变频器的应用与选择

关键词： 电动机 调速 理想 变频器

变频器的应用与选择（精选十篇）

变频器的应用与选择 篇1

1电气传动的方式和特点

电气传动是用电动机使工作设备产生转动的一种调速传动方式。按照电动机的不同,分为直流电气传动和交流电气传动两类。

1.1直流电动机电气元件,还是控制理论,都已经成熟,已经广泛应用。但因直流电动机结构的原因,它有以下的缺点:a.需要定期更新电刷和维护换向器,使用寿命短。b.直流电动机存在换向火花,不能用于存在易燃易爆气体的恶劣环境。c.结构复杂,难以制造大容量,高转速和高电压的直流电动机。d.它的体积过于庞大。

1.2交流电动机的优点:a.坚固耐用,结构简单,运行可靠,维护方便,价格便宜。b.没有换向火花。可应用在各种恶劣环境。c.容易制造出大容量,高转速和高电压的交流电动机。

正是因为交流电动机的这些优点,使交流电气传动成为最主要的电气传动方式。

2变频器的工作原理及应用

变频器由主电路和控制电路等组成。根据变频工程中有无中间直流环节,变频器可分为交-交变频器和交-直-交变频器两类。交-交变频器是将工频电源直接转换为可控制频率的交流电源。和交-直-交变频器工频电源转换为直流电源,然后经逆变器将直流电源转换为可控制频率的交流电源。目前,应用最广泛的是交-直-交变频器。交-直-交变频器将工频电源用整流电路变为直流电源,并经中间直流环节后送到逆变器。逆变器由电子器件控制其导通和关断,将直流转换为可控制频率交流电源。

变频调速技术的基本原理:

n-转速;f-输入频率;s-电动机转差率;p-电动机极对数

2.2变频器供电时的电动机特性。采用变频器作异步电动机的供电电源时,如果用U1/f1恒压频比控制,当频率f1降到低速区时,此时定子阻抗压降相对于定子电压已不能忽略。

3变频器容量的选择

变频器的容量选择是满足应用的电动机额定的额定负载,满足短时超负荷的运行。选择的变频器容量过大,电流谐波分量增大。投资增加,经济性差。容量过小,影响电机正常运行,造成设备损坏。本文就只对一拖一运行的方式进行阐述;

3.1由低频低压启动或软启动时

IFN为变频器额定输出电流;IMN为电动机最大输出电流

3.2额定电压,额定电流直接启动时

3.3一台电动机时,变频器容量的计算。电动机功率>负载所需功率;变频器功率>电动机功率

电动机连续恒负载应用,变频器容量和额定输出电流应满足下列条件:

负载输出要求:PINV≥KPM/ηcosφ

电动机输出电流要求:IINV≥k IM

PINV:变频器额定容量k VIA IINV:变频器额定输出电流

PM:电动机转轴输出功率k W η:电动机的效率

cosφ:电动机功率因数UM:电动机电压V

IM:电动机按工频电源时电流k:电流裕量修正系数

对于大惯性负载,变频器的过载容量一般按150%,1min。或125%,2min。等考虑。像离心机等大惯性负载,由于可能过载,变频器的容量按下式计算。

n:电动机额定转速r/minTL:负载转矩NIm

GD2:换算到电动机转轴的总飞轮矩NIm tA:电动机的加速时间s

4变频器的安装和布线

4.1变频器的安装要求。a.变频器必须安装室内,无水浸入。b.无易燃易爆气体和液体飞溅,粉尘和纤维物少。c.必须有良好的通风。d.变频器易受谐波干扰和干扰其他电子设备,要考虑其电磁兼容性。e.安装位置要便于检查和维修。此外,还要考虑环境温度,湿度,海拔等条件。

4.2变频器布线要求。a.变频器和电动机距离应该尽量的短。b.如果变频器的R,S,T和U,V,W的布在铁管,应该布在同一个铁管。c.电动机的电缆应独立走线,距其他电缆最小距离为500mm。d.直流电抗器参数与变频器相匹配。

5变频器对电动机运行的影响

5.1变频器供电输出电压有谐波分量,会造成电动机效率和功率因数下降。

5.2变频器载波频率过高,不但会造成严重的电磁干扰,而且对电动机的输出功率和绝缘造成影响。

5.3频繁使用正,反转,对加速电动机的机械部分和绝缘的老化。

5.4会使电动机损耗增大,造成温升变高。

5.5变频器高次和低次谐波,会对定子铁芯和转子在固有频率的谐振影响。使其噪声变大。

5.6变频器的低次谐波会造成转子在固有频率附近振动分量增加。

6变频器谐波的治理方法

电磁兼容性(EMC)指电气设备在电磁环境中良好的工作能力,并且不能产生在此环境中工作的其他设备所不能接受的电磁干扰。形成电磁干扰要具备电磁干扰源,电磁干扰途径,电磁干扰敏感系统三要素。所以抗电磁干扰措施包括下面几种方式:

6.1信号隔离。常用有光电隔离,脉冲变压器隔离,继电器隔离和布线隔离。

6.2滤波器。作用是同意有用的信号通过,同时近可能对传输信号中不需要的成分进行抑制。

6.3屏蔽和接地。

结束语

总之,随着电力电子技术向着集成化,高频化,全控化和数字化方向的发展,变频器已经成为节能减排和降低材料消耗和提高生产效率重要手段。并为现代工业生产带来了深远的影响。

参考文献

[1]黎冰.变频器实用手册[M].北京:化学工业出版社.

变频器的应用与选择 篇2

从严格意义上讲，选择法本身不属于超频的方法，从上面可以看出，CPU工作在100MHz的时候是比较理想的，因此在选择的时候首先要留意那些能上到100MHz外频的优良品种。

同样是赛扬级的CPU，370接口的赛扬要比Slot1的好超，Slot1的300A一般只能跑到100MHz的外频，也就是1004.5=450MHz，而370接口的300A能跑的更高。同样，370接口的333、366也是个很好的选择。而赛扬400、433、466这些档次的CPU的倍频已经达到了6、6.5、7，能上100MHz外频的机会几乎没有，所以不推荐选购。本次的实验就是针对370接口的赛扬300A进行的，而其它的CPU同样可以参考这样的超频方法。

CPU超频方法二：变频法

CPU内部的工作频率是按照外频乘以倍频的方式来工作的，比如赛扬300就是采用了66MHz的外频，乘以4.5的倍频得出的，由于赛扬CPU的倍频无法改变(被Intel锁定了)，因此最基本的超频方法就是提高CPU的外频来提高内部工作频率。具体的方法有三种:BIOS设定、主板(或转接卡)DIP跳线和贴纸法。

BIOS设定:现在不少的主板都在BIOS中包含了CPU参数的设定，在启动的时候，按住DEL键，进入BIOS中的CPU设定，改变CPU的外频频率，由66MHz设定为75、83或100MHz，保存后重新启动。如果计算机能显示新的频率并稳定工作，那么超频就算成功了。为赛扬300A的初始设定，显示了赛扬300A外频改为100MHz时的情况。

如果超频后机器不稳定或无法启动，要恢复原来的状态时，可以先进入BIOS设定为原来的设置，如果不能成功，请找到主板上清除CMOS的跳线，插在清除的位置后启动，就可以清除原来的设定了(记得正常使用时要还原跳线的位置)。如果上述方法都不管用，按说明书把CPU拔下来再插上去就可以了。

主板(或转接卡)DIP设定:在主板(或转接卡)说明书中找到不同外频所对应的DIP跳线位置，将其频率逐步上调，如果不稳定或无法启动，关机后将DIP跳线还原即可。

贴纸法:虽然贴纸法与上面两种方法原理完全相同，但由于实际的操作有一定的难度，因此将在下面的中级篇中讲述。

一般主板都提供了66、75、83、100、112、124和133MHz等的外频以供选择，有的主板则更加丰富，达到了166MHz的外频，而升技BE6-Ⅱ、磐英BX6还具备了从66~200MHz间每1MHz调整的线性外频，更方便了超频的测试，

要注意的是，当主板的外频改变时，主板PCI和AGP的工作频率也在改变，因此要考虑其它部件如硬盘、显卡和声卡等能否工作在更高的频率上，当外频超过100MHz的时候，可以将PCI选择在四分频状态，AGP选择在三分频状态。

CPU超频方法三：散热器法

现在外频已经上了100MHz，那么散热和降温问题就一定需要认真考虑了，这也是能否正常超频的关键，平时我们超频失败的大部分原因就是没有处理CPU高温问题。

零售的370接口的CPU通常不配散热装置，因此在购买了CPU后，最好要精心挑选一种高效的散热装置。判断散热装置是否优良，最简单的办法就是更换不同的散热器，同时测试CPU内核(不是散热片)的温度，温度越低，散热装置越好。这种测量方法对后面的其它散热法也同样适用。

散热片的形状和材料对散热效果有很大影响，表面积越大、热传导性越高，散热的效果也越好，因此要选用叉指多而大的散热器。铜虽然是种很棒的散热材料(铜的热传导性能好于铝)，但容易氧化和变形，所以市场上很少看到，大多数的散热片都是铝材料的。

测试内核的温度比较麻烦，主板上提供的测温头通常是用来测量散热片温度的，而只有将测温头埋在赛扬中间的金属片旁边并紧靠金属片才可以准确显示出内核的温度。

最常见的散热器，实际使用的效果还可以，但却无法适用于超频后发热量更大的CPU。如果选用这样的散热片，将赛扬300A超频到450MHz(外频由66MHz上升到100MHz，CPU电压2V)，在环境温度为14度时，内核的温度达到了35度，到了夏天，内核温度将超过60度，必然引起死机等故障。如果要超频，这种散热片肯定不行。

前一阵热销一种叫北极风的鳍形散热器采用铜片弯曲后折叠在原来的散热片中来增加表面积，比同样大小的散热片重量还轻，效果不错。

另外有一种高档的散热器，其独特的涡轮式散热片结构配合滚珠轴承的风扇简直是一件艺术品!略高的价格也无法阻挡其魅力四射。

变频器的应用与选择 篇3

【关键词】 电动机;变频器

一、电动机的相关信息及设计

(一)电动机结构及各部分的作用。

电动机种类的选择,主要根据生产机械工艺对电力拖动系统提出的要求,着重是对调速指标的要求。目前,直流电动机调速的技术指标较好,设备投资较高,对调速指标要求不太高的场所,可有限考虑采用交流电动机。一般电动机主要由两部分组成:固定部分称为定子,旋转部分称为转子,还有端盖、风扇、罩壳、机座、接线盒等。定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑,电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成,定子绕组镶嵌在定子铁心中,通过电流时产生感应电动势,实现电能量转换,机座的作用主要是固定和支撑定子铁心。电动机运行时,内部损耗而发生的热量通过铁心传给机座,再由机座表面散发到周围空气中。为了增加散热面积,一般电动机在机座外表面设计为散热片状,电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是作为电动机磁路的一部分,转子绕组的作用是感应电动势,通过电流而产生电磁转矩,转轴是支撑转子的重量,传递转矩,输出机械功率的主要部件。

(二)电动机的原理

电动机的工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律和电磁力定律等基础上。当磁极沿顺时针方向旋转,磁极的磁力线切割转子导条,导条中就感应出电动势,电动势的方向由右手定则来确定。运动是相对的,假如磁极不动,转子导条沿逆时针方向旋转,则导条中同样也能感应出电动势来。在电动势的作用下,闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用,使转子导条受到电磁力F,电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩,转子就转动起来。

(三)电动机检验标准

电动机的检验标准在国际上广泛采用的是国际电工委员会(IEC)的现行有效标准。我国电动机生产的国内标准主要是国家标准和行业标准。常用的标准有:GB755《旋转电机基本技术要求》;GB10068《旋转电机振动测定方法及限值》;GB10069《旋转电机噪声测定方法及限值》;GB1032《三相异步电动机试验方法》;GB1029《三相同步电机试验方法》;GB5171《小功率电动机通用技术要求》;JB1136《微型单相交流串激电动机和试验方法》;ZBK22007-88《Y系列三相异步电动机技术条件》等。

(四)电动机设计问题

电动机是专门工厂批量生产的标准部件。对普通异步电动机来说,再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。变频电动机,由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,过载能力和启动性能不在需要过多考虑,要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。在结构设计时,主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响,一般注意以下问题:

1.绝缘等级,一般为F级或更高,加强对地绝缘和线匝绝缘强度,特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

2.对电机的振动、噪声问题,要充分考虑电动机构件及整体的刚性,尽力提高其固有频率,以避开与各次力波产生共振现象。

3.冷却方式:一般采用强迫通风冷却,即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

4.防止轴电流措施,对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称,也会产生轴电流,当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时,轴电流将大为增加,导致轴承损坏,一般要采取绝缘措施。

5.对恒功率变频电动机,当转速超过3000/min时,应采用耐高温的特殊润滑脂。

(五)相异步电动机功率以及转速的计算和选择

根据异步电动机的转速表达式:

n=n1(1﹣S)=60f1(1-S)/P

电机的额定功率是750W,采用星形接法,接在三相380伏的电源上,用变频器监测电流是1.1A;我又用钳形电流表进行测量,测得每相电流为1.1A,这就说明变频器和钳形电流表测得的电流是一致的。电机是星形接法,线电压是相电压的1.732倍,线电流等于相电流,电机实际消耗的功率:380×1.1×1.732 = 724 W,这样电机实际消耗的功率就接近于电机的额定功率。如果电机是三角形接法,线电压等于相电压,线电流是相电流的1.732倍,电机实际消耗功率的计算是一样的。

二、变频器调速时电动机特性及电动机噪声的控制方法

近年来,工业发达国家已逐步用交流电机变频调速取代直流电机调速。交流变频调速在频率范围、动态响应、工作效益、精度要求,输出特性及使用方便等方面比以往的调压调速、变极调速、串级调速、滑差调速液力偶合调速等均较为优越。变频器以工艺先进、通用性强,灵活性好,灵敏度高,响应快,适配性佳,右靠性高等优点而受到钢铁、有色冶金、石油、化工、纺织、电力、机械、矿山、建材、轻工、造纸等行业传达室动领域的极大欢迎,并被广泛应用。它除了具有卓越的调速性能外,还有非常显著的节电效果,是企业技术改造和产品更新换代的理想设备。

(一)变频调速时电动机的机械特性

用变频调速的方法可以得到很大的调速范围,很好的平稳性和有足够的硬度的机械特性。交流电动机不论是三相同步还是异步在定子内供给频率为f的电压时,将产生旋转磁场,并以每分钟n的转速旋转,它们的转速公式都是如下公式:

n=60 f /p (7-1)

n=(7-2)

p—极对数f ---为频率 S--- 转差率(0---3%或0---6%)

式中p为定子极对数。很显然只要改变供电频率f则转速可以改变。机械曲线将沿坐标轴上下移动,从而达到调速的目的采用改变供电电源频率f1的调速方法,可以得到很大的调速范围,很好地调速平滑性和足够硬度的机械特性。变频调速时,异步电动机的监界转矩的变化情况,其表达式为:

式中:U1—定子相电压

P—定子绕组的极对数

f1—定子供电频率。

当频率f1较低时,定、转子的漏抗随之下降,由于x1+x2较小,r1的影响不能忽略。此时Tm的数值大为降低。异步电机的监界转矩:Tmix

随着定子供电频率f1的降低,异步电机的最大转矩也相应减小,甚至会出现带不起负载的现象。这时的机械性曲线n=f(M)是一簇向下的平行曲线。其中f11>f12>f14>f15>f16,当f1较低,如f1s及f16时,Tm尢为降低。为了保持电机在低速时有足够大的Tm,可在低速时,U1比f1降低的比例小一些,使U1f1的比值随f1的降低而增加。

根据计算,当定子供电频率减小10倍时,最大转矩降低7.8倍。灾是因为随着f1的下降,定子电压U1也成比例地降低,即所谓变频调速 的协调控制。U1较小时,定子电阻r1上的压降在U1中占比重较大。

U1=I1r1+E,使得产生气隙磁通的感应电势E减小,造成气隙磁通(φ)的减弱,因而电磁转矩T=KφIcosθ下降。使电机的利用率恶化。许多场合要求在调频的同时改变定子电压V,以维持磁通(φ)接近不变;维持Tm。无法维持Tm;被称为“低速线”。适用于速度范围不太大或转矩随转速下降而减小的负载(如风机、泵)。风机和水泵低速时的阻转矩极小,即命名不补偿,电动机的转矩仍有余量,为了节能,可进一步降低电压(即减小值)。

f1由小到达额定值fe,其中f2、f3、f4所对应的最大转矩,用上述方法选用容量132KVA变频器与容量90KW异步电动机驱动风机配套使用。由此可以得出一个很重要的结论:带有低频提升转矩功功能的变频装置,在电坳机起动的全过程中,能以最大转矩拖动机起动的全过程中,能以最大转矩拖动机械起动

(二)变频器的电流特性

软起动过程的电流变化。变频器与电动机组起动特性,包括起动电流随加速转矩MG变化的规律,对驱动具有同一GD2的风机、水泵起动,随着变频器的设定时间的改变,如上例,设定时间增长一倍,电机发出的加速力矩就随之减小一半。又由于加速力矩:

MG=K.I.φcosθ-Mz

式中,K,φ—为电动机的常数与恒磁通;

cosθ—从表2看基本是一常数;为有变频器时的电动机的功率因数;

(三)电动机噪声的控制方法

电动机噪声的控制方法主要有两点:其一是合理设计电机结构。电机设计人员对电磁设计,机械设计做了很大的改进,又对风扇叶片的形状及尺寸,通风口的形状和大小,风道的形状进行了合理的设计,这些方法从噪声源上降低噪声,是非常有效可行的。降低机械噪声主要是提高轴承的质量,装配,公差等。电机放置要水平(破坏平衡),防护罩及盖板的安装(共振);其二是加装消声器。消声器的基本要求是:具有良好的降噪效果,把电机的噪声控制在容许的范围内;消声器的空气阻力要小;安装消声器后不影响电机的冷却散热,电机的温升要控制在允许范围之内;消声器要体积小,重量轻,便于安装与拆卸,维修要方便。

主要有三种方法。第一种是冷却风扇加装消声筒。冷却风扇位于电机的尾部,气流从尾部进入,流进电机外壳的散热筋把热带走。大多在电机尾部和机壳上加装阻性消声筒,在里放置吸声锥。吸声锥主要是利于导流。把电动机围封起来,在降低空气动力性噪声的同时,也阻挡机壳的辐射噪声。第二种是进,出气处加装消声器。功率较大大电动机的通风冷却系统是从电机尾部和连轴节两端进入,从集体两侧向外排气,可在进出气处加装适当形式的消声器。为了方便,设计成拼装结构。为了保证电动机冷却散热需要,各消声器的通流面积均设计成原来的1.2倍。第三种是采用全封闭隔声罩,消声坑。为了满足温升的要求,隔声罩内壁与电动机外缘净间距,大中型电机一般在70-100mm,有利于气体流动,并保持一定流速,不易产生涡流噪声,同时进,排气口的消声器通流面积要比实际需要的通流面积大20%。

随着电力电子技术和自关断器件的进步和发展,变频调速技术得到很大发展。变频调速器以其调速精度高,响应速度快,保护功能完善,过载能力强,维护方便及节能显著等优点,已在我国逐渐推广普及。

参考文献

[1]邱宣怀.《机械设计》高等教育出版社,1997(7)第4版

[2]成大先.《机械设计手册》.北京:化学工业出版社,2002

变频器的应用与选择 篇4

1 变频器工作原理和技术优点

1.1 变频器工作原理

变频器是以变频技术、电机传动技术和微电子技术为基础, 通过改变设备电机电源频率来达到控制电机的控制装置, 主要包括整流单元、逆变器、滤波、电容、微处理单元、制动单元等结构组成。变频器起到的作用主要表现在变频调速和调速节能两个方面: (1) 变脾气的变频调速涉及电机综合体, 变频调速实质是通过半导体元件的断通实现电源频率的改变;具体过程是利用变频器内部的整流桥将工频交流电压改变成直流电压, 在通过逆变器使之成为可以调节的交流电压, 这样可以实现电机的无级调速, 进而实现电机因负荷变化时稳定变速, 较好地改善了电机的运行状况, 有助于提高电机的工作效率; (2) 由流体力学可知, 风、水等流体驱动设备的负载流量和压力分别与设备机电转速的一次放和平方成正比关系, 设备电机的功率与转速的三次方成正比关系, 可见, 当设备电机的转速降低时, 可以大幅度的降低电耗;目前, 我国绝大多数矿井配备的运输、供水、排风等设备参数对于满足矿井生产系统具有较多富余量, 这样可以通过变频器的变频调速功能的应用实现设备的节能减耗。

1.2 变频器应用技术优点

变频器变频调速节能作用的实现是依靠微电子、自动化控制、强弱电、机电一体化等多种技术的综合, 其在应用时表现出来较多的优点, 主要包括变频调速可控、节能降耗效果明显和投资成本较低等[3]: (1) 利用变频器可以实现电机的变频调速, 能够使电机的速度可控为平稳加速和平稳降速, 从而确保设备运行状态处于最佳; (2) 通过使用变频器可以实现设备电机的软启动, 有助于降低因转子串电阻而引起的电力消耗, 同时还可以确保电机启动电流处于安全电流范围内, 有助于提高设备使用性能和使用寿命; (3) 通过变频器的使用可以实现调节风、水驱动设备的负荷, 可以大幅度的降低能耗;变频器的应用可以改善因矿井设备设计富裕而造成的轻负荷运行情况, 从而实现设备的最佳运行, 有助于设备运行时的能耗; (4) 变频器在安装使用时会造成一定资金的消耗, 但相比于设备运行期间的电能节约, 其具有低投资、高收益的特点, 是企业提高其综合效益的有效手段。

2 变频器在煤矿机电设备应用现状

(1) 皮带输送机上的应用:众所周知, 皮带由静止状态开始运行或者由运行逐渐停止时会积聚大量的弹性能, 这种弹性能若得不到有效控制会造成皮带寿命锐减甚至会出现皮带断裂现象。变频器的应用可以较好地改善该情况, 给皮带运输机增加变频器相当于给皮带运输机增加了一个软启动装置, 这样可以控制皮带驱动过程, 促使皮带所积聚的弹性能缓慢释放, 这样不仅可以有效预防皮带事故发生, 同时可以降低对皮带输送机的零部件的冲击磨损程度, 对于皮带输送机驱动电机也能形成较好的保护作用, 有助于降低设备维修率和维护成本。另外, 若无变频器时, 皮带运输机即使在非满载时其功率因数会降低, 这样会造成不必要的电能浪费, 安装变频器可以大幅度的调高运输机效率, 从而实现降低电能的消耗。

(2) 提升设备上的应用:矿井提升设备作为运输物料、人员的升降装置, 其是矿井电能消耗的重要设备, 其安全性关乎着整个矿井的安全状况。通过安装变频器可以有效改善提升装置的安全可靠性和控制精度, 同时也可以大幅度降低提升设备的维护成本和维修率。在节能降耗方面, 当提升绞车处于提升状态时, 其处于恒转矩负载, 此时变频器可以通过变频调速作用降低提升绞车电机转速, 从而实现节能作用;当提升绞车处于下降状态时, 提升绞车电机因提示设备下降而处于发电状态, 此时变频器可以将发电而产生的电能返还到电网中, 从而实现了节能作用。

(3) 通风机上的应用:将变频器应用到通风机上时, 可以实现通风机电机的软启动, 促使风机从零速度启动, 降低了风机电机的启动加速时间, 从而可以确保通风机零部件受启动作用影响的程度;变频器还可以实现对通风机风量的控制和调节, 这主要是通过调控通风机电机转速来实现的。变频器在通风机上的节能是指矿井用风量在非满载时依然可依靠变频器使其功率因数提高至通风机满载水平, 从而实现了通风机的无功损耗。

(4) 乳化泵站上的应用:以往多采用阀门控制乳化泵站乳化液出口处压力, 这样容易造成各高压管道压力不均。将变频器应用到乳化泵站上后, 可以通过改变电机定子频率实现电机转速的调节和控制, 从而改善乳化泵站工况, 实现乳化液流量与各管道用水量相匹配, 保持各管道压力均衡[4]。

3 变频器的合理选择

在进行变频器选择时应根据调控对象的类型、调速方案、调控对象负载特性以及附加功能等多个方面进行确定。在煤矿生产实践中, 变频器的选择常依照标称功率和电机实际运行电流两个方面[5]: (1) 依据标称功率选择只是作为一种初步估算依据, 对于一般恒转矩负载可以相应放大一级进行估算, 如对于某功率电机可以选择稍大于该功率值的变频器;对于二次方转矩负荷, 可直接依照电机功率进行选择变频器; (2) 依据电机的实际电流进行选择变频器的主要优点是可以有效避免电动机大马拉小车现象。

4 结语

变频器是以变频技术、电机传动技术和微电子技术为基础, 通过改变设备电机电源频率来达到控制电机的控制装置, 凭借其优越的节能和调控功能获得了较快的发展, 为现代化煤矿的发展提供了契机。鉴于煤矿运输、通风、提升等设备运行不良状况, 可以推广和应用变频技术进行改善, 这将对煤矿节能, 生产高产、高效起到积的作用。

摘要：因变频器具有优越的调控和节能作用在煤矿机电设备中应用越来越广泛, 对于提高矿井综合效益具有重要的意义。本文介绍了变频器变频调速和节能的工作原理, 并对其技术优点进行了分析。从运输、提升、通风、供液等多个方面具体阐述了变频器在调控和节能方面的应用效果, 最后提出应依照标称功率和电机实际运行电流两个方面合理选择变频器。

关键词：变频器,工作原理,技术优点,机电设备,选择

参考文献

[1]林德贞.浅谈变频器在煤矿机电设备中的应用[J].能源与环境, 2013 (5) :30-31.

[2]赵洪军.浅析变频器节能技术在煤矿中的应用[J].能源与节能, 2014 (3) :160-161.

[3]暴瑞洁.论变频器在煤矿机电设备上的应用[J].信息通信, 2012 (5) :85.

[4]张逢吉, 等.变频器在煤矿生产中的应用[J].山东煤炭科技, 2006 (6) :19-20.

一的选择与应用 篇5

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如何选择合适的模板，每个人有各自的审美和喜好。但大致可按专业特点和模板的风格来选择。

① 依据专业内容选择PPT模板

这是我们常用的做法，也是最保险的做法。不同专业必须选择适合该专业，并且能表现专业特色的PPT模板。如计算机类的专业，看见专业的名字，大家就会联想到电脑。电脑是计算机类学生必不可少的一样学习工具。因此如果能在模板选择上选择有一些关于电脑键盘类的PPT背景图片，那么会比较应情应景。同理汽运专业，可以选择有汽车元素的PPT模板；国际贸易专业的可以选择有货轮元素的模板。

依据专业选择模板

数据处理类的专业，在讲授中难免会用到较多的数据分析图例图表，所以可选择一个现成的数据分析图模板，不仅会比较方便而且会比自己做的美观许多。总之要能够让别人一目了然，明白你的专业特色。

数据分析模板

当然你也可以选择一些任何主题都能应用的背景图，这就要求必须简洁大方了。

通用模板

② 依据表现风格进行选择

当前的PPT模板风格多种多样，有扁平化、简洁淡雅风、立体化、水墨化、古典风等等不同风格的表现形式。你可以结合所讲授的内容和自己的喜好来选择相应的模板。

风格不同的模板

（2）不同模板的使用方法

① 灵活调用PowerPoint提供的模板 PowerPoint提供的模板非常丰富，可以根据需要灵活选用：选择“文件”/“新建”，在打开的任务窗格中可以看到它提供的模板，如果你觉得不够可以在上方搜索中输入你所需要的模板的关键字，如：教育。它就会自动搜索联机模板和主题，为你提供多种多样的相关主题的模板类型。此时你只需要选择你所喜欢的模板下载即可使用。

注：本教程所使用的软件版本为PowerPoint 2013。版本不同，菜单命令操作方式也有所不同。

PowerPoint提供的模板

② 通过搜索引擎或专业PPT模板网站查找模板。

我们可以通过百度、360导航等搜索引擎来查找模板，如我需要计算机行业相关的PPT模板，我就可以在搜索引擎中输入“计算机PPT模板”，那么它就会自动的搜索到相应的链接。我只需要找到我所喜欢的模板，点击下载，下载完成后直接双击打开就能使用。

另外推荐几个PPT模板下载网站，如：第1PPT，51PPT模板、PPTstore等。这些网站中包含了各式各样不同样式不同风格的模板，你可以根据自己的需要查找自己所需的模板。③ 快速应用其他的模板

如果你想在自己已经完成的PPT中套用他人的模板，你只需要打开自己的PPT，然后选择“设计”/“主题”/“浏览主题”，在弹出的对话框中选择想要借用的模板文件pot或者是PPT、pps文件来作为模板。

注意：你需要借用的PPT，必须确保在其母版不是空白模板。即“视图”/“幻灯片母版”中不是默认母版。

小结：

通过本节内容的学习，我们了解了如何来选择合适的模板以及掌握了不同模板的使用方法，在今后的学习工作过程中，大家可以根据自己的实际情况不断地练习总结，逐渐积累经验，使自己的PPT制作水平得以进一步提升。

练习：

浅析变频技术的应用与发展 篇6

关键词:变频技术 水泵 节能

中图分类号:TN77文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)03-0169-01

1变频技术的降耗节能原理

1.1变频节能

由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)譎(压力),流量Q与转速N的一次方成正比,压力H与转速N的平方成正比,功率P与转速N的立方成正比。如果水泵的效率一定,当要求调节流量下降时,转速N可成比例的下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降,即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。

1.2功率因数补偿节能

无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,浪费严重,由公式P=S證OS中,Q=S譙IN中,其中S—视在功率,P—有功功率,Q—无功功率,COS—功率因数,可知COS中越大,有功功率P越大,普通水泵电机的功率因数在0.6～0.7之间,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,COS≈1,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。

1.3软启动节能

由于电机为直接启动或Y/D启动,启动电流等于(4～7)倍额定电流,这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击,而且还会对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大,对设备、管路的使用寿命极为不利。使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命,节省了设备的维护费用。

2变频技术在水泵降耗节能改造中的应用

目前,国内在水泵控制系统中使用变频调速技术,大部分是在开环状态下,即人为地根据工艺或外界条件的变化来改变变频器的频率值,以达到调速目的。

采用变频调速技术后,电机水泵的转速普遍下降,延长了设备的使用寿命,降低了设备的维修费用。同时,由于变频器启动和调速平稳,减少了对电网的冲击。变频调速器具有十分灵敏的故障检测、诊断、数字显示功能,提高了电机水泵运行的可靠性。

3水泵高压电机变频调速改造应注意的问题

为达到电气节能和工艺优化的目的,高压变频器在工程设计中应注意:

3.1电机的特性试验和技术规范的再修订

当一台普通电动机由变频提供电源时,其变频器输出端的电压和电流谐波分量会使电机的损耗增加、效率降低、温度升高。高次谐波引起损耗的增加主要表现在定子和转子的铜耗、铁损及附加损耗的增加。在普通异步电机中,为改善电机启动性能,转子的集肤效应使实际阻抗增加,从而使铜耗增大。

另一方面,由于电机线圈之间存在分布电容,当高次谐波电压输入时,各线圈之间的电压是不均匀的,这种长期反复作用使定子线圈某一部分的绝缘造成损伤,从而产生线圈老化,这在普通异步电动机的绝缘结构方面是难以接受的。

另外电机的电磁回路不可能做到绝对对称,所以变频器输出电源中所含有的各次谐波分量将与电磁回路中固有的空间谐波分量相互作用形成各种电磁脉动。同时,电机因处在频率不断调节的工作状态下,很容易与电机机械部分产生机械共振,造成电机机械部位的损坏。

因此,在变频调速改造工程中,为了避免变频调速系统在运行时出现上述问题,技术设计时必须考虑和电动机制造厂家进行技术合作,对电动机的相关特性进行调速实验,重新修订原电动机的技术规范。

3.2电力电缆选型要点和敷设要求

由于变频器输出端与电机之间的联系采用电缆附设方式,且线路各相均存在对地电容,所以运行时线路上的电容电流是不相等的。如果电缆附设距离较长,且线路中又存在高次谐波电流,那么一旦发生单相接地时,故障电容电流所点燃的电弧熄灭时间过长,会使这端电缆发热,造成非故障绝缘。

在变频调速改造工程中,针对输出电源电缆,考虑电缆结构上的三相对称和屏蔽,将电缆截面适当增加,敷设长度不超过限定值(100m),如果原输出电源电缆为非屏蔽或截面的栽流量裕度小于2,应更换符合要求的电力电缆。

现场敷设施工时要将电源电缆与控制电缆和信号电缆分开敷设,避免由电源电缆中高次谐波产生的磁场干扰其他信号。

3.3变频器工作环境的基本要求

由于高压变频器的逆变部分采用高压IGBT等功率器件,其开、关频率大干100HZ,易形成高次谐波电流,使得变频装置在工作时将产生一定的热量。一般在变频器柜的顶部均配有排风扇,它将柜内的热量排放到室内,使室内的环境温度不断升高,最终会影响柜内各器件的可靠运行。所以,在水厂工程设计中一般变频调速装置单独设置在变频调速室内,室内必须安装备用空调设施,控制室内环境温度在变频器所要求的范围内,同时设有通风门窗,必要时采用专门风道进行强制通风和冷却。

3.4 高压供电系统出口断路器控制的技术完善

当变频器发生故障发出跳闸信号时,断路器应可靠动作跳闸。普通断路器高压开关柜内部出现跳闸回路断线或直流控制电源消失的情况,变频器恰好出现故障(要求断路器跳闸)时,跳闸线圈已失电,断路器拒绝动作,因而造成变频器内部的功率器件损坏。所以在设计中选择了带有欠压脱扣线圈的断路器,一旦出现跳闸回路断线或控制电源消失的情况,断路器首先自动跳闸,以保护变频器的设备安全。

4总结

综上所述,变频调速技术用于水泵控制系统,具有调速性能好、节能效果显著、运行工艺安全可靠等优点。在大力提倡节约能源的今天,推广使用这种集现代先进电力电子技术和计算机技术于一体的高科技节能装置,对于提高劳动生产率、降低能耗具有重大的现实意义。可以说,变频调速技术是一项利国利民、有广泛应用前景的高新技术。

参考文献:

[1] 李勇伦.基于PLC控制的变频调速恒压供水系统[J].科技创新导报,2007.

[2]符锡理.多泵并联变频调速恒压变量供水水泵的配置与控制[J].给水排水技术与产品信息,2000.

[3] 王锡仲,蒋志坚,高景峰.变频优化调压节能供水装置的研制[J].给水排水,1998.

变频器的应用效果及其选择方法 篇7

1.1 变频器的工作原理

所谓变频器, 简单的说, 变频器就是用来调节电机转速的装置。主要作用有三点, 它们分别是:a.调节电机转速;b.节能降耗;c.软起软停。变频器的原理是先将交流电变为直流电, 然后再通过PMW把直流电变成所需频率的交流电供给电机, 并且变频器的工作原理公式是n=60f/p, 其中n为电机转速, f为频率, p为电机的磁极对数一般电机的磁极对数是固定的, 所以只有通过改变电源的频率来调速。

1.2 变频器应用效果

变频器当今多应用于冰箱、空调以及电动车等产品中, 变频器的使用不仅能够省电, 对于节能环保, 保护环境还有很大的作用。所以, 变频器一直都是我国的重点研究课题, 对于国家来说变频器的使用能够节约资源, 保护环境, 作为消费者来说还能够省钱, 减少开支。总之, 我国现如今应该推广变频器的使用, 让变频器的应用效果更加好, 让消费者从中能够得到更多的益处。说到变频器的节能作用, 节能效果要看你的设备工况, 你有节能空间, 才有节能效果, 当你电机在经常变换负荷或者短时间高载、长时间一般负载之类的情况, 变频器的作用就能体现了, 那是绝对节能的, 社会上验证了许多年了。但当你的电机平时都满负荷工作, 你加变频器的话, 反而不节能, 因为变频器本身有能耗产生, 当然, 在这种情况下硬加变频器也会有降低启动电流的作用, 也能有点节能作用, 不过这是和软启动的价格相比较的情况下。

采用变频器对机械设备变频调速运转可以达到节能效果, 采用多台电动机以比例速度运转可以达到省力自动化的效果, 对电动机增速运转可以达到提高产量的效果, 采用高频电动机进行高速运转可以达到提高产量的效果, 在恶劣的环境中可以取代直流电动机减少维修, 选择无级的最佳速度运转可以提高产品的质量, 采用空调压缩机调速运转来进行连续温度控制, 可以达到提高舒适性的效果。

变频器的运用使我们社会进步的更快, 使我们的生活变得更加高效合理, 对于现代的社会发展来说, 变频器的应用是具有非常实际的意义的, 我们应该了解并且掌握这门技术, 这门技术是一个专业性很强的能力, 因此, 我们必须了解它的工作原理, 这样才能更好地实现技术的发展, 将变频器更好的运用到社会的发展道路中。社会的发展往往所需要的不仅仅是经济的飞跃, 更加需要的也是我们的生活质量提高, 而我们的生活也就离不开我们的变频器的使用, 所以, 我们的变频器也是非常重要的一个建设研究的领域, 这就需要我们的变频器的工程师们不断地发展创新我们的变频器技术, 让更多的产品与变频器相结合, 这也就是需要我们的工程师们了解到更多的变频器的内容, 做到精益求精。而变频器的应用在与产品结合的这方面的内容也很复杂, 我们应该多了解它的工作原理和调整方法, 在未来的创新道路上从根源的减少失误的发生, 将变频器真正意义运用到现实生活上去。总之, 变频器的在应用上的选择方法有很多, 下面, 我来向大家简单的介绍一下:

2 变频器选择方法探讨

2.1 按控制不同的物理置及负载特性选用变频器

2.1.1 速度控制变频器的选择:

a.根据系统要求必须选择能覆盖所需转速控制范围的变频器;b.为避免危险速度下的连续运转应选用具有频率跳变功能的变频器。

2.1.2 位置控制变频器的选择:

a.应选用容量足够的变频器以得到大的加减速转矩;b.应选择负载惯性极低的设备与变频器配合使用。

2.1.3 张力控制变频器的选择:

a.采用转矩电流控制张力必须选用有速度限制功能的变频器;b.采用拉延控制张力必须选用具有速度反馈控制的变频器;c.采用调节辊的张力控制应选用u/f控制通用变频器;d.采用张力检测器的张力控制应选用矢量控制方式的变频器。

2.1.4 流量控制变频器的选择:

对于有可能因外部因素导致发生反转的场合必须选用大容量的变频器, 以便能充分耐受从反转状态下启动的冲击电流。

2.1.5 温度控制变频器的选择:

a.应优先选用IGBT、IPM调制频率高的变频器;b.应优先根据设备的启动电流和运转时间选择变频器。

2.1.6 压力控制变频器的选择:

a.应选择具有无供水保护和具有市电节电功能的变频器;b.应选择装设单向阀并具备瞬停对策和启动联锁功能的变频器。

2.1.7 负载特性要求响应快变频器的选择:

a.系统要求短时间内能进行加减速时应优先选择过载容量大具有限流功能的转差频率控制或矢量控制的变频器;b.在需要交叉角频率Wc比较大、响应速度比较快的场合, 应优先选用主电路开关频率高、过载容量大、系统谐振频率高的变频器;c.对于PWM控制的变频器要求开关频率为1-3KHZ, 能够满足机床等用途。

2.1.8 负载特性要求调节准确度高变频器的选择:

a.当系统要求±0.05%高准确度时应选用采用PLG模拟控制和低漂移控制电路的变频器;b.当系统要求±0.01%转速控制准确度时应选择采用PLG反馈全数字控制的变频器。

2.1.9 负负载变频器的选择:

a.用于起重机、电梯、生产流水线时应优先选用带再生整流器的变频器;b.在要求减速制动转矩时要有效防止过电压跳闸应采用带二极管整流器的晶体管变频器;c.使用制动单元时必须充分注意散热, 不要对其他设备产生不良影响。

2.1.1 0 冲击负载变频器的选择:

a.应选用容量充分大的变频器以耐受冲击过电流;b.增设飞轮可以减轻直接加在电动机上的冲击负载, 应优先选用转差频率控制的变频器。

2.2 按不同电动机的种类选择变频器

标准笼型电动机变频器的选择。根据电动机电流选择变频器, a.在连续运行的场合应按变频器的额定输出电流≥ (0.5-1.1) 电动机的额定电流, 即:I变额≥ (0.5~1.1) I电额。b.加减速时变频器容量的选定:一般情况下对于短时间的加减速而言变频器允许达到额定输出电流130%~150% (视变频器容量有别) 。c.电动机直接启动时所需变频器容量的选定, 可根据规范的规定选取变频器的额定电流。

3 结论

变频器的应用效果及其选择方法是我国当今研究的重要课题, 变频器的使用在我国已经越来普遍, 虽然与国外相比, 变频器技术以及变频器应用等都有很大的差距, 并且国外的变频器技术更加先进, 但是我国的产品技术与以前相比还是有很大进步的, 其的发展前景还是很明朗很光明的。总之, 相信通过变频器技术人员的努力, 我国的变频器的应用效果会越来越好, 选择方法也会越来越多, 越来越好用, 越来越实用, 越来越普遍。

摘要：随着时代的发展, 变频器在人类的生活中变得越来越实用越来越普遍, 变频器不仅在冰箱、空调中普遍应用, 还在电动车等产品中相继使用。总之, 变频器已经在人类社会中充当了重要的角色, 成为了人类生活不可或缺的产品。本文重点研究了变频器的应用效果及其选择方法并对变频器的未来发展以及变频器的优缺点等做了详细的介绍。

关键词：变频器,应用效果,选择方法,特点,未来发展

参考文献

变频器的应用与选择 篇8

一、变频器的选择方法及注意事项

由于国产厂家制造变频器历史比较短, 技术积累相对较少, 所以变频器的正确选择对于控制系统的正常运行显得是非常关键的, 选择变频器时必须要充分了解变频器所驱动的负载特性和适用场合。

1. 变频器的选择方法。

通用变频器的选择包括变频器的型式选择和容量选择两个方面。其总的原则是首先保证可靠地实现工艺要求, 再尽可能节省资金。变频器类型的选择要根据负载的要求进行。对于风机、泵类等平方转矩, 低速下负载转矩较小, 通常可选择普通功能型的变频器。对于恒转矩类负载或有较高静态转速精度要求的机械采用具有转矩控制功能的高功能型变频器则是比较理想的。因为这种变频器低速转矩大, 静态机械特性硬度大, 不怕负载冲击, 具有挖土机特性。为了实现大调速比的恒转矩调速, 常采用加大变频器容量的办法。对于要求精度高、动态性能好、响应快的生产机械 (如造纸机械、轧钢机等) , 应采用矢量控制高功能型通用变频器。

大多数变频器容量可从三个角度表述:额定电流、可用电动机功率和额定容量。其中后两项, 变频器生产厂家由本国或本公司生产的标准电动机给出, 或随变频器输出电压而降低, 都很难确切表达变频器的能力。选择变频器时, 只有变频器的额定电流是一个反映半导体变频装置负载能力的关键量。负载电流不超过变频器额定电流是选择变频器容量的基本原则。需要着重指出的是, 确定变频器容量前应仔细了解设备的工艺情况及电动机参数, 例如潜水电泵、绕线转子电动机的额定电流要大于普通笼形异步电动机额定电流, 冶金工业常用的电动机不仅额定电流大很多, 同时它允许短时处于堵转工作状态, 且传动大多是多电动机传动。应保证在无故障状态下负载总电流均不允许超过变频器的额定电流。

2. 注意事项。

由于变频器的类型很多, 用户可以根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。在选择变频器时因注意以下几点注意事项:

(1) 单相电动机不适用变频器驱动。

(2) 选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据, 电机的额定功率只能作为参考。另外应充分考虑变频器的输出含有高次谐波, 会造成电动机的功率因数和效率都会变坏。因此, 用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较, 电动机的电流增加10%而温升增加约20%。所以在选择电动机和变频器时, 应考虑到这种情况, 适当留有裕量, 以防止温升过高, 影响电动机的使用寿命。

(3) 当变频器用于控制并联的几台电机时, 一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的容许范围内。如果超过规定值, 要放大一档或两档来选择变频器。另外在此种情况下, 变频器的控制方式只能为V/F控制方式, 并且变频器无法保护电动机的过流、过载保护, 此时需在每台电动机上加熔断器来实现保护。

(4) 使用变频器驱动齿轮减速电动机时, 使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。润滑油润滑时, 在低速范围内没有限制;在超过额定转速以上的高速范围内, 有可能发生润滑油用光的危险。因此, 不要超过最高转速容许值。

(5) 选择变频器时, 一定要注意其防护等级是否与现场的情况相匹配。否则现场的灰尘、水汽会影响变频器的长久运行。驱动防爆电动机时, 变频器没有防爆构造, 应将变频器设置在危险场所之外。

二、发展趋势

由于变频器在空调、电梯、冶金、机械等行业的广泛应用, 变频器的发展迅速。从空气动力研究用的变频控制器到潜艇船舶用的变频螺旋桨控制器。从风机水泵用的变频器到家用中央空调变频控制器。据机械信息研究院的统计, 2000年, 中国变频器市场容量接近30亿元。其中日本, 欧美品牌占据主导地位, 但国内生产商经过近几年的高速发展, 业已占领了很大一部分低端市场。目前变频器的国内电机配比率仍低于1%, 潜在市场巨大, 国内变频器市场在未来的5年~10年内仍将保持高速发展。电力电子技术的发展, 广阔的市场需求, 在城市无功补偿、城市电网稳压、有源滤波、直流输电系统、柔性输电系统、地铁与轻轨、电动汽车、风力发电、大功率储能……通过这场电力电子领域的革命来带动各行业的发展, 更方便地服务于社会, 使人类对电能的变换与控制进入一个随心所欲的新时代。

市场的需求, 变频器产业可能会像汽车产业一样成为主要产业, 成为国家工业支柱及命脉。然而这个市场并不是现成的, 需要人们去开发。目前, 大部分人甚至还没有认识到通过变频器技术到底可以实现些什么。因此我们需要不断开拓市场, 找出最需要这种技术的地方, 并适当地进行应用。预计未来将会出现很多由风险资金和企业家投资的企业来加入变频器产业的发展, 百家争鸣群雄争霸的局面将会继续, 但历史规律将会注定只有不断创新拥有核心技术的企业才能立于不败之地。

参考文献

[1]张宗桐:通用变频器技术的发展和展望.工控自动化文摘.上海, 2006

变频器的应用与选择 篇9

应用变频调速技术既具有节电作用,有能改进工艺控制水平 ;既可以缓解能源紧张、减少温室气体排放,符合我国建设节约型社会的基本国策,也有助于提高产品质量、推动工业技术进步。近几年,随着科学技术的飞速发展,电力电子技术、计算机技术、自动控制技术也在突飞猛进,交流调速已经全面取代直流调速,已经成为电机调速技术的主流。由于变频器优异的调速和起制动性能,以及高效率、高功率特点和显著的节能效果,各种规格的变频器产品已在众多工业领域获得普遍采用,被公认为最有发展前途的电机调速方式,发展前景十分广阔,为我国电子工业的发展注入了新的活力。

1 选用变频器类型要注意的几点事项

1.1负载类型和变频器的选择。变频器的使用要具备一定的条件,不是在任何情况下都能正常使用,因此用户有必要对负载、环境要求和变频器有更多了解,电动机所带动的负载不同,对变频器的要求也不一样。

A、在有的行业领域,风机和水泵是最普通的负载,对变频器的要求最为简单,只要变频器容量等于电动机容量即可(空压机、深水泵、泥沙泵),比如我们平时在景区所看到的音乐喷泉则要加大容量。

B、起重机类负载。这类负载的特点是启动时冲击很大,因此要求变频器有一定余量。同时,在重物下放时,会有能量回馈,因此要使用制动单元或采用共用母线方式。

C、不均行负载。有的负载有时轻有时重,此时应按照重负载的情况来选择变频器容量,例如轧钢机机械、粉碎机械、搅拌机等。

D、大惯性负载。如离心机、冲床、水泥厂的旋转窑,此类负载惯性很大,因此启动时可能会振荡,电动机减速时有能量回馈。所以应该用容量稍大的变频器来加快启动,避免振荡,配合制动单元消除回馈电能。

1.2长期低速动转,由于电机发热量较高,风扇冷却能力降低,因此必须采用加大减速比的方式或改用六级电机,使电机运转在较高频率附近。

1.3变频器安装地点必需符合标准环境的要求,否则容易引起故障或缩短变频器的使用寿命,变频器与驱动马达之间的距离一般不能超过50米,若需更长的距离则需降低载波频率或增加输出电抗器选件才能正常运转。

2 变频器在氢压缩机、泵类中的应用

2.1 变频器在氢压缩机中的应用

一般在工业生产中,压缩空气的使用非常普遍。在工厂内,若干台空气压缩机安装在一处构成一个空压机站。由于生产上使用氢气的不均匀性,用气量总是在动态变化,有时需要同时运行数台氢压缩机供气,但有时连一台氢压缩机的产气都用不完,但氢压缩机仍在全速运行。氢压缩机在出厂时都配套有排气压力调节装置,储气罐内的氢气压力超过设定压力时,压缩机阀门则会自动关闭,压缩机进入空转卸荷状态。当储气罐内氢气低于设定的压力时,压缩机阀门则会自动开启,压缩机又进入满载的工作状态。满载时,空压机的工作电流接近电动机额定电流,空转卸荷时,空压机的工作电流约为电动机额定电流的50%。这部分电流并未做有用功,而是机械在额定转速下的空转损耗。虽然这种调节装置也能调节压力,但压力的调节精度低,压力波动大。压缩机总是处于额定转速下工作,机械磨损大,电耗高,资源浪费严重。

降低压缩机转速调节供气压力,是达到压缩机经济运行的有效方法,而变频调速方法,是一种高效的调速方法。在储气罐上安装一台压力变送器,将压力信号反馈到变频器的端子上,构成恒压供气系统,供气压力0.8MPa。运行时,第一台压缩机首先变频运行,当变频器的输出频率已达到50Hz,但供气量仍不足时,人工起动第二台和第三台压缩机进行工作。如供气量大于给定值时,则要停止第二台和第三台的压缩机工作。由于用气量的变化不很剧烈,人工对第二台和第三台的压缩机的控制是一种较好的方法。运用这种方法供气质量则会大幅度提高。压缩机消耗的轴功率与压缩机的排气量成正比,减少排气量。

2.2 变频器在泵类负载中的应用

泵类设备在工业生产领域中有着广阔的应用空间,提水泵站、水池储罐给排系统、工业水(油)循环系统、热交换系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备。而且根据不同的生产需求往往采用调整阀回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力水位等信号的控制。这样不仅造成大量的能源浪费以及管路、阀门等密封性能的破坏,还加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀,严重时损坏设备、影响生产甚至危及到产品质量。

比如在有的石油化工行业,调节阀节流严重的机泵会安装65台变频器,总容量为3600kw,其中大部分是闭环控制系统,即现场一次表经变送器将信号通过屏蔽电缆送到PID调节器,调节后通地屏蔽电缆将4-20 m A直流信号送到变频器的设定口,控制变频器的输出。剩余的部分是开环控制系统,即根据控制目标通过电位器给定来控制变频器输出,以使电动机工作在符合工艺要求的转速上,完全靠变频器输出控制电动机转速来控制流量,使机泵的出口阀达到全开状态,扬程与管网阻力特性曲线相吻合,泵出口扬程大幅度下降,电动机输出有功功率也明显降低,获得最佳的节能效果。变频器的使用,使节电率达到50% 到70%,年节电几百万kwh。另外,在工业领域使用变频器,不但能够实现生产过程中的自动化,而且能够延长设备的使用寿命。

3 结束语

变频器的应用与谐波治理 篇10

随着生产技术的快速发展,直流拖动的弱点越来越多的暴露出来。异步电动机的出现开始进行交流调速技术的研究,这在20世纪30年代就已经出现。但是直到上世纪80年代才对PMM模式的变频技术深入研究,并在80年代后期出现WWF变频器,广泛应用于发达国家市场。

1985年德国鲁尔大学的Depenbrock教授率先提出了直接转矩控制变频技术,这一技术解决了矢量控制的不足,新颖的控制思想和简洁的系统结构以及良好的动静态性能发展迅速,成为广泛应用于牵引的电力机车等大功率交流传动上。该技术虽然还不非常成熟,但是随着越来越多的研究者的深入发掘,必将有着光明的前景。

变频器的应用主要有以下几个方面 :

1.1 节能领域的应用

变频器的应用可以将电机转速的控制精度大大提高,这样就可以在最佳的节能条件下进行电机的运行。比如一台风机水泵在运行时,其根据流体力学的原理,轴的功率和转速的三次方是正比的关系,随着风机转速降低,其风量减小,其功率要以转速的三次方下降,所以其节能效果非常显著。所以在实际的负载电机进行设计时,利用变频器进行调速,可以将轻载运行的工作效率大大提高,在变动负载方面的节能潜力巨大,值得我们积极推广。在电力、石油、冶金、中央空调、市政、化工等行业中的积极推广,电力行业中举例,我国由于经济发展迅速,电力供应存在严重短缺,国家对于电力改革非常重视,变频器作为一项节约电能具有巨大潜力,在高压变频器及大功率变频器方面有着广泛应用前景。

1.2 工艺控制

由于变频器具有几个鲜明的优点,即具有调速范围广、动态响应好以及调速精度高的特点,在进行工艺质量的控制和生产效率提高方面有着积极的发挥潜力。在纺织行业里,我国的生产能力非常强,具有较大的生产规模和市场范围,在变频器的应用上非常广泛。我们在纺织行业里常见的设备螺旋挤出机、纺丝机和后加工机都有变频器的应用,在棉纺设备里也有较多的使用,这些变频器的使用很大程度的提高了产品的质量,将工艺水平大幅度提高。

另外,变频器在食品加工、造纸、电梯、机床、包装等行业也有广泛应用,我国的相关生产企业要实现生产规模扩大和工艺水平的提高离不开变频器的广泛应用。

1.3 变频家电

对于家庭而言,节约电能是一个现实的问题,这样既有利于提高用电效率,又有利于降低环境污染。变频技术在家电领域的应用日趋广泛,为实现这个问题的解决提供了良机。变频技术可以减小电压对家电的冲击、将家电的噪音降低、提高家电的控制精度,从而也提高家电的使用寿命,这对于家电业的市场竞争力有很大的促进作用。例如,家用微波炉,使用了变频技术后将原有的50HZ电源频率转换为高频,以此达到变换输出功率的目的,实现了现实生活微波炉使用加热不均匀的问题,有效进行均匀的活力调控。事实证明,变频技术也是受到市场欢迎的,以日本为例,就实现了90% 以上的家电是变频技术的覆盖率,2003年起,我国变频家电也以每年增长200% 的速度在加快增长,但仍然有较大的发展潜力。

2 变频器的谐波治理措施

2.1 谐波的产生

变频器由交 - 直 - 交组成的主电路,电源经过三相桥由不可控整流成直流电压信号,电容滤波和大功率晶体管将直流电压信号进行逆变,成为可变的交流信号。大电容接入整流回路中,输入电流的波形是矩形波,且不规则,其按照傅里叶级数分解可以分为基波和各次谐波。高次谐波对于供电系统的输入具有干扰作用,轻载时网侧电流为双尖峰脉冲,电流发生较大的畸形,电网极易出现谐波污染情况,网测功率因数也因此较低。在逆变输出回路中,输出电流信号则是PWM载波信号调制的脉冲波形,同样,其电流信号也可以分解为各种谐波及基波,高次谐波电流对负载进行直接的干扰,其他高次谐波电流还可以进行辐射,进行临近电气设备的干扰。

2.2 谐波的危害

(1)危害电网的运行 :电网运行过程中,各种元件产生谐波造成供电质量下降,将发电效率及输变电设备的效率大大降低。

(2)危害电动机 :电动机由于谐波的作用发生发热现象,极易损害设备中的铜及铁质元件,其次电动机噪声也变大,脉动转矩由此产生,电动机无功的分量加大,对地的高频漏电流加大,谐振电压严重影响电动机的绝缘寿命。

2.3 谐波的治理方法

(1)隔离、屏蔽和对变频器进行接地处理 :将变频器的供电电源与设备的供电电源进行独立设置,或者在变频器和设备输入的旁边进行隔离变压器的安装。还有就是可以使用铁箱将变频器进行隔离,并对铁箱进行接地处理。

(2)交流电抗器与直流电抗器的安装 :配电变压器容量大于500千伏的情况下,变压变频器容量要比变频器容量大10倍以上,则需要加装交流电抗器在变频器的旁边。交流电抗器则需要安装在配电变压器输出电压三相不平衡的情况下,并且不平衡率高于百分之三,这样会产生较大的电流峰值,且产生热量较大,严重情况下还需要进行直流电抗器的安装。

(3)进行无源滤波器的安装,将其安装在变频器的交流一侧,L、C、R共同构成了无源滤波器的共振回路,一旦LC回路的谐波与高次谐波电流频率相同,就可以阻止高次谐波流入电网。其特点是投资小,构造简单、频率高且维护方便,可靠性强,缺点是易受系统参数的干扰,耗费大、安装体积大。

(4)进行有源滤波器的安装,上世纪七十年代,日本研究人员就提出了这个概念,有源滤波器通过检测电流中的高次谐波,进行相反相位电流高次谐波的输入,从而达到谐波电流进行补偿的目的,其更具有可控性和响应速度快速的特点。同样其叶存在价格高、容量大的弊端。

(5)加装无功功率静止型无功补偿装置 : 对于大型冲击性负荷 , 可装设无功功率的静止型无功补偿装置 , 以获得补偿负荷快速变动的无功需求 , 改善功率因数 ,滤除系统谐波 , 减少向系统注入谐波电流 , 稳定母线电压 , 降低三相电压不平衡度 , 提高供电系统承受谐波的能力。

(6)线路分开,将产生谐波负荷的供电线路与容易受到谐波影响的负荷供电线路进行分离,使其避免互相干扰,达到消除谐波危害的目的。

(7)电流的多元化、多重化设计。逆变单元的并联多元化是采用2个或多个逆变单元并联 , 通过波形移位叠加 , 抵消谐波分量 ; 整流电路的多重化是采用12脉波、18脉波、24脉波整流 , 可降低谐波成分 ; 功率单元的串联多重化是采用多脉波 ( 如30脉波的串联 ), 功率单元多重化线路也可降低谐波成分。

3 小结