力的準確修正需在傳感器安裝固定以后，通過實驗測試實際拖纜張力和傳感器測得的法向應(yīng)力，比較相互間關(guān)系，通過插值擬合獲得準確的修正公式。絞車排纜卷筒的直徑變化，也會使修正公式發(fā)生變化，在實際應(yīng)用中要對不同卷筒分別進行張力擬合，還需和纜長換算一樣，同步卷筒的切換狀態(tài)，實現(xiàn)張力修正公式的自動切換。

3、顯控通信功能

為使絞車操作人員及時獲得絞車收放纜過程的狀態(tài)，通過在控制臺面板上添加觸摸顯示屏將PLC獲得的纜長、纜速及張力信號及時反饋給操作人員。通過在PLC上添加通信單元，將信號數(shù)據(jù)以485方式傳送給遠端的上位機，來進行遠程監(jiān)控和信息保存。

四． 絞車電氣設(shè)計經(jīng)驗

在絞車的實際加工生產(chǎn)和調(diào)試過程中，結(jié)合實際的生產(chǎn)和測試條件，對絞車的各項設(shè)計功能進行了及時的調(diào)整和改進，不僅保證了產(chǎn)品更好的質(zhì)量和性能，并且獲得了許多有益的設(shè)計心得和經(jīng)驗。

1、系統(tǒng)的選型

本套設(shè)計方案的實施，選用了三菱公司的PLC產(chǎn)品。三菱PLC在中國市場上得到非常廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品的眾多系列品種保證了整套電氣設(shè)計功能的實現(xiàn)便利性和靈活性，對于系統(tǒng)設(shè)計的功能擴展和可靠性保證起到了很好的保障作用。

2、PLC編程的方法

絞車的擴展功能多利用PLC來實現(xiàn)，在PLC的算法設(shè)計上類似于單片機的底層編程方式，需要對PLC的硬件性能和工作特殊方式較深入的了解，在算法的實現(xiàn)上要更多考慮到系統(tǒng)優(yōu)化。如在纜速的換算過程中，由于要在更新速率和顯示精度上達到匹配協(xié)調(diào)，需要充分了解計算單元的精度位數(shù)，實際問題出現(xiàn)的數(shù)據(jù)范圍，調(diào)整計算次序來保證運算精度。

3、張力換算方法

準確的進行張力測量是一個程序復(fù)雜，實踐性強的問題。要獲得準確的張力，不僅要有好的傳感器，還要有好的設(shè)計安裝，最后還需要有一個細致的測試修正過程。在本絞車設(shè)計中，張力傳感器采用瑞士的LB系列軸應(yīng)力傳感器，該傳感器本身具有良好的線性精度設(shè)計，應(yīng)力變化的準確性非常高。絞車的張力測量設(shè)計采用了纜對壓力輪法向壓力的方式，通過設(shè)計的定角度安裝位置，保證了對纜張力轉(zhuǎn)化參數(shù)的一致性。在后期的張力校準調(diào)試中，對兩層卷筒分別進行了多工作位置，多導(dǎo)向輪角度的工作張力測試，最后獲得的擬合公式僅采用一次多項式就達到了設(shè)計指標提出的±10%測量值誤差的精度。

五． 絞車電氣設(shè)計的改進提高

雙層導(dǎo)流套排纜絞車的設(shè)計是拖體絞車的創(chuàng)新設(shè)計，在這第一次設(shè)計中難免存在不盡完善的地方。作為電氣控制設(shè)計部分能夠改進和提高之處有很多。免費論文參考網(wǎng)。

l電氣接插件的選型和改進

絞車電氣由于初次設(shè)計，對于配套成熟產(chǎn)品的選型方面了解得不夠深入，選用的電氣、信號接插電纜都限于點對點連接，這樣在絞車的電纜拆裝方面有不夠方便簡潔的問題。絞車電機本身的控制電纜就有四組：電源三相進線、電機控制的三相線、剎車控制線、風機三相線，外加傳感器的編碼器線和張力傳感器線，以及和遠端通信的信號線，堆在控制柜后的電纜就密密匝匝。在安裝和拆卸時不僅繁瑣，而且容易出現(xiàn)錯誤。如果采用了合適的接插設(shè)備，不僅在安裝上簡便、安全，而且外觀上也整齊大方。在產(chǎn)品的專業(yè)性上就顯得更為到家。免費論文參考網(wǎng)。

l軟件的設(shè)計和優(yōu)化

基于PLC的軟件設(shè)計，專一性比較強，程序的優(yōu)化提高的需要有一定時間的應(yīng)用熟練和磨合提高。同樣功能的軟件，在代碼上的優(yōu)化，小則提高運行的速度和效率，大則可以避免出現(xiàn)bug和系統(tǒng)錯誤的危險。要開發(fā)出人機界面友好，簡潔易用的軟件也需要多了解真實工作中操作習慣和安全規(guī)范，絞車軟件的完善提高也需要經(jīng)歷這樣一個應(yīng)用－反饋－改進的過程。

l控制功能方式的改型和提高

絞車的電氣控制功能有很多可以提升和變通改進的地方，通過本型絞車電氣功能的設(shè)計，在將來的絞車電氣控制設(shè)計中可以有更多的發(fā)揮應(yīng)用。比如通過遠端連線和監(jiān)控可以實現(xiàn)操控人員的遠程絞車收放，通過無線控制設(shè)備的添加，可以滿足操控人員靈活換位等等。如同軟件設(shè)計，控制方式的搭配變化也可以孕育出滿足不同類型需要的控制功能，使得產(chǎn)品有更廣闊的市場空間。

參考文獻：

[1]10kN電動拖曳絞車試驗大綱，QF4.028.010MX-SY

[2]SEW Movidrive MDX60B/61B 操作手冊，版本01/2005

[3]三菱微型可編程控制器手冊，2006版