变频电控系统（精选十篇）
变频电控系统 篇1
1企业在皮带电控系统改革间使用的主要控制设备
在企业对皮带机电控系统进行改革完善中, 使用了大批先进的控制设备, 最基本的要求则是这些设备在井下的工作环境中能够良好的运行, 能够保持良好的工作性能, 保证改革的有效性。在皮带机电控系统改革完善的工作中, 公司电源选用了能够防爆安全性能高的KXJW6-660S型电源控制箱, 工作台选择了防爆安全性能高的TH6-24S型操作台, 变频器选择了防爆安全性能高的BPJ-400/1140型交流变频器。
防爆安全性能高的KXJW6-660S型电源控制箱是皮带机电控系统改革的主要设备, 他是皮带机集中控制系统中的核心硬件, 基本作用则是在保证设备系统安全的基础上对整合系统进行精准的数据采集的作用和集中控制的作用。此次选用的是质量有保证的日本三菱公司制造的可编程序控制器, 并且在设备的安装当中留下了足够的备用点, 以备后续工作的需要。
防爆安全性能高的TH6-24S型操作台是控制皮带机工作中运行与停止主要设备组成, 在该设备中, 可以在保证设备系统安全的基础上用数字显示皮直观的显示出皮带机工作时运行的速度、电机的电流、电机的温度等准确的信息, 同时该操作台的LED显示器还能够及时的显示出皮带机的运行状态以及运行过程中的设备出现故障的问题。对该操作台进行控制时, 可以进行集体自动控制, 可以进行单机手动控制等操作方式, 操作方式简单, 操作性能比较高。
BPJ-400/1140型交流变频器, 在皮带机运行状态下, 工作电压为1140伏, 最大的控制功率达到了560千瓦。BPJ-400/1140型交流变频器的重要组成部件选用的是原装进口高质量的矢量控制变频器或者直接转矩控制变频器, 参数要求为最大工作功率560千瓦、工作电压1140伏, 该部件必须选用具有防爆性能的矿用变频装置。
2皮带机电控系统采用变频技术的影响
变频技术的应用一般使用在皮带机在恒转矩的工作状态下负载转动的调速过程中, 能够使在各种工作条件下, 对皮带机的柔性负载的工作状态下的软启动过程能够做到准确有效的控制, 同时能够对皮带机柔性负载的工作状态下的软停车动态过程做到准确有效的控制, 能够实现皮带机运行的软启动和软制动, 同时也能够对皮带机各个驱动电机之间的功率、速度进行调整, 使各个驱动电机的功率达到平衡, 使各个驱动电机的转速达到同步, 也能够调节皮带机运转的速度, 尽可能的降低皮带机在直接启动或者直接停止过程由于惯性的问题对电气系统造成冲击, 尽可能的避免皮带机在直接启动和直接停止时由于皮带惯性出现的运输物资掉落和出现皮带叠加的现象的发生。变频技术在皮带机电控系统的应用也可以对皮带机工作过程中出现的张力波进行一定的控制作用, 避免了皮带的张力波对胶带和机械造成的直接的损害, 尽可能的保证设备的安全性能, 使皮带机的使用寿命得到延长。
3皮带机电控系统采用变频技术的优点
(1) 在变频技术的使用中, 皮带机电控系统也相继的引进了矢量的控制技术, 将直流控制中的双闭环控制转换成了交流三相电机的控制, 致使电动机的能够达到准确的调速, 电动机的低频转矩得到了有效的增加。
(2) 皮带机自控系统变频器的使用, 可以有效的通过电流互感器分析出电流, 再通过电流的向量分解, 通过计算可以有效的分析出电机转子的磁场位置, 在此要进行一系列的对比计算过程, 通过有效的途径快速的反馈给控制处理器, 经过处理器分级计算后, 可以通过控制ASIC电路发出信号相应的控制电机, 这就是所谓的机械制动技术。使用机械制动技术, 整个过程可以在极短的时间内进行内循环完成任务。在此时注意, 当输出电机输出力矩已经达到饱和时, 将机械制动抱闸打开, 这样才能够正常的运行, 避免系统出现故障。
(3) 皮带机自控系统变频器的使用, 能够在没有温度传感器的情况下, 进行自动的补偿工作, 能够基础的保证转矩输出和理想的转矩相同。
(4) 皮带机自控系统变频器的使用, 可以使电控系统增加PROFIBUS-DP通讯接口, 能够良好的和上位机以及可编程序控制器进行数据连接。
(5) 皮带机自控系统变频器的使用, 也就引进了先进的电抗器、EMC抗电器辐射装置等先进设备, 可以有的增加设备工作的稳定性与安全性。
4皮带机自控系统变频器的应用效果
皮带机自控系统变频器的使用, 可以有效的将皮带机工作中的出现的问题及时的显示出来, 可以及时的进行设备的维护, 这样无形中就减少了设备的故障的出现。同时变频器的使用增加了皮带机运输物资的工作效率和工作强度, 减少了电力资源的消耗, 给企业公司带来了良好的效益。
5结束语
皮带机是当今主要的运输设备, 广泛的运用与工业生产中。由于市场经济的不断发展, 市场竞争力不断增加, 公司企业的生产技术就要做出相应的创新完善, 而皮带机电控系统实施变频技术改造与应用, 有效的增强了皮带机运输物资的工作强度与工作速度、有效的增加了皮带机运输物资的工作效率, 使公司企业物资运输这一环节得到了基本的保障。
参考文献
[1]杨杰.矿山小井提升机电控系统实施低压变频技术改造的研究与应用.《江西能源》.2007年1期
03电控系统教案报告 篇2
A 组织教学 学生考勤 填写日志 B 课前提问 C 导入新课
第三节 电控系统
发动机电控汽油喷射系统的电控系统一般由各种传感器、ECU和执行器三部分组成。电控系统的功用是接收来自表示发动机工作状态的各个传感器输送来的信号，根据ECU内预存的程序加以比较和修正，决定喷油量和点火提前角。各种传感器分别检测进气管中进气绝对压力、发动机转速、排气中的氧浓度、冷却液温度、进气温度和大气压力等，并将信息转换成电信号，输送给ECU，根据这些信号，ECU算出现工况最佳的点火正时，并启动各喷油器。ECU不仅控制燃油喷射正时、点火正时、怠速转速、EGR（废气再循环）、燃油压力和电动汽油泵，而且还具有故障自诊断功能。
图1-53 所示是与电控汽油喷射控制（EFI）有关的主要控制系统部件的构成。控制系统部件，按其机能不同可大致分为表1-5中所示的三类。
（一）水温传感器
水温传感器安装在发动机节温器出水口附近，它的功用是检测发动机冷却水温度。因为在发动机暖机过程中需要一定的附加加浓，其加浓量主要取决于发动机的温度、负荷和转速，为此采用水温传感器向ECU输送水温信号。
水温传感器的结构如图1-54a所示，它由封闭在金属盒内的对温度变化非常敏感的负温度系数热敏电阻（NTC电阻）构成，利用电阻值的变化来检测冷却水的温度。热敏电阻的特性如图1-54b所示，冷却水温度越低电阻值越大，冷却水温度越高电阻值越小。将该传感器的信号输入到ECU，就可以根据冷却水温度进行喷油量的控制。冷却水温度传感器与ECU的连接电路如图1-54c所示。汽车科 杨庆彪
（二）进气温度传感器
进气温度传感器是确定燃油基本喷油量的三个主要传感器之一，进行温度传感器是检测发动机吸入（进入空气流量计）的空气温度用的传感器，并将空气温度信号转变成ECU能识别的电信号传送给ECU，它根据进气温度的高低，做不同程度的额外喷油。
（三）曲轴位置传感器和发动机转速传感器
在EFI中，相对于发动机每一个工作循环吸入的空气量，都可以得到由ECU控制的符合最佳空燃比的燃油喷射量。空气流量计能够检测每个单位时间内的吸入空气量，但是不能检测每个工作循环内的吸入空气量。为了求出每个工作循环内的吸入空气量，就需要检测发动机转速。
当采用独立喷射和分组喷射时，为了有效地利用各自的喷射特点，需要选择特定的喷射时刻，因此还需要检测每缸的曲轴转角位置。
检测发动机转速及曲轴转角位置，需要采用发动机转速传感器和曲轴位置传感器。具有这种功能的传感器型式很多，目前均已实用化，其中使用最多的是电磁式传感器、光电式传感器和霍尔效应式传感器。
1、电磁式传感器
这种传感器可用于测定曲轴、凸轮轴和分电器驱动轴的转动位置，用来控制点火和燃油喷射时间或测量发动机转速。这种类型的传感器具有耐用、便于利用发动机飞轮齿圈、不需激励电压或放大器、能适应较大范围的温度变化、使用寿命长等特点，因此这种传感器应用比较广泛。
具体来讲，用来检测曲轴转角位置和发动机转速的电磁式传感器，是由如图1-58所示的复合转子和耦合线圈构成的。下面以四缸四行程发动机为例，就检测特定气缸曲轴转角基准位置（如压缩上止点）进行说明。
D 总结 E 作业 汽车科 杨庆彪
A 组织教学 学生考勤 填写日志 B 课前提问 C 导入新课
2、光电式传感器
图1-60a所示是光电式传感器的工作原理图，位于光敏二极管的对面的是作为光源的发光二极管，在它们之间有一个能断续遮光的转盘。当转盘上的缺口、缝隙或小孔对准发光二极管时，光线可以通过，光敏二极管即发出信号指示转轴的某一位置或转速。它输出的信号是方波脉冲，故它能适应数字式控制系统的需要。这里的发光二极管的发光频率一般在红外线和紫外线范围内，是肉眼看不见的。
图1-60b、c所示为六缸发动机用分电器内的光电式曲轴转角传感器的结构，由发光二极管和光敏二极管组合来计测带缝隙的转盘的旋转位置，安装在分电器内（或凸轮轴前部）。它决定分组喷射控制及电子点火控制曲轴每转两转的喷油正时和点火正时。在转盘上每隔60°设置了宽度不同的4种缝隙，利用发光二极管发出的光束，经过安装在分电器轴上转盘的刻度缝隙，照射在光敏二极管上，使波形电路产生电信号、并传给ECU。
3、霍尔效应传感器
如图4-61所示，磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。
霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低。霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起汽车科 杨庆彪
传感作用，需要用机械的方法来改变磁场强度。图1-61所示的方法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关，当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片，霍尔电压消失。这样，霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特点使它能检测转速低的运转情况。
4、其他传感器
上面所述的电磁式传感器，除能够检测发动机转速外，还能够检测曲轴转角位置。如果只是检测发动机转速时，可以采用把点火线圈的点火初级信号直接输入ECU的简易方式。
点火线圈初级电流切断时产生的反电动势，可达300V~400V（图1-62a）。把这一电压信号输入ECU，通过同基准电压相比较，形成点火信号脉冲，然后测量脉冲间隔，就可以测出发动机转速（图1-62b）。由于这种方法只能检测点火信号，难以选择特定的曲轴转角位置，所以在独立喷射和分组喷射中不适用。这种方法多用于所有气缸进行同时喷射的情况。
（五）节气门开度传感器
1、线性式节气门开度传感器
图1-67a所示为线性式节气门开度传感器的结构图，传感器有两个同节气门联动的可动电刷触点，一个触点可在位于基板上的电阻体上滑动，利用电阻值的变化，测行与节气门开度相对应的线性输出电压，根据输出的电压值，应可知道节气门的开度。但是，与节气门开度相对应的电阻体的电阻值，多少都存在偏差，因此影响了节气门开度检测的准确性。
开关式节气门开度传感器与上述线性节气门开度传感器相比，节气门开度的检测性差，但结构简单，价格便宜。汽车科 杨庆彪
D 总结 E 作业
A 组织教学 学生考勤 填写日志 B 课前提问 C 导入新课
（六）爆震传感器
爆震是指燃烧室中，本应逐渐燃烧的部分混合气突然自燃的现象。爆震使发动机部件受高温、高压，会使燃烧室和冷却系过热，严重的可使活塞顶部熔化，爆震还会使发动机功率下降，燃油消耗率上升。
点火时间过早是产生爆震的一个主要原因，发动机发出最大扭矩的点火时刻MBT是在开始产生爆震点火时刻（爆震极限）的附近。因此，在设定点火时刻时，需要留有离开爆震界限的余量。无爆震控制时，所留余量应大些，这时的点火时刻比发出最大扭矩时的点火时刻滞后，所以扭矩有所降低。如果用爆震传感器能检测到爆震界限，那么就可以把点火时刻调到接近爆震极限的位置，以便能更有效地得到发动机的输出功率。
爆震传感器检测发则发动机爆震时，一般安装在发动机的缸体上。
1、磁致伸缩式爆震传感器
图1-73所示为磁致伸缩式爆震传感器的结构，该传感器由壳体、永久磁铁、可被永久磁铁励磁的强磁体铁心、缠绕在铁心周围的线圈等构成。
发动机爆震时产生的压力波，其频率范围约为1kHz~10kHz。压力波传给气缸，当发动机缸体振动时，在7kHz左右将发生共振，在强磁体铁心上发生的压缩变形，将使其磁通量发生变化。这样，永久磁铁通过铁心的磁场变化，使铁心周围的感应电动势发生变化。
2、压电式爆震传感器
利用压电晶体的压电效应制成的爆震传感器，把爆震传到缸体上的机汽车科 杨庆彪
械振动转变成电信号，这种爆震传感器有共振型和非共振型两种。共振型爆震传感器，是由与爆震几乎具有相同共振频率的振子和能够检测振动压力并将其转换成电信号的压电元件构成，非共振型爆震传感器是用压电元件直接检测爆震信息。除此之外，还有在火花塞的热圈部位装上压电元件，根据燃烧压力检测爆震信息。
当发动机缸体的振动传到爆震传感器壳体时，壳体与平衡块之间产生相对运动，从而使夹在中间的压电元件所承受的推压力变化。于是，随着压电元件承受推压作用力而产生电压。在控制组件上只检出频率达到7kHz左右时爆震所产生的电压，通过该电压值的大小可判定爆震强度。
爆震传感器由于结构不同、输出信号的频率有宽窄两种，如图1-76a所示。
共振型爆震传感器的输出波形，如果发生爆震，燃烧期间的输出振幅将增大，把这期间的输出波形进行滤波处理，根据其阻值大小判定爆震的有无。图1-77所示为把爆震传感器的输出信号进行滤波处理并判定爆震有无的程序框图实例。
图1-78所示是爆震控制处理时间图，因为爆震仅在燃烧期间发生，所以为了避免干扰引起的误检测，只在爆震判定期间进行判定处理。由微机程序完成的爆震控制，在检测到爆震时，立即把点火时刻变成滞后角，在无爆震时，则采用提前角反馈控制形式，这是点火时刻控制中的追加机能。图1-79所示是爆震传感器与ECU的连接图。
（七）氧传感器
1973年开始制定了汽车排放法规，到了1978年排放法规更为严格。为了与新的排放法规相适应，在汽车上采用了三元催化剂排气净化装置。为充分发挥三元催化剂的净化特性，需要把空燃比控制在理论空燃比（λ=1）附近的狭窄范围内，如图1-80所示。汽车科 杨庆彪
发动机废气中的氧含量直接反映发动机空燃比，因此检测发动机废气中的氧含量是控制混合气空燃比的有效手段。废气中的氧气超过一定限度说明混合气偏稀，而废气中完全没有氧气侧说明混合气偏浓，偏浓混合气将会造成排气污染。
氧传感器的作用是指示发动机中混合气的燃烧是否完全，测定废气中的氧含量，然后将检测的结果及时反馈给发动机的控制系统，以便使发动机控制系统不论发动机机械状态如何，都能有效地对燃料系统进行调控，把混合气的空燃比控制在理论空燃比附近很窄的范围内，使装有三元催化转换器的发动机达到最佳的排气净化效果。氧传感器装在排气歧管或前排气管内，如图1-81所示。
现在已经实用化了的氧传感器，有氧化锆（ZrO2）氧传感器和二氧化钛（TiO2）氧传感器两种。氧化锆氧传感器，是利用氧化锆高温时其内外两侧氧浓度差，使其产生电动势的特性来测量废气中氧的浓度。二氧化钛氧传感器是利用二氧化钛周围氧气分压的不同而进行氧化或还原反应，从而使电阻发生变化的原理来测量废气中氧的浓度。根据氧传感器是否需要加热，可将氧传感器分为加热式和不加热式，二氧化钛氧传感器为加热式，氧化锆氧传感器有加热型的也有不加热型的。加热式氧传感器上一般有3根引线（三线式），其中一根为信号线，另外两根为加热线；而不加热式氧传感器为单线式，即只有一根信号线。
1、氧化锆（ZrO2）氧传感器
图1-82所示为氧化锆氧传感器的结构，该传感器由可产生电动势的多孔二氧化锆陶瓷管、具有导线作用的套管以及为防止氧化锆管破损的防护罩与导入排气的通气窗等构成。在试管状氧化锆元素的内外两侧，设置了白金电极，为了保护白金电极，用陶瓷包覆电极外侧，内侧输入氧浓度高的大气，外侧输入氧浓度低的汽车排出气体。汽车科 杨庆彪
D 总结 E 作业
A 组织教学 学生考勤 填写日志 B 课前提问 C 导入新课
（八）大气压力传感器
当使用叶片式和卡门涡旋式空气流量计时，随着大气压力的变化，吸入空气的密度发生变化，从而影响混合气的空燃比。为此需要检测大气压力，以便对燃油喷射进行修正。
检测大气压力需采用大气压力传感器，同第二节中所述的测定进气管压力的半导体式进气歧管压力传感器一样，测定大气压力大多采用根据压电效应制成的半导体式压力传感器。
（九）开关信号
1、起动信号（STA）
起动信号用来判断发动机是否处在起动状态。在起动时，进气管内混合气流速慢，温度低，因此燃油的雾化较差。为了改善起动性能，在起动发动机时必须使混合气加浓。当STA信号被ECU检测到后，确认发动机处于起动状态时，ECU便自动增加喷油量。从图1-92的起动电路中可以看出：起动信号和起动机的电源连在一起，都由空档起动开关来进行控制。
在装有自动变速器的汽车上，ECU根据空档起动开关信号判别变速是处于“P”或“N”（停车或空档），还是处于“L”、“2”、“D”或“R”状态（行驶状态）。NSW信号主要用于怠速系统的控制，其电路如图1-93所示。
当点火开关在ST位置时，NSW端与蓄电池相连接，当自动变速器处于“L”、“2”、“D”或“R”档位（行驶状态档位）时，空档起动开关断开，汽车科 杨庆彪
NSW端是高电压；当自动变速器处于“P”或“N”（停车或空档）时，空档起动开关闭合，此时由于起动机的载荷，造成压降，NSW端是低电压。
3、空调信号（A/C）
空调信号用来检测空调压缩机是否工作，空调信号与空调压缩机电磁离合器的电源在一起，ECU根据A/C信号控制发动机怠速时点火提前角、怠速转速和断油转速等。
4、电子负荷信号（E/L）
电子负荷信号用来检测电子负荷的大小，ECU根据此信号控制发动机工况。
5、动力转向信号（P/S）
P/S信号用于检测动力转向机的工作状态，ECU根据此信号控制进入发动机的混合气量。
（十）可变电阻器型传感器
在不装氧传感器的D型EFI系统中使用可变电阻器改变混合气的浓度（如图1-94所示），旋转怠速调整螺钉，使电阻器内触点移动，改变VAF端输出电压。顺时针旋转怠速调整螺钉，VAF电压升高，ECU使喷油量稍有增加，从而使混合气加浓。
在装有氧传感器的D型EFI系统中，ECU根据氧传感器的输入信号修正怠速混合气的空燃比，因而不需要可变电阻器。
（十一）主继电器
主继电器的作用是使包括ECU在内的电控汽油喷射（EFI）系统的各部件，不受电源干扰和电压脉冲的影响。
主继电器一般多采用滑阀型，图1-97所示是主继电器的结构图，图1-98a所示为不装步进电动机怠速控制阀（ISCV）的主继电器的电源电路。当点火开关接通时，电流流过主继电器内的线圈，滑阀（可动铁心）被吸汽车科 杨庆彪
引，触点闭合，电源通过主继电器为ECU的+B和B1端供电。电源总是与ECU的Batt端相连，以便在点火开关关闭后，ECU存储器中存储的故障诊断代码和数据仍能保存。
图1-98b所示是装有步进电同怠速控制阀（ISCV）的主继电器的电源电路，主继电器由ECU控制。当点火开关接通时，电源与ECU的IG、S/W端相通，主继电器控制电路通过ECU的M-REL端将主继电器接通，主继电器触点闭合，电源为ECU的+B和B1端供电。
主继电器根据车辆型号的不同，可分为“单触点式”和“双触点式”两种。采用双回路或点火开关的汽车，使用单触点式主继电器，具体接线如图1-99a所示。在采用单向回路式点火开关的汽车，使用双触点式主继电器，其具体接线如图1-99b所示，这些电路对检修电路极有参考价值。
（十二）电子综合控制装置（ECU）
电子综合控制装置，它根据各种传感器送来的信号，确定满足发动机运转状态所需的燃油喷射量，并根据该喷射量去控制喷油器的喷射时间。
首先，根据吸入发动机的空气量和发动机转速计算基本喷射时间，再依据各传感器传来的信号进行修正，最后决定总的喷射时间（燃油喷射量）。过去，ECU仅仅是控制燃油喷射（EFI），最近，由于引入了微型电子计算机，功能扩大，除了EFI控制之外，还具有点火时间控制、怠速控制等多种功能。
由于使用微机，引入了数字化控制，与过去的模拟控制相比，在短时间内能进行更多信息的处理，因此就可以实现多种功能的高精度集中控制。现在所用的大部分ECU，内部都装有微机，所以下面只对包含微机的ECU进行介绍。但在此只介绍对EFI的控制，关于EFI之外的控制，将在有关章节内详细介绍。
D 总结 汽车科 杨庆彪
变频空调器电控箱散热的实验研究 篇3
关键词：变频空调器；电控箱；散热
引言：直流变频空调器的电控箱较普通空调器增加了变频模块以及更多的电子元件，从而其散热条件更加苛刻。不良的电控箱散热将直接导致电子元件的寿命缩短以及空调系统的不稳定，其中压缩机模块温度是衡量电控箱散热情况的主要指标之一。本文通过实验对影响电控箱散热的主要因素电控箱结构以及风挡控制进行了分析，从而优化散热情况，为实际设计提供指导意义。
一、空调测试样机及其电控箱介绍
本文选用一款额定制冷量20HP的多联机作为样机，测试不同实验条件下电控盒的散热情况。该样机由两台直流变频涡旋压缩机并联，分别对应两个电控盒，一主一副。图1给出了电控盒及内部压缩机模块的示意图。
图1 电控盒示意图
二、不同电控箱结构对模块温度的影响
由于副电控箱位于压缩机上方，散热条件更加恶劣，我们主要针对副电控箱结构进行优化设计。通过在副电控箱体的左右侧钣金上下各开一进出风洞口，然后关闭不同的洞口，对比分析模块温度的高低来选取较优的设计。主要采用了如下所示四种方案进行实验，方案Pro1： 左、右洞全关；方案Pro2：右洞全开左洞关；方案Pro3：左、右洞全开；方案Pro4：左下洞和右上洞开。
图2.A给出的实验结果表明，开闭不同方位的洞口可以显著影响变频模块的温度，其中方案Pro4的模块温度最低，可见此方案下的气流走向是较为合理的，能够较大程度的带走模块所散发的热量，保证其可靠性。从该实验结果还可以看出并非将洞口全开引进更多的风量就能得到最低的模块温度，需要根据风场以变频模块的位置进行不同方位洞口的搭配，引导电控箱体内的气流走向，使得气流能够更大面积的接触变频模块，从而起到更好的散热效果。
三、风档控制对模块温度的影响
通常情况下，空调器电控箱内不配备专门的散热风扇助其散热，而主要依靠空调器室外机风机。变频模块四周的螺钉可以反应出整个模块的温度情况，因此我们对模块四周的螺钉进行了温度监控。
如图2.B所示，随着室外机风档的升高，各模块螺钉温度均有明显的下降，在第风挡情况下，螺钉温度接近变频模块硬件损坏的极限温度80℃。因此空调器的风挡控制逻辑设计中，不仅要考虑室外机换热器的换热量，还应保证电控箱内变频模块的稳定可靠运行，保证其温度不超过硬件损坏的极限温度。尤其是热回收机多联机组，在室外工况较低的情况下，若室外机组运行在主制冷模式时，为了保证高低压差，一般室外机风挡会以低速运行。当室内机组的制热需求逐步增加时，压缩机逐步升频，此时低速运行的外风机使得进入电控箱内的风量较小，况且排除一些进风洞口，电控箱的防水要求使其设计的较为密闭，高频下变频模块的热量难以同气流进行对流换热，只能依靠热传导来散热，这种情况下很容易导致变频模块的散热不良，影响系统的稳定性。
结论：本文通过对空调器电控盒散热情况的主要影响因素进行试验对比分析，得到以下主要结论： 电控箱体不同方位洞口的设计，对模块温度具有较大的影响。同时，电控箱内并非开洞越多效果越好，而是需要根据变频模块的位置以及风场进行不同方位洞口的搭配，引导气流组织更多的接触变频模块，才能起到更好的散热效果； 室外机风量越高，模块温度显著下降，且气流组织对模块不同部分的温度影响是均匀一致的。室外机风挡的控制逻辑需要综合考虑外机换热器换热量与模块温度的影响，保证系统的稳定运行。
变频电控系统 篇4
关键词：高压变频器,电控系统,调速,效果
1 系统现状及存在的问题
陕西铅硐山矿业有限公司3#斜井长度6 5 0 m, 井巷倾斜坡度2 5°, 绞车采用10k V/355k W电动机驱动的串电阻调速系统, 通过交流接触器切除电阻达到调速目的。这样的调速方式能耗高、调速性能差、脉动大、不稳定、有冲击、维护费用高。尤其该调速系统在长期的运行过程中, 存在人行车运行时速度主要靠人员操作闸瓦控制, 运行忽快忽慢不平稳;重负荷提升时电动机启动电流过大偶尔造成过流跳闸;井口自动摘钩时, 由于制动不稳定容易发生矿车“掉道”或“不脱钩”等现象, 对斜井提升的安全性有很大影响。
2 电控系统发展现状
提升机的电气传动系统经历了多种控制方式阶段。随着电子技术和计算机技术的飞速发展, 目前电控系统的发展方向是将变频调速技术应用于矿井提升机。变频器的调速控制电路简单, 技术成熟, 可以实现提升机的恒加速和恒减速控制, 克服了接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏的缺点, 降低了故障和事故的发生率, 而且具有十分明显的节能效果。尤其该调速系统已在国内外提升机上得到了广泛应用。
3 变频改造
为了保证绞车工作的可靠性和连续性, 在保留原转子串电阻调速系统的基础上, 增加高压变频电控系统。改造时, 充分考虑系统工作的可靠性、安全性和可操作性。以变频系统为主, 转子串电阻调速系统作为后备, 原系统的监控保护功能采用双PLC实现, 使变频保护与电阻调速系统成双重保护, 确保生产不受影响。
3.1 设备选型
通过对目前变频器调速技术的实际考察和对比论证, 最终选用了北京合康亿盛变频科技股份有限公司生产的基于矢量控制的高压变频器调速系统:型号IVERT-YVF10/048。
3.2 矢量控制概念
矢量控制简称VC, 基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量, 根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制, 从而达到控制异步电动机转矩的目的。矢量控制变频器不仅在调速范围上可以与直流电动机相媲美, 而且可以直接控制异步电动机转矩的变化, 是一中理想的调速方法, 所以在许多精密或快速控制的领域得到应用。
3.3 电控系统构成
考虑到电源电压10k V, 电动机10k V/355k W, 设计选用全数字高压变频提升机电控系统, 系统采用能量回馈特性的四象限变频器, 直接驱动电动机形成电控系统。在基本不改变原来设备的基础上, 增加高压真空开关柜1台, 高压工频变频转换柜1台, 矢量控制的高压变频器调速器1台和转子短接开关柜一台, 并进行相应的闭锁。其中高压开关柜采用真空断路器对10k V高压进线和主整流变压器进行开、断控制, 并对高压采用微机综合保护装置, 具有过流、过压、欠压、短路等保护。定子与转子切换柜主要作用是在不同的拖动系统切换, 使用户具有两套完整的互备电控系统, 既可使用变频器拖动, 也可以使用原来的转子串电阻和换向柜系统拖动。定子/转子切换柜设置两个双刀双投的隔离开关, 主要对定子和转子回路进行切换, 达到不同的两套系统互为备用的效果。
3.4 系统特性
(1) PG矢量控制方式。变频器采用PG矢量控制方式, 系统可以对励磁电流和转矩电流分别进行控制, 稳定输出正弦波电流。同时系统具有动态响应速度快、加 (减) 速度特性好等优点; (2) 额定功率回馈能力。变频器中功率单元采用PWM全控整流方式, 通过控制整流侧IGBT所产生的电压与单元输入电压的相位差, 从而控制电功率在电网与功率单元之间的流向, 使变频器最大回馈功率达到额定输出功率, 达到短时制动的要求; (3) 低频高转矩输出。变频器具有对转矩电流单独控制的特点, 使电机在低转速下能够输出较大转矩, 满足提升机对启动转矩的要求。此外, 在绞车启动时, 盘形闸松开前变频器能够提供初始转矩电流, 避免矿车在斜井上松闸后溜车; (4) 自动识别参数功能。变频器可通过“空载启动”模式进行参数辨识, 检测空载励磁电流I0和转子时间常数Tr, 这两个参数对于变频器能否以最优性能运行至关重要。变频器可通过“转子定位”启动模式自动辨别电机转向, 所以安装时无需考虑编码器及电机旋转正方向, 编码器可根据现场情况灵活安装在电机轴端或尾端。此外, 电机转子及定子磁极一般不可见, 而绝对值式编码器不但可以同步检测转子的速度, 而且能通过脉冲数量准确计算出转子磁极相对于定子磁极的相对位置, 从而将同步电机转子提前定位到同步运行状态; (5) 转速闭环控制。变频器速度调节器会自动调整电机速度, 在电机运行过程中, 转速通过脉冲编码器构成闭环控制。以达到最快的速度响应、最小的超调范围; (6) 很好抗干扰能力。功率单元与控制系统光纤通讯, 强弱电之间完全隔离, 提高了系统的抗干扰能力。
4 经济效益分析
提升系统完成变频调速改造以后, 具有以下优点。
(1) 启动转矩大, 加减速快速平稳, 全速行时速度保持度好。启动和加减速阶段基本不存在机械冲击, 延长了设备使用寿命。
(2) 实现提升绞车全过程变频控制, 四象限运行, 调速连续方便, 使得斜坡道人行车运行更加平稳、安全。
(3) 缩短了提升时间, 产量高。新系统一勾的提升时间约为110s, 时间效率得到提高。
(4) 再生制动, 能量回馈, 节约电能。
(5) 闸瓦磨损小, 输入输出谐波含量极低, 对电网无污染, 对周边设备无干扰, 维护量小。
(6) 起动及加减速时冲击电流很小, 减轻了对电网的冲击, 简化了操作、降低了工人的劳动强度。
5 结语
目前, 国内绝大多矿井提升机电控系统还是交流串阻调速继电器—接触器控制, 效率低下, 安全隐患多, 如采用变频系统改造, 则可使提升机具有类似直流电动机的优良机械特性, 具有接近1的功率因数和>95%的能量转换效率, 节能效果显著, 此项技术不仅提升过程性能优良, 而且使用维护简单, 设备可靠性高, 整机效率比以前大大提高, 是矿山提升机传动的发展方向, 推广应用前景广大。
参考文献
[1]刘洁.转子变频调速技术在新陆矿副井提升中的应用[J].山东煤炭科技, 2012 (2) :67-68.
[3]周祖德, 邓坚.机电传动控制[M].武汉:华中理工大学出版社, 2003.
铜带镀锡机收卷电控系统的设计 篇5
关键词：触摸屏;可编程控制器;控制系统
0 引言
随着国内光伏产业的快速发展，对光伏焊带需求量日益增大，开发光伏焊带绕制设备迫在眉睫。为了满足市场的需求，我们在参考进口设备的基础上，开发出了铜带镀锡机，同时收卷中应用PLC和伺服控制技术，使该机能够在中、低速范围满足收卷精度要求，而且在高速运行时依然能够保证收卷误差在允许范围内，解决了收线速度低、排线误差大等问题，满足了中、高端设备的要求。
1 铜带镀锡机简介
按照工艺要求，设计的铜带镀锡机包括五个部分，即放卷取料、镀锡、牵引、储线、收卷。前四个部分中，通过驱动轮实线带材的前移，有电动机作为动力来实现驱动。最后的收卷部分由卷绕部分和排线部分组成，卷绕电机带动收线盘的旋转，排线电机带动滚轴丝杠水平运动进行排线，绕指一周排线前进一个线宽。卷绕电机和排线电机均采用伺服电机，反应快，精度高，并采用误差较小的同步控制方式，故适用于镀锡铜带轴装收线方式和对精度要求高的场合。
2 收线系统原理
收线系统主要部件原理图如图1，收卷动力，采用交流伺服电机，以保证良好的调速性能。该电机通过减速机将动力传递到收卷机头，收卷电机伺服驱动器和PLC进行485通讯，将收卷电机速度传递到PLC，根据此速度控制排线伺服电机带动滚轴丝杠做水平运动，从而实现变速下的节距匹配。
3 电控系统及配置
图1
由图1可知，该收卷系统主要控制对象为卷绕电机、水平排线电机和竖直提升电机，要完成卷绕电机的启、停、自动以及排线控制和提升控制，还要提高产品的可靠性。为此本系统采用PLC作为主控制单元，用触摸屏显示、设定工艺参数。系统要求PLC具有较高的脉冲输出，通过比较，选用台达PLC DEP-40EH00T3。
伺服电机选型时从能否满足系统需要，再从价格、体积、质量、重量等经济指标下考虑，收卷伺服型号为ECMA-E21310SS，排线伺服型号为ECMAC20807AS，提升伺服为ECMA-C20604AS。
图2为PLC电路图，图中X12为旋转编码器输入口，用于对卷绕镀锡铜带的准确记长，其它输入口用于卷绕电机的启动、停止、排线手动控制以及系统初始化等。Y0，Y1高速脉冲输出口分别控制排线伺服的排线频率和排线方向，Y2，Y3高速口分别控制提升伺服的频率和方向。
图2
同时，对于镀锡铜带来说，厚度一般为0.2～0.25，屈服强度在55～65，即薄又软，绕制过程中容易变形，易拉断，故启动必须平缓启动，启动后速度可加快，停止时为防止乱线，必须缓慢停止。在排线接近两边轴端时，排线如果立即转向，则在轴端一个线宽度内容易形成出现少绕和漏绕现象。为解决此问题，当排线器在轴端反向信号出现时，排线不立即反转，直接绕制适当角度再反向排线，在程序中实现。排线电机运行频率的计算公式為：f=nxdxmxi/60D，式中：n为收卷电机速度，d为节距设定，m为排线伺服电机转一圈所需脉冲数，i为收卷电机轴到排线轴的减速比，D为排线丝杆螺距。
从上式可知，m、i、D的值在设备设计完成后为固定值，排线节距d为镀锡铜带的宽度加上排线间隙，镀锡铜带的宽度和排线间隙在系统启动前在触摸屏上设定，也是固定值，只有n值随前道工序出线速度在变化，故f随n的变化成正比例变化，从而实现恒节距排线。
4 控制程序设计
铜带镀锡机收卷机能实现自动（和前道工序机器联机控制）、手动（本机单独运行即铜带整卷）、初始化等。部分程序如下：
排线频率计算程序
LD M1000
DADD D56 D48 D628
DMUL D614 D628 D624
DMUL D624 K1 D60
DDIV D60 K180 D632
MPS
AND= C10 K0
DMUL D632 K1 D636
MPP
AND= C10 K1
DMUL D632 K-1 D636
排线运行间隙控制程序
LD M81
AND M80
DEMUL D280 K1000 D72
DINT D72 D72
DMOV D72 D48
LD M83
AND M82
DEMUL D284 K1000 D74
DINT D74 D74
DMOV D74 D48
LDI M81
ANI M83
ANI M82
DEMUL D204 K1000 D48
DINT D48 D48
贴边运行时间计算程序
LD M1000
DEMUL D264 K100 D54
DINT D54 D54
LD M1000
DMUL D268 D54 D600
DDIV D600 K100 D600
DSUB D600 D646 D604
MPS
DAND< D604 K0
MPP
DFLT D600 D76
5 結束语
该设备采用PLC控制，充分发挥台达EH3高端系统功能，结合伺服控制的精密性，对设备的性能有了很大的改善，大大提高了产品的质量，满足用户柔性需求，并且使设备整体结构紧凑，操作简单，人机界面人性化，受到用户好评。
参考文献：
[1]顾晓松，陈铁年.可编程控制其原理与应用[M].国防工业出版社，1996.
[2]陈伯时，自动控制系统[M].机械工业出版社，1981.
[3]台达公司，可编程控制器应用手册，2012.
变频电控系统 篇6
1 采煤机不能启动
1.1 故障原因
(1) 采煤机负荷线、控制芯线断裂; (2) 顺槽开关磁力启动器故障; (3) 隔离开关未合闸; (4) 终端二极管损坏; (5) 采煤机内部控制线断开。
1.2 处理方法
(1) 更换电缆或修复控制芯线; (2) 更换或修复磁力启动器开关; (3) 将隔离开关合闸; (4) 更换终端二极管; (5) 检查内部控制线的接线。
2 启动回路不自保
2.1 故障原因
(1) 控制变压器的1140熔断器熔断; (2) PLC故障不自保; (3) 没有控制电压。
2.2 处理方法
(1) 检查更换熔断器; (2) 检查PLC自保回路; (3) 检查控制电源断路器。
3 端头站控制失灵
3.1 故障原因
(1) 按扭接触不良; (2) 端头站控制信号发不出去。
3.2 处理方法
(1) 检查修复按钮; (2) 检查端头站插座接触是否良好; (3) 检查本安电源12V是否正常; (4) 更换端头站。
4 摇臂升降不动作
4.1 故障原因
(1) 端头站按钮不灵; (2) 电磁线卡阻不动作; (3) 供流回路不畅。
4.2 处理方法
(1) 检查端头站按钮动作是否可靠; (2) 更换电磁线; (3) 检查供流回路。
5 变频器送不上电
5.1 故障原因
(1) 变压器输出电压异常; (2) 快速熔断器熔断; (3) 变频器本身故障; (4) 变压器输出电源断路。
5.2 处理方法
(1) 检查变压器输出电压; (2) 检查更换快速熔断器; (3) 更换变频器; (4) 检查变频器输入电压。
6 牵引不能换向
6.1 故障原因
(1) 系统内部控制电缆损坏; (2) 控制中心PLC无输出; (3) 变频器故障。
6.2 处理方法
(1) 检查控制系统电缆有无断路, 更换或接好; (2) 检查PLC有无输出指示, 更换PLC; (3) 更换变频器。
7 变频器过温故障
7.1 故障原因
变频器长时间工作, 冷却水量不足。
7.2 处理方法
检查冷却水通道, 保证水路畅通。
8 变频器电机或电缆短路故障
8.1 故障原因
(1) 牵引电机短路; (2) 牵引电机负荷线短路; (3) 变频器逆变器损坏。
8.2 处理方法
(1) 检查牵引电机是否短路, 更换电机; (2) 检查电机负荷线是否短路, 更换负荷线; (3) 更换变频器。
9 变频器输入电源缺相
9.1 故障原因
(1) 主电路缺相; (2) 快速熔断器熔断; (3) 变频器整流桥损坏。
9.2 处理方法
(1) 检查供电电源是否缺相; (2) 检查快速熔断器是否断路, 更换快速熔断器; (3) 更换变频器。
1 0 变频器输出连地
1 0.1 故障原因
(1) 电网电压不平衡; (2) 电机或电缆绝缘数值低或连地; (3) 变频器IGBT损坏。
1 0.2 处理方法
(1) 检查测量电网三相电压是否平衡; (2) 检查电机或电缆的对地阻值, 更换电机或电缆; (3) 更换变频器。
1 1 结语
变频电控系统 篇7
绞车做为煤矿企业中的重要提升设备, 对煤矿企业有着非常重要的意义, 绞车担负着煤矿人员与设备材料的提升任务, 所以其需要具有一定的调速功能, 在早期的煤矿, 由于当时受技术的限制, 绞车采用的调速系统都是KKX或TKD电控系统, 也能很好的满足当时的调速需求, 所以当时KKX或TKD电控系统得到了各煤矿的广泛应用, 现在有部分煤矿还在沿用这种系统。
九十年代中期, 随着自动化制约等技术的成熟和进展, 以PLC代替继电器以及外围电路、可控硅无触点调速装置代替交流接触器的新一代提升绞车电控设备在焦作华飞公司诞生, 它的问世大大简化了原提升绞车的电控系统, 使提升绞车的制约操作简单化和智能化迈进了一大步。目前, 随着制约技术、电力电子技术、微电子技术和计算机技术的飞速进展, 好多厂家已经研制出高低压变频调速装置并将其成功运用于煤矿提升绞车电控系统。
1 PLC技术的成功运用
1.1 PLC概述
可编程制约器是专门为工业制约运用而设计的一种通用制约器, 是一种以微处理器为基础, 综合了计算机技术、自动制约技术、通信技术和传统的继电器制约技术而进展起来的新型工业制约装置, 具有结构简单、编程容易、体积小、使用灵活方便、抗干扰能力强、可靠性高等一系列优点。近年来在工业生产的许多领域, 如冶金、机械、电力、石油、煤炭、化工、轻纺、交通、食品、环保、轻工、建材等工业部门得到了广泛的运用, 已经成为工业自动化制约的三大支柱之一。
1.2 绞车电控采用PLC的优势
1.2.1 简化了系统。
PLC与传感器等器件配合后, 完全代替了原TKD制约系统中的时间继电器、磁放大器、自整角机、测速度发电机等部件, 因此, 减化了制约系统, 减少了故障点, 使维护变得简单易行。
1.2.2 可靠性高, 抗干扰能力强。
可编程制约器是专为工业制约而设计的, 在硬件和软件电路设计方面都采用了屏蔽、滤波、隔离、故障诊断和自动恢复等措施, 使可编程制约器具有很强的抗干扰能力, 其平均无故障时间达到 (3-5) ×l04h以上。
1.2.3 编程直观、简单。
可编程制约器是面向用户、面向现场, 考虑到大多数电气技术人员熟悉电气制约线路的特点, 其编程所用的梯形图语言与继电器原理图相类似, 形象直观, 易学易懂。
1.2.4 适应性好。
可编程制约器是通过程序实现制约的, 当制约要求发生转变时, 只要修改程序配置, 组成规模不同、功能不同的制约系统即可, 适应能力非常强。
1.2.5 增加了制约的科技含量。
目前的可编程制约器具有数字量和模拟量的输入输出、逻辑和算术运算、定时、计数、顺序制约、通信、人机对话、自检、记录和显示等等功能, 使设备制约水平大大提高。
2 可控硅无触点加速接触器及真空接触器的运用
TKD电控系统的高压换向器、线路接触器、加速接触器等全采用的是大功率的空气式交流接触器, 用于线路及电阻切换, 这些元件有着一个共同缺点, 就是电磁及机械噪声大、结构复杂、易损坏不可靠。经过多年的探讨和探讨, 焦作华飞等公司终于研制出高压真空换向器和可控硅调速装置, 很好地解决了这一不足。
3 高压变频调速装置的运用
煤矿提升绞车在一定程度上进行了改进, 改进后的绞车科技含量有所提高, 更易于维护, 但其绞车自身的机械特性并没有改变, 随着科学技术的不断进步, 信息技术和电子技术的快速发展, 绞车从自身的机械特性和经济指标都发生了技术革新, 高压变频调速系统的在绞车上的应用, 从而实现了绞车的智能化水平。
3.1 高压变频原理
随着电子技术和微电子技术的快速发展, 大功率的变频调速装置在绞车上的应用技术逐渐成熟起来, 且原来一直困扰着高压大功率变频调速装置的高压不足问题也及时得到了解决。
高压变频器类型和结构比较多, 但原理和功能大同小异。根据有无直流环节将高压变频器分为两大类:无直流环节的变频器, 即交一交变频器和有直流环节的变频器称为交一直一交变频器, 其中直流环节采用大电感以平抑电流脉动的变频器称为电流源型变频器;直流环节采用大电容以抑制电压波动的变频器则称为电压源型变频器, 煤矿提升绞车一般多采用IGBT单元串联型变频器。
3.2 变频调速提升机的制约优势
3.2.1 变频调整提升机实现了绞车的大范围高效连续调速功能, 并在加、减速过程中因良好的机械性能从而实现运转的平稳性。
3.2.2 软启动软停车, 减小了机械冲击, 在启动、加速换档及减速阶段不会对电网造成冲击, 可以进行高频度的起动运行。
3.2.3 模块化、智能化设计, 维护简单, 排除故障容易。
3.2.4 系统简化, 占用空间小。
绞车变频系统摒弃了传统的繁琐的老系统, 改用简化的节省空间的高压系统组成, 同时电机只需要普通鼠笼型异步电机即可。
3.2.5 操作界面直观易懂, 具有很好的交互性。
3.2.6 变频器四象限运转, 在绞车下放阶段向电网回馈能量, 实现电气制动, 提高了运转的可靠性。
3.2.7 变频调速提升机具有良好的节能功效。
鼠笼式电机在提升机上的使用, 有效的降低了电阻部分的转差功率。同时在绞车下放阶段向电网回馈能量, 节能效果非常显著。
3.2.8 不用任何转换装置就能很容易的实现电动机的正反转切换。
3.2.9 高压防爆变频调速绞车由于其较好的性能, 所以在煤矿井下得到了很广泛的应用。
3.2.1 0 直接转矩制约, 实现电动机速度和转矩的精确制约。
4 结论
煤矿企业因高压变频制约系统的出现, 使绞车的机械性能发生了技术革命, 从而使绞车实现了质的飞跃。但由于目前受到部分器件耐压的限制, 高压变频调整装置还需要在均压叠加技术下才能得以实现, 同时在软件控制方面还有许多不完善的地方, 因此随着科学技术的发展的进步, 高压变频系统在绞车上的运用还有很大的空间可以发展, 相信会再次给煤矿绞车的制约带来技术上的变革。
摘要：随着科学技术的快速发展, 高科技的技术陆续的应用到生产和生活的领域, 特别是煤矿这种高危险的企业, 因科学技术日新月异的变化带动了煤矿设备的革新, 煤矿企业的绞车是煤矿企业中的重要设备之一, 因其是需要调速的装置, 所以高压变频调整装置在煤矿绞车电动系统的应用, 推动了绞车电控系统向智能化迈进的步伐。本文通过对煤矿提升绞车电控系统技术发展的进程, 革新的回顾, 阐述了高压变频调速装置在煤矿绞车电控系统上的应用, 对煤矿企业起到了巨大的推动作用。
关键词：绞车电控,高压变频,电控系统
参考文献
[1]李希平.多绳提升机在深矿井提升中的应用[J].国外金属矿山.2002. (02) .[1]李希平.多绳提升机在深矿井提升中的应用[J].国外金属矿山.2002. (02) .
[2]白冰.大型提升设备的发展趋势[J].矿业快报.2002. (12) .[2]白冰.大型提升设备的发展趋势[J].矿业快报.2002. (12) .
变频电控系统 篇8
高压变频器一般认为电源输入的电压在三千瓦特以上的大功率变频器, 其中包括有3000KV、3300KV、6000KV、6600KV和10000KV等不同电压等级的变频器。
变频器是利用电力半导体器件的关闭将工频电源变换为另一频率的电能控制装置的作用。每个功率单元高压变频器低电压相当于一三级相位输出, 通过叠加成为高电压的三相交流电, 变频器中性点不接电机, 为线电压事实上变频器的输出, A相和B相输出发电UAB的输出线电压达到6000V, 25阶梯波。阶梯波输出的线电压和相电压, UAB不仅具有正弦和步骤的数量也有增加, 因此谐波分量和dv/dt小。
随着现代电力电子技术和微电子技术的飞速发展, 大功率变频装置的不断成熟, 高压力的问题已经解决, 近年来通过装置串联或单元系列一直是一个很好的解决方案。应用范围越来越广泛, 这使得高效, 合理利用能源 (尤其是电) 可能。电机是国民经济的功耗, 高电压和高功率的更为突出, 而这些设备的节能潜力。大功率变频技术, 发展, 是时代赋予我们的神圣使命, 这个使命将有深远的意义。高压大功率变频器已广泛应用于石化行业, 市政供水, 钢铁冶金, 电力行业的风机, 水泵, 压缩机, 轧钢机。
高压变频器, 液力耦合器本身是不节能的, 主要是看它使用的工况有没有节能空间, 比如在实际使用中本来生产需要是每天是100吨 (水泵) 但是现在生产中没有那么多生产量了, 只要50吨, 可以通过调节负载的转速来调节流量的大小。怎么调节最节能呢?其实是很简单的高压变频器液力耦合器输出端转速越低, 就越节能。
2 高压变频器的基本构成及特点
2.1 基本组成部分
内部高压变频器是由十八个相同的模块, 每个模块的六组三相高压电路, 分别, 通过移相分割单元的电源变压器供电。功率单元:电源是一个单相全桥变换器, 变压器的次级绕组的电源输入分割。整流器, 滤波器由4个IGBT的PWM控制方法, 频率波形套。所有的变频器的功率单元, 电路的拓扑结构是相同的, 模块化设计。控制通过光纤传输。控制从主控制器的光信号, 光电转换, 发送给控制信号处理器, 控制处理器接收相应的指令, 相应的IGBT驱动信号, 驱动电路驱动信号对应后, 对应的驱动电压控制的IGBT, IGBT的关闭和打开操作, 因此, 输出波形。状态信息的动力单元将采集到的信号处理电路, 集中电光转换器转换后, 向主控制器发送光信号。
2.2 性能特点
高压变频器的调速范围宽, 从零速到平滑变频调速范围。软启动可在电动机实现低电流, 启动时间、启动方式可根据现场情况调整。根据电压和频率低的情况下的输出电压的频率, 电机频率调整, 在低速时, 电机不仅是低热量, 低输入电压, 电机绝缘老化率。新技术应用系列, 多次叠加技术实现真正意义上的高高的功率转换, 不需要升压转换器, 降低了单位的损失, 提高了可靠性, 解决了高功率转换的困难。系列多个堆叠的纯正弦波的实现技术的应用, 消除电网谐波污染开辟了一条新的途径。
3 高压变频器的实践与应用
1) 举例说明, 高压变频器在斜井带式输送机电控系统中的应用。
安装现场环境温度:-19.9℃~+40.2℃。
安装现场相对空气湿度:50%。
安装地点海拔高度:不高于617.4-1013.1m
系统耐震能力:按不低于6度地震烈度设防。
系统工作制度:每年工作330天, 每天工作16小时, 两班生产, 每班连续生产8小时, 一班检修。
系统安装设备有:
主斜井带式输送机:B=800mm, Q=150t/h, α=16.8°L=420.8m v=2.0m/s
电动机 YB315S-4, N=110k W
减速器 ZSY355-31.5, i=31.5
调速型液力偶合器 YOTcs500
制动器 BYWZ5-400/121, N=0.33k W
逆止器 DSN025
2) 设备技术要求:带式输送机设置防跑偏、打滑、煤流堵塞、防撕裂等保护装置一套, 保证带式输送机的安全可靠运行。
3) 除锈和涂漆要求:
A.除锈和防腐应符合有关技术要求。
B.油漆的各层, 包括金属涂料、防锈层, 底漆层都应互溶, 涂层在应用环境下不应发生物理和化学衰变。
C.涂漆后的表面应采用必要的保护措施, 避免遭受撞击摩擦, 褪色及其它因素的损伤, 设备验货前遭受的损坏应由供方负责处理并经买方认可。
D.对螺栓螺母, 垫圈和任意螺栓连接点的暴露部分都要按规定涂防锈漆, 必须保证把所有缝隙都封闭。
E.所有涂层膜厚度是最小膜层厚度并指的是干膜层状态, 应正确利用得到批准的市售涂层膜厚度仪确定所有的涂层膜厚度。
F.设备外表面油漆涂层应满足室内应用环境下设置的要求, 且5年内不需重新涂装。
4) 护罩:所有裸露的移动和旋转部件均应加护罩, 危险区域要设有明显标志。所有运动部件的运动范围要设安全标志和说明, 采用中文书写。该装置应符合煤矿安全规程的规定。
5) 部件的互换性:所有同类部件均应为同一种型号或同一制造厂家的产品, 并应可完全互换, 以减少必备的备品备件库存。如电机、开关设备、仪表、控制器、阀门和继电器等。
6) 材料和设备:所有的材料和设备均应是全新的, 未使用过的, 质量优良, 适用于在应用中存在的条件、温度和压力变化下的工作, 不会出现不合理变形和性能下降或者任何零件发生意外, 以致于影响到设备的效率和可靠性。
7) 设备的现场检验与验收:
A.设备的检验和验收的依据为国家及行业相关标准、厂标、本合同的相关条文、实际生产检验指标。
B.采用设备制造过程的中期检验和实际生产检验相结合的方式对设备进行检验和验收。
C.设备在制造过程中, 业主或买受方将派技术人员到制造厂对设备质量、所采用的制造工艺、原材料等情况进行检查;如买受方有要求, 供方有义务提供原材料的材质及采供渠道证明文件;且对不符合合同要求或技术标准的缺欠处进行整改, 直至合格。
D.设备在试运转过程中, 将对设备的性能、工艺指标经行检验。如整台设备或主要零部件出现重大质量问题, 出卖方在十五日内免费更换新设备或出现问题的零部件, 费用由出卖方自理。
E.设备正常运转累计时间打到一周、且各项指标均达到合同要求, 视为设备试运转合格。供方在设备试运转合格后签发试运转合格证明, 作为付款凭证文件。
8) 技术服务与保证:
A.供方提供的设备应符合第二条中的“设备运行环境条件”, 同时应符合国家规范和行业技术的标准。
B.供方须对一切与合同有关的供货设备及技术接口、技术服务等问题负全部责任。凡与合同设备相连接的其它设备装置, 供方有提供接口和技术配合的义务, 并不由此发生合同价格以外的任何费用。
C.供方的所有合同设备/部件, 在生产过程中都须进行严格的检验和试验, 出厂前须进行部件和/或整机总装的试验。所有检验、试验和总装 (装配) 必须有正式的记录文件。所有这些正式的记录文件、质量证明文件及合格证书作为技术资料的一部分同设备一起交付买方。
4 结束语
综上所述, 该文探究高压变频器在斜井带式输送机电控系统中的应用, 旨在通过阐述这一方面的实践与应用, 并著以浅显的理论分析, 帮助同行朋友促进交流学习。
摘要：随着我国电气传动技术在近几年中高速发展, 作为一种大容量传动装置, 高压变频调速技术的广泛应用成为了大势所趋。我们都知道高压电动机的原理是通过利用高压变频器来实现无级的调速过程, 这一过程满足生产技术对于电动机调速管控的实际需求, 同时也实现了一定程度的节能减约。该文将就高压变频器在斜井带式输送机电控系统中的应用展开讨论。
关键词：高压变频器,斜井带式输送机,电控系统,应用
参考文献
[1]倚鹏.高压变频器的产品和市场状况[J].电器工业, 2006 (06) .
[2]张利军, 孙瑞平.超大功率高压变频器的应用研究[J].机械制造与自动化, 2011 (02) .
美的变频空调电控维修案例探讨 篇9
1.1 变频电控基本原理
变频空调与定频空调相比, 更加节能环保, 并集静噪于一体, 符合现代人的生活理念。变频空调系统与定频空调系统相比, 其室内外电控通信更为高效便捷, 系统构造也趋于复杂, 其电控重点主要分布于室外电控部分。
1.2 变频模块与压缩机关系
在直流电和交流电的相互转换过程中, 系统主要借助变频模块来完成这一过程。作为一种新型智能化功率模块, 变频模块实现了高效便捷的电路设计组装。
整机电路原理图如图1所示。
变频空调通过变频模块进一步处理电源频率, 并根据其实际需要调整具体频率, 进而影响压缩机转速, 从而实现了对空调系统排气量的有效控制, 达到变频节能的效果。
2 变频空调故障检测与维修
2.1 变频空调E1室内外通讯保护故障
案例1:产品型号:海信KFR-35GW/BP3DN1Y-C
故障现象:室外直流风扇电机绕组短路引起外机5V通讯芯片工作电压下拉, 造成E1室内外机通讯保护, 空调无法启动运行。
代码故障显示:直流变频分体室内机显示E1。
故障可能范围:室内电控、室内电机、室内外连接线组、室外电控、室外直流电机、电抗器、整流桥。
故障处理的思路及步骤:
步骤一:使用电压表测定插座交流电压, 并观察其线路是否正常, 有无线路松动和老化松动等问题。同时, 还要观察和检验线路的零线和火线是否处于正常位置, 若显示正常, 则可排除因线路连接不当而造成E1保护的可能性。
步骤二:将变频机接通电源后, 待其连续工作2分钟之后, 进行电压测量, 若室内电源连接无故障, 线路电压值均处于正常范围, 则可以排除室内机发生故障的可能。测量室外机电压, 并观察其运行情况有无异常, 若其电压值过大或过小, 并出现较大幅度的波动, 则说明空调机的内机发生故障。
步骤三:观察外机灯板是否亮, 并测定其芯片通讯时, 系统的电压值是否显示正常, 若观察指示灯出现微暗以及频繁闪烁等情况, 且稳压芯片持续发热, 则说明系统电路出现电源负载短路。此时, 应及时拔除室外机所有负载, 进一步确定故障点位置。若将室外机的直流风扇电机拔除后, 其5V芯片恢复正常值, 则说明故障位置在室外机直流风扇电机上, 故障原因可能为系统电源短路和电压异常, 导致室外电脑板出现故障, 内外机通讯联系遭到破坏, 影响正常通信。
处理措施:更换外机直流风扇电机, 空调运行正常。
2.2 变频空调P0室外机模块保护故障
案例2:产品型号:海信KFR-51LW/BP2DY-E
故障现象:变频模块U、V、W输出端击穿造成整机出现P0模块保护, 开机后无法正常制热, 内机显示正常, 外机运作转失灵。
代码故障显示:整机出现P0模块保护。
故障可能范围:室外电控、压缩机、连接线组、变频模块。
故障处理的思路及步骤:
步骤一:开机后, 观察室内机的电源电压输出情况, 若直流脉冲电压正常, 则判定故障产生部位在室外机。
步骤二:将变频机外壳打开, 若指示灯显示正常, 但压缩机和风机无法正常工作, 可进一步测定电压, 若有直流电输出, 则说明外电路板电路系统无故障。
步骤三:切断总电源, 在所有指示灯不亮的情况下进行漏电短路试验, 判断压缩机是否正常。
步骤四:采用万用表测量个电控板上的电阻值, 若其均处于正常范围, 即300KΩ-800KΩ之间, 且阻值波动较小, 则说明电控板位置没有出现故障。
步骤五:分别测量各模块间与正极之间的电阻值, 并使用万用表的黑、红表笔分别连接正负两极, 测定其阻值是否处于正常范围, 若阻值为0, 则说明整机出现P0模块保护, 影响了系统的正常使用。
处理措施:更换外电控盒后机器工作正常。
2.3 变频空调E9开关门保护
案例3:产品型号:海信KFR-72LW/BP2DY-E
故障现象:光电开关故障造成整机出现E9开关门保护, 滑动门失灵, 无法自动开启, 或开机后滑动门沿轨道不停运动。
代码故障显示:整机出现E9 (开关门保护) 。
故障可能范围:光电开关组件、室内电控、同步电机、出风框挡光板、连接线组。
故障处理的思路及步骤:一般情况下, 变频机通过光电开关组件与导轨位置机构共同控制滑动门, 决定其开启或停止的具体位置。当滑动门处于关闭状态时, 挡光板会及时遮挡上部红外光, 发出信号以确定制动位置。处于开启状态时, 则挡住下部红外光, 反馈位置信息。
步骤一:若开机后, 滑动门沿轨道一直运动, 无法停止, 则可断定其室内电控板处于正常工作状态, 排除变频机短路和开路的可能。
步骤二:切断主控板光电开关, 分别检验其各组件是否完好, 分别连接其第一脚 (红色) 与第三脚 (综色) , 第二脚 (白色) 与第四脚 (黄色) , 通过模拟正常光电环境下系统的正常运行状态, 最终确定故障点的具体位置, 见表1。
处理措施:更换光电开关组件, 通电试机正常。
3 结束语
新技术在制冷与空调领域的应用越来越深入, 变频空调技术已经成为该领域的核心技术, 并将引领制冷与空调技术的发展方向。变频空调器的故障维修正是制冷与空调技术发展中的重要组成部分。维修过程中, 首先要对空调器的故障进行判断检查, 故障判断是空调器维修的一个重要环节, 同样可采用“一看、二摸、三听、四测”的方法来判断发生故障的部位。其次, 就是运用空调的变频原理、制冷原理和自动控制原理进行分析, 划定故障范围, 并逐步缩小故障范围, 最终确定产生故障的根本原因。总之, 变频空调器的故障维修是传统制冷维修技术与变频空调新技术的结合, 是一个不断比较、讨论和反复总结经验教训的过程。
参考文献
[1]刘海波.变频空调的选购和保养[J].日用电器, 2013年08月刊.
[2]刘学鹏, 赵冬梅.家用空调电控部件及其设计要点[J].家电科技, 2009 (23) .
变频电控系统 篇10
一、提升绞车制动系统改造
1. 原提升绞车基本参数。提升机型号为2JTK1200/24, 其相关参数见表1。
2. 改造后制动系统。
改造过程包括拆除原角移式制动系统、制作安装制动盘、安装盘形制动器、安装制动传动机构 (液压站) 4个部分。
(1) 根据需要, 拆除原角移式制动系统, 拆除过程中要规范操作, 以免损坏设备。
(2) 制动盘要根据现场测量的原制动轮直径制作, 现场采用螺栓固定方式安装, 固定力矩要满足要求。
(3) 盘形制动器根据制动盘中心线实际尺寸, 测定制动器中心, 采用原角移式制动器地脚螺栓做过度底盘固定。提升机盘形制动系统要符合以下要求:提升机停止工作时, 应准确、可靠地闸住。在减速运行、下放重物以及调绳时, 须用制动装置参与控制实现工作制动。
(4) 制动机构 (液压站) 要合理设置。连接管路实现工作油压传动, 使控制器获得不同的制动力矩。制动机构要符合以下要求:当提升机实际工作时, 产生不同的工作油压, 控制制动器获得不同的制动力矩;紧急事故时, 能使制动器迅速回油, 并使现二级制动;控制双滚筒提升机活滚筒的调绳动作。
二、提升机变频电控改造
1. 原电控。
原电控主要由控制屏、操作台、电阻器等部分组成。控制屏结构为条架式, 所有控制元件均装在角架式角板上。操作台上装有主令控制器, 还装有按钮和信号灯, 可方便地启动、调速、换向及制动交流绕线型电机。
2. 改造后电控设备。
改造后电控设备由开关电源柜、变频柜即全数字操作台等部分组成。各部分组成元件如下:。
(1) 开关电源柜。包括双电源进线开关、过流保护断路器、控制接触器、分项控制断路器、变频柜电源、液压电源、润滑电源、测速电源、角机电源、PLC电源、电磁阀电源等元件。
(2) 变频柜。包括变频器 (含滤波器) 、能量回馈单元、制动单元、过流保护元件、过电压保护器、漏电保护元件, 隔离单元模块、分项控制继电器等元件。
(3) 全数字操作台。包括数字式深度指示器、数字式电压电流表、主令控制器、制动手闸、各项功能按钮开关、上位监控 (显示器) 等元件。后台元件包括FX2N PLC主机、各项功能模块和计算机接口板、232通讯模块、继电器等元件。
3. 数字监控系统。
包括工业计算机、显示器、位置检测用的1台独立的轴编码器等部分。系统功能如下:
(1) 通过控制行程自变量速度实现对调速系统的控制, 能够有效控制提升机的位置, 显示提升机速度曲线, 并生成多个软开关点, 参与控制和保护。
(2) 可以对提升机系统的PLC输出的位置信号和速度信号分别进行比较, 当两者偏差过大时, 会立即安全制动。
(3) 在提升机控制系统PLC故障时, 能完成相关提升控制, 实现软件安全回路与其他安全回路的冗余闭锁、
4. 改造后变频电控系统设备配置。
系统设备包括TKD–BP型变频柜、TKD–BP型全数字操作台、低压辅助电源柜、变频能量回馈制动柜、限位开关、轴编码器等。配备4台监控摄像头, 在一个监视器上显示画面分割。为防止PLC及变频器温度高, 影响运行, 需配置制冷机1台。电源线、控制线需配备防雷设施, 避免雷击造成系统故障。
三、变频改造效果
1.实现了电机无级调速, 优化了节能控制系统, 实现了绿色用电, 节电效果明显。车集煤矿矸石山原系统电机的电机输入功率约为46 kW。经过变频改造, 操作员只需给定一个运行指令, 电机会在设定好的参数下进行运行, 电机转速根据现场使用的实际情况合理设置。根据现场的负载, 经过改造后的电机平均转速300 r/min, 经过计算改造后的电机输入功率约为31 kW, 是原系统的67.37%。因此, 改造后的系统节电率达32.63%, 同时运行的可靠性和平滑性均有很大的提高。矸石山55 kW绞车每天运行20 h, 按照32.63%节电率计算, 年节电10.27万kw·h。
2. 采用软启动, 电流冲击小, 电网负荷减轻。
3. 调速精度高, 有利于生产工艺的提升。
4.设备维护周期延长, 降低了生产停机故障率。
