高压电机采用变频装置调速接线方法
高压变频器作业指导书
高压变频器作业指导书
一、高压变频器的基本概念和结构
1.1 高压变频器的基本概念
高压变频器是一种用于控制高压电机转速的电力调节装置,它主要通过调整电机的电源频率,实现对电机转速的控制。高压变频器相对于传统的直流调速和交流调压方式,可以实现节能降耗、调节灵活、运行稳定等优势。
1.2 高压变频器的结构
高压变频器主要由功率模块、控制模块、滤波器和保护模块等几部分组成。其中功率模块主要包括逆变单元、整流单元和中间电容等组成;控制模块主要包括CPU、数模转换器、接口电路和逻辑电路等组成;滤波器主要用于滤掉变频器输出信号中的高频噪声,提高电机的运行稳定性;保护模块主要用于对高压变频器本身以及电机实施的保护。
二、高压变频器的操作流程
2.1 开机准备
开机前需要对高压变频器的输入电压、信号线、接触器等进行检查,确保电源供电正常、各线路连接稳定可靠。
2.2 参数设置
在高压变频器开机后,需要通过人机界面进行参数设置,包括基本参数、电机参数、通信参数等。其中电机参数设置是非常关键的一步,正确设置电机的额定功率、
额定转速、额定电压等参数,可以确保变频器对电机的输出信号与负载实际需求相一致。
2.3 控制方式选择
根据实际需求,选择高压变频器的控制方式,有基本速度调节控制、转矩控制、矢量控制等方式可选。
2.4 运行开始
完善参数设置、控制方式选择后,即可启动高压变频器进入正常运行状态。通过对运行参数的监测,确保高压变频器和电机运行正常、稳定。
2.5 运行调整
高压变频器在运行过程中,需要根据实际负载变化,对输出信号进行调整。通过对变频器实时跟踪监测,确保变频器输出电压、电流、频率、功率等参数控制在合理
高压变频器的调速方式与技术特征
高压变频器的调速方式与技术特征
高压变频器的调速方式主要有以下几种:
1液力耦合器方式。即在电机和负载之间串入一个液力耦合装置,通过液面的高低调节电机和负载之间耦合力的大小,实现负载的速度调节;
2串级调速。串级调速必需采用绕线式异步电动机,将转子绕组的一局部能量通过整流、逆变再送回到电网,这样相当于调节了转子的内阻,从而改变了电动机的滑差;由于转子的电压和电网的电压一般不相等,所以向电网逆变需要一台变压器,为了节省这台变压器,现在国内市场应用中普遍采用内馈电机的形式,即在定子上再做一个三相的辅助绕组,专门接受转子的反馈能量,辅助绕组也参与做功,这样主绕组从电网吸收的能量就会减少,达到调速节能的目的
3高低方式。由于当时高压变频技术没有解决,就采用一台变压器,先把电网电压降低,然后采用一台低压的变频器实现变频;对于电机,则有两种办法,一种办法是采用低压电机;另一种办法,则是继续采用原来的高压电机,需要在变频器和电机之间增加一台升压变压器。
上述三种方式,发展到目前都是比拟幼稚的技术。液力耦合器和串级调速的调速精度都比较差,调速范围较小,维护工作量大,液力耦合器的效率相比变频调速还有一定的差异,所以这两项技术竞争力已经不强了至于高低方式,能够达到比拟好的调速效果,但是相比真正的高压变频器,还有如下缺点:效率低,谐波大,对电机的要求比拟严格,功率较大时(500KW以上)可靠性较低。高低方式的主要优势在于成本较低。
虽然有人提出了其他不同的高压变频器解决方案,但大都不具有明显的可行性,或者说不具有将上述三种主流变频器结构取而代之的潜力。随着高压变频器成本的进一步降低,中等功率市场,高低型变频器将会退出竞争,而只关注于较小功率的场所。
变频器的六大调速方法
电动机知识
变频器的六大调速方法
1.变极对数调速方法
这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的,特点如下:具有较硬的机械特性,稳定性良好;无转差损耗,效率高;接线简单、控制方便、价格低;有级调速,级差较大,不能获得平滑调速;可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率的平滑调速特性。本方法适用于不需要无级调速的生产机械,如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。二、[1]方法变频调速是改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器,变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类,目前国内大都使用交-直-交变频器。其特点:效率高,调速过程中没有附加损耗;应用范围广,可用于笼型异步电动机;调速范围大,特性硬,精度高;技术复杂,造价高,维护检修困难。本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。变频调速分为基频以下调速和基频以上调速,基频以下调速属于恒转矩调速方式,基频以上调速属于恒功率调速方式。
2.串级调速方法
串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差,达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收,再利用产生附加的装置,把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式,串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式,多采用晶闸管串级调速,其特点为:可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上,效率较高;装
置容量与调速范围成正比,投资省,适用于调速范围在额定转速70%-90%的生产机械上;调速装置故障时可以切换至全速运行,避免停产;晶闸管串级调速功率因数偏低,谐波影响较大。本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。变频器调速原理及调速方法
高压同步电机的变频控制
高压同步电机的变频控制
作者:张文斌
来源:《科技与创新》2014年第13期
摘要:通过介绍高压同步电动机的变频控制,并比较它与异步电机变频控制的区别,为今后同步电机的变频改造提供了参考依据。
关键词:同步电机;变频控制;励磁;转子
中图分类号:TM341 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)13-0016-02
1 工厂现状
如何采取技术上可行、经济上合理、环境和社会可接受的一切措施来提高能源和资源的利用效率,是每个企业面临的实际问题,因为只有提高能源的利用效率,才能在市场竞争中处于有利地位。
变频作为一种常用的、高效的节能手段已被大家所熟知,但在企业的原有建设中,变频并不能在所有的项目中得到运用,因此,我们还需要对多种设备进行改造,让它们在工业生产中发挥作用的同时有效地节约能源。在本设计项目中,有2台烧结主抽风机为旧有的风机,主抽风机电机为同步电动机,计划对其进行变频改造。
2 同步电机原理
同步电机是交流旋转电机的一种,因转速恒等于同步转速而得名,它与异步电动机的不同之处在于其转速与频率之间有着严格的对应关系。同步电机是由其极数与交流电频率决定的按一定转速运转的电机,称此转速为同步转速。
同步电动机还有一个很大的优点,就是可以通过控制励磁来调节它的功率因素,可使功率因素高达1.0,甚至更高。但同步电机启动费事,且重载时有振荡以致失步的危险。自变频技术得到很大的发展后,同步电机运行的问题得到了根本解决。
现有同步电动机的启动基本上为异步启动方式,分为异步启动和牵入同步两个阶段,启动的步骤是:①先接入定子电源。为了限制启动电流,可采取固态或液态软启动。②开始启动,同时在转子电路中加入放电电阻。③当励磁柜中的检测设备检测到电机的转速达到同步转速的90%时,发出投全压信号,并切除软启动装置。定子绕组星点端接,电机继续升速。④当电机达到亚同步转速时,切除放电电阻,投入直流励磁。异步启动完成后,牵入同步。
高压电机变频调速方案对比
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图 1 高一 高式 高压 变频 器 系统 框 图 这 种 高压 变频 调 速 系统 主要 有 4种形 式 : ( ) 率元 件 ( C G O、G T) 1功 S R、 T S C 串联式 ; ( ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中点箝 为位 式 ( 点平 式 ) G O、 B ) 2 三 (T I T ; G
率较低 , 占地 面积 较 大 。这 种形 式 的高 压 变 频调 速 系
① 作者 简介 : 高级工程 师, 疆油田公 司总工程师 ,9 2 0 新 18 — 7毕业 于西南石油学院, 在读博士生
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高 压 电机 变 频 调 速 方 案 对 比
・3 ・ 9
技 术 方 案评 价
1 概 述
风机 、 泵 等采 用变 频调 速是 我 国节 能 的一 项重 水 点 推广 技 术 , 到 国家政 府 和企业 的普 遍重 视 。1 9 受 98 年 1 1日开 始 实 施 的 《 月 中华 人 民共 和 国节 约 能源
技术, 单相逆变器串联模式
2 高 压 电机 采 用 变 频 调 速 的 3种 方 案
对 于 高 压 (k 1 k 电机 传 动 的 风机 、 泵 等 6 V,0 V) 水
采 用高 压变 频 调速 器 节 能运行 , 由 3种 方案 选择 。 可
高压大功率电机调速方案
高压大功率电机调速方案的探讨和比较 Discuss and Compare of High Voltage and High Power
Motor Drive Technology
摘要:本文分两部分介绍了两种高压大功率电动机调速方案:转子端改变转差率的串级调速和定子端的高压多电平变频调速技术.第一部分介绍了串级调速的工作原理及发展过程以及它们的优缺点.这种方案特别适合那些寻调速性能要求不高,调速范围不宽的风机,水泵类负载,但它的缺点是功率因素低,因此提出了内反馈斩波串级调速,特别是引入IGBT 的PWM整流技术代替晶闸管逆变使这种方案的性能得到很大的提高。第二部分主要介绍了多电平的拓扑结构和控制策略,并给出了相应的仿真波形以及应该注意的问题。这种方案适合那些要求性能比较高,调速范围宽和动态响应比较快的场合。最后对这两种方案做了分析和比较。
关键词:串级调速 内反馈斩波 多电平控制策略
Abstract: Two high voltage and high power motor drive technology are introduced in the paper, which are cascaded speed drive system and high voltage vary
frequency technology .The principle and development process of cascaded
speed drive system are introduced in the first section. It has the
高压变频调速系统一拖二方案
高压变频调速系统一拖二方案介绍 KM11QF0
KM123~M1
L11母线
KM21L11KM22
3~M2VVVF
QS1
QS2QS3
L1
L2
方案介绍:
QF0、M1、M2为现场已有设备.
该系统由4个部分组成:
L1:1#旁路柜,包含 真空接触器KM11、KM12和电抗器L11。
L2:2#旁路柜,包含 真空接触器KM21、KM22和电抗器L21 。
变频器柜:VVVF (包含控制柜、功率柜、变压器柜)。
切换柜:包含三个隔离刀闸QS1、QS2、QS3。
详细介绍:
各开关器件的互锁逻辑:
QF0与QS1电气互锁,要求QF0处于合闸状态时QS1不能操作;
KM11、KM12和QF0与QS2电气互锁,要求KM11、KM12和QF0处于合闸状态时QS2不能操作,QS2合闸时KM11、KM12不能进行合闸操作;
KM21、KM22和QF0与QS3电气互锁,要求KM21、KM22和QF0处于合闸状态时QS3不能操作,QS2合闸时KM21、KM22不能进行合闸操作;
QS2和QS3机械互锁,保证不能同时合闸。
当电机M1需要变频运行时,首先确保1#旁路柜中的KM11和KM12以及变频器柜上口的开关柜QF0断开,然后手动闭合QS1和QS2.,再启动变频器,此时M1变频运行。
当电机M2需要变频运行时,首先确保2#旁路柜中的KM21和KM22以及变频器柜上口的开关柜QF0断开,然后手动闭合QS1和QS3.,再启动变频器,此时M2变频运行。
当电机M1需要工频运行时,首先确保QF0断开,再断开QS1和QS2 。然后再合闸KM11,带电抗工频启动电机后,合闸KM12,最后断开KM11。
10kv高压电机变频启动PLC控制程序设计
10kv高压电机变频启动PLC控制程序设计摘要:随着工业自动化水平的不断提高,PLC技术得到了广泛应用。本文介绍了10kV高压电机变频启动PLC控制程序设计,包括PLC 控制结构及原理、外部设备介绍及接线电路设计、PLC程序功能分析、PLC程序语句设计、软件运行状态的把握等内容,并对 PLC控制程序的可行性进行了实验验证,以满足了10kV高压电机变频启动的相关性能需求。
关键词:PLC; 10kV高压电机变频启动;控制程序
1述
随着社会的发展,生产技术的不断进步,控制技术也得到了蓬勃发展。PLC(可编程控制器)是一种可编程的电子控制装置,具有容错能力强、结构紧凑、控制精度高、稳定性好、操作简单等特点,已广泛应用于各行各业部门,成为了控制领域的必备技术。
本文以10kV高压电机变频启动PLC控制程序的设计为例,论述了PLC控制程序设计的内容和整体流程,包括外部设备、PLC内部模块、PLC控制程序电路实施及其设计原理等内容,详细介绍了PLC程序的功能及其对PLC软件运行状态的把握,并对PLC控制程序的可行性进行了实验验证,以满足10kV高压电机变频启动的相关性能需求。
2 PLC控制结构及原理
PLC控制系统是一种由供电模块、控制模块及输出模块组成的整体控制系统。供电模块主要用于向其他模块提供电源;控制模块主要用于处理输入输出信号,按照程序安排给输出模块提供控制信号;输
出模块则把信号转换为控制机械设备的实际动作。
为了满足10kV高压电机变频启动所需的功能,我们采用了PLC 控制结构。控制电路采用PLC控制,输出电路采用变频器调节驱动装置,构成控制系统的基本结构,控制系统的控制程序和变频器的参数调节相结合,实现了高压电机的变频控制功能,保证了设备的安全性能。
高压变频器安装与应用
目录
摘要 (2)
一、引言 (2)
二、高压变频器的基本原理 (2)
三、高压变频器安装 (4)
四、高压变频器装置调试 (12)
五、运行 (17)
六、经济效益 (18)
结语 (20)
致谢 (20)
参考文献 (20)
摘要
随着我国国民经济的飞速发展,很多工矿企业逐步实现规模化、自动化,大功率电机在工厂应用所占比例加重,提高生产效率,节约能源消耗从而提高产品质量,降低产品生产成本现已被每个企业越来越重视,为此,作者浅析一下高压变频器调速技术在实际生产中的重要意思及应用。
本文阐述了高压变频调速技术原理,结合XXX有限公司循环水高压电机的采用高压变频器控制的安装、调试及实际应用,及在经济效益方面的体现。关键词:高压变频器调试运行节能
一、引言
国民经济要不断向前发展,能源消耗也在不断增加,我国乃至全世界能源已出现供应紧张,并且我国能源还存在浪费严重的现象,如何高效利用能源,降低浪费已被世界所重视。据有关资料显示,我国60%的电用在电动机上,高压电机就约站50%左右。且高压电机多数负荷是风机、泵类和压缩机。特别是石油化工行业,石油化工行业应用变频调速技术的理由有两个:第一,生产工艺要求调速运行,提高产量和质量,从而降低生产成本;第二,技能减排、环境保护的需要。因为石油化工行业有众多的泵类和气体压缩机。
二、高压变频器的基本原理
高压变频器是一种高压电机调速产品,它是指输入电源电压在3KV以上
的大功率变频器,其主要电压等级是3KV-10KV 等电压等级的高压大功率变频器。它的每个功率单元相当于一个三电平的二相输出的低压变频器,通过叠加成为高压三相交流电(如图一)
10kv高压电机变频启动PLC控制程序设计
10kv高压电机变频启动PLC控制程序设计
10kV高压电机变频启动PLC控制程序设计
10kV高压电机变频启动PLC控制程序设计是一种新型的调速方式,主要应用于高压“大功率”电机。面对高压电力系统,PLC控制器采用整定同轴谐波抑制技术,有效降低高压调速设备的高温、高噪声及副作用,且改善系统启动电流大、发热和波动等缺点,使高压电力系统稳定运行,特别是当载荷发生变化时,控制程序能够迅速定位变化,从而有效提升系统的稳定性,是界定变频调速设备的标准所必需的。
为了保证该系统的可靠性,变频器的设计必须符合国家法规。首先,10kV高压电机变频启动PLC控制程序需要采用微处理器作为核心控制部件,支持可视化人机界面操作及系统诊断,确保系统的启动和调整;其次,精心设计变频范围,以及采取基于本地或远程的高精度在线监测系统,减少实际应用对系统的影响和干扰;最后,以传统的模拟量控制和PID调节器为基础,使用完善的故障诊断功能,提高隔离设备的可靠性。
PLC控制程序是一种渐进标准类型,进一步优化了变频启动和控制技术,实现了更高可靠性、多种动力配置和更多功能,进而为用户提供可靠、且节能环保的变频驱动技术。通过针对不同场景下变频控制着装调试,可以最大程度地提高变频控制精度,满足用户各类高压电机的变频控制的需求。
总之,10kV高压电机变频启动PLC控制程序设计是一种可靠的调速方式,其高精度的控制范围和可靠性了能够满足用户的多种调速的需求,更有助于稳定及安全的电机运行。
高压变频器工作原理
高压变频器工作原理
高压变频器是一种用于控制电机转速和电源电压的电力调速设备。它通过改变电源电压的频率来实现对电机的调速,广泛应用于工业生产中的各种机械设备。
高压变频器的工作原理主要包括三个方面:电力传输、电流控制和频率调节。
首先,我们来看一下高压变频器的电力传输原理。高压变频器主要包含直流侧和交流侧两部分。在直流侧,交流电源经过整流电路转换为直流电源,然后通过滤波电路对直流电进行平滑处理,最后送至逆变器。逆变器是变频器的关键部件,它将直流电转换为交流电,并通过适当的控制方法输出变频电压给交流侧。在交流侧,变频电压经过滤波电路进行平滑处理后,供给给电动机使用。
其次,高压变频器的电流控制原理。在电机运行中,高压变频器通过对电机的电流进行控制,实现对电机的调速。变频器通过测量电机的工作电流,并对其进行调整,从而达到设定的电流控制目标。当电机需要增大转矩时,变频器会增加输出电流;当电机需要
减小转矩时,变频器会减小输出电流。通过这种方式,变频器可以
对电机的工作状态进行精确控制,确保电机可以按照要求稳定运行。
最后,高压变频器的频率调节原理。高压变频器可以通过改变
输出变频电压的频率,来实现对电机转速的调节。通常情况下,电
机的转速与电源电压的频率成正比关系。通过调节变频器输出电压
的频率,可以改变电机的转速。变频器内部有一个频率控制回路,
可以根据用户的要求,将输入电源的频率转变为所需的输出频率,
并通过输出变频电压实现对电机转速的调节。
综上所述,高压变频器的工作原理主要包括了电力传输、电流
控制和频率调节三个方面。它通过改变电源电压的频率实现对电机
高压同步电机变频调速技术及应用
高 压同 步 电 机 变 频 调 速 技 术 及 应 用
梁安江, 张海燕, 柳 毅, 李建功 ( 上海发电设备成套设计研究院,上海 2 002 4 0 )
摘 好效果� 关键词: 同步电机; 高压变频装置; 变频调速 中图分类号: TM 92 1 . 5 1 :TM 3 41 文献标志码: A 文章编号: 1 673 -6540 ( 2 01 0 ) 050 042 -04 要: 着重阐述了高压同步电动机变频调速工程应用 技术上的 难点及 解决措施 , 如同步电 机起动, 与
� � � � A � : Th � e di � f f i c l of � hi gh ola ge s nc hr ono s m o or a r i a bl e f r eq enc sp eed r eg l a i on ec h nol og a nd � � s ol � i ng � � m ea � sr es � � er � e i nr od � c ed , sc h a s s nc h r ono s m o orl a nc h and c oo r di na e i h h e e c i a i on de i c e c o n� � � � r ol .Th e� ap p l i c � a i o n of dom es i c M AXF s nc hr ono s m o or i n er er de i c e i nh i gh -p r ess r e pi son c om p r es s or ,a nd h a e ac h i e ed be er r es ls er e d es c r i bed . � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � K � � � � � � � � � :� � � � � � ; ;
高压变频器工作原理
高压变频器工作原理
一、引言
高压变频器是一种电力变频调速装置,广泛应用于工业领域,用于控制和调节电动机的转速。本文将详细介绍高压变频器的工作原理和组成部分。
二、工作原理
高压变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制系统四个部分组成。其工作原理如下:
1. 整流器
整流器将交流电源转换为直流电源。在高压变频器中,通常采用三相全控整流桥电路,将输入的三相交流电转换为直流电。
2. 滤波器
滤波器用于平滑整流后的直流电信号,减小电流的脉动。常见的滤波器包括电容滤波器和电感滤波器,可以有效降低直流电的纹波系数。
3. 逆变器
逆变器将直流电信号转换为交流电信号,供给电动机。逆变器通过控制开关管的导通和关断,改变输出电压的频率和幅值,从而实现对电动机的调速。
4. 控制系统
控制系统是高压变频器的核心部分,用于监测和控制变频器的运行状态。控制系统通常由微处理器和相关电路组成,可以根据设定的参数对变频器进行精确的控制。
三、高压变频器的优势
高压变频器具有以下几个优势:
1. 节能效果显著
通过调整电动机的转速,高压变频器可以实现精确的调速控制,避免了传统的阀门调节方式中的能量损耗,从而提高了能源利用效率。
2. 提高设备的可靠性和寿命
高压变频器可以通过控制电机的起动和停止过程,减少电机的启动冲击和机械应力,延长设备的使用寿命。
3. 提高生产效率
高压变频器可以根据生产工艺要求实现精确的转速控制,从而提高生产线的生产效率和产品质量。
4. 减少维护成本
高压变频器具有自动故障检测和保护功能,可以实时监测电机的运行状态,及时发现故障并采取相应的措施,减少了设备的维护成本。
电动机接线的方法
电动机接线的方法
电动机接线的方法取决于电动机的类型和用途。以下是一些常见的电动机接线方法:
1. 直接启动:将电动机的电源直接与交流或直流电源相连。这是最简单和最常见的接线方法,适用于小型家用电器和简单的工业设备。
2. 星角启动:适用于大型三相异步电动机。电动机的三个绕组分别连接到星形(Y型)的电源相,同时带有一个两端为中性线的附加绕组。这种方法可以降低电动机的启动电流,减小对电源的冲击。
3. 自耦变压器启动:适用于大型异步电动机。通过在电动机启动时使用自耦变压器,可以减小启动电流,降低对电源的影响。
4. 变频器控制:适用于需要调速的电动机。变频器通过改变电动机的供电频率和电压,实现电动机的调速功能。这种接线方法适用于大型工业设备和精密机械。
请注意,电动机接线必须根据具体的电动机型号和使用需求进行选择。在接线之前,建议参考电动机的操作手册或咨询电气工程师。此外,为了安全起见,接线操作应该由专业人士进行。
高压变频器控制技术简述
高压变频器控制技术简述
导语:PWM控制。就是利用半导体器件的导通和关断把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列来实现频率、电压控制和消除谐波的一项技术,大部分变频调速装置都采用这一技术。
高压变频器在各行各业应用非常广泛,作为一线设备使用、维护人员,仅需对变频器的控制原因、输入、输出接点回路等有了解就行,不需对内部控制技术进行深入了解。但是变频器控制的技术路线有哪些,大家可以多了解一些,为以后学习、提高打下基础,这里进行简要说明。
变频器
1、PWM控制。就是利用半导体器件的导通和关断把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列来实现频率、电压控制和消除谐波的一项技术,大部分变频调速装置都采用这一技术。PWM技术用于变频器控制可以明显改善输出波形,降低电动机的谐波损耗,减少转矩脉动,简化逆变器结构,加快了调节速度,提高系统动态响应性能。
2、矢量控制。把交流电动机模拟成直流电动机进行控制,它以转子磁场来定向,采用矢量变换方法实现交流电动机的转速和磁链控制的完全耦合,它调速精度高,并具有恒功率控制、转距按比例控制等优良的特性,动态响应快,可实现快速四象限运行,可控制失速转距,起动转矩大。在低速时采用减小转矩脉动的措施可扩大调速范围。缺点是控制特性受电动机参数影响大,需要输入准确的电动机参数,否则转距控制不够准确。
3、直接转矩控制,它直接在电动机定子坐标系下分析电动机的数学模型,采用定子磁场定向而无需解耦电流,直接控制电动机的磁链和转矩。它不受电动机参数影响,动态响应性好,在电动机加、减速或负载突变的动态过程中可获得快速的转矩响应,控制算法和系统结构简单、开关频率低。缺点是会产生转矩脉动,低速性能略差,调速范围不宽。
浅析高压电机变频改造
浅析高压电机变频改造
摘要:旨在讨论高压电机变频技术的变频、节能原理,并对变频技术的安全性及优势进行了阐述,总结出了高压电机变频的意义。
关键词:高压电机变频原理安全性意义
高压交流变频调速技术为90年代以来迅速发展起来的一种新型的电力传动调速技术,在高压交流电动机的变频调速领域得到了广泛应用,其技术与性能优于其它任何一种调速方式,变频调速凭借其显著的高效率、高精度、高节能效益、宽范围的调速性能,以及完善的电力电子保护功能,易于实现自动的通信功能,得到了广泛的推广与应用。
1、节能原理
1.1 变频原理
高压变频器采用先进的功率单元进行串联叠加的方式,主电路的开关元件为大功率IGBT,空间矢量多重化的PWM技术,由数个单元串联形成每相,每个功率单元所输出的电压波形以及其串联后输出的相电压波形,能够得到数十个不同的等级电压,在增加电压等级的同时,每个等级的电压值大大降低,从而减小了dv/dt 对电机绝缘的破坏,并极大的削弱了输出电压谐波的含量,由于电压等级数量的增加,也极大的改善了变频器的输出性能,输出波形几乎接近于正弦波,不存在电网污染,符合IEEE519—1992对电压、电流谐波失真的严格要求,因此“串联叠加”变频器对同一电网上用电的其他电器设备不会产生谐波干扰,纯净的功率输入能够免去耗时的谐波、共振分析,从而也节省了安装去除谐波装置的昂贵费用。
1.2 节能原理
将循环泵电机改为变频调节,在输出量满足工艺要求的情况下,能够节约大量的电能,节电的比例可通过理论计算得出,通过泵与风机类负载的工作特性可知,其流量与转速成正比:,其电机轴功率与转速的立方成正比:。由变频器的工作原理可知,其转速与频率成正比:,其中Q为流量,N为转速,P为轴功率为频率。当频率由50Hz变为40Hz下降20%时,由
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浅谈高压电机采用变频装置调速的接线方法摘要:本文介绍了火电厂高压电动机采用变频装置调速经常使用几种接线方式,详细分析了自动、手动旁路方式的特点及应注意的问
题,为火电厂高压电动机采用变频装置调速时选择接线方式提供参考。
关键词:高压变频装置自动旁路手动旁路1.前言
随着国家电力企业的迅速发展, 300m、 600mw 机组将成为火电厂主流机组。积极探索机组的技术改造,降低发电成本,提高生产效率,提高大型机组的安全经济运行指标,将有着巨大意义。厂用电率是火电厂的一项重要经济指标,火电厂的厂用电约占装机容量的5~10%, 其中 70~80%为泵与风机所消耗。为保证主机的安全运行,
火电厂辅机均留有一定的安全裕量,在主机 100%额定负荷下,辅机只占 80%的负荷,有些甚至更低,而机组大部分时间并非工作在满负荷状态,这就造成了严重浪费。交流变频调速技术经过十余年的发展,目前已非常成熟可靠,在各行业得以广泛地应用。从单台设备到分布式集中控制,可灵活地实现各种控制功能,尤其用在风机、泵类负载上有着显著的节能效果。火电厂应用变频调速在欧美国家已非常普遍,国内 300mw,600mw机组的送、引风机、一次风机、给水泵、循环水泵、凝结水泵、灰浆泵等大功率电动机均取得成功应用。
2.几种电气接线方式简述。
2.1 一拖一接线方式
每台变频装置与一台电机连接,控制一台电机的运行被称为一拖一方式。变频一拖一接线方式适用于火电厂额定功率较大的电机,如 2 台 50%容量同时运行的一次风机、送、引风机等高压电机,每台
电机配一套高压变频装置。本方式不适用于火电厂两台 100%容量一工一备运行的电机,如凝结水泵等,因为如果两台电机均配置一台变频装置及相关回路,正常一工一备运行,变频装置设备闲置投资浪费。如果仅一台电机配置一台变频装置及相关回路,这样装设变频装置的电机总在工作,另一台仅工频运行的电机经常停歇可能出现锈蚀情况,一旦变频装置及变频运行的泵有问题,备用泵无法起动机组将被迫停机,影响机组安全运行。
2.2 一拖二接线方式:
一台变频装置与两台电机连接,正常可以控制一台电机的运行,或同时控制两台电机的运行。本方式适用于火电厂额定功率较大的电机,一工一备运行工况,变频装置容量按控制一台电机的运行选择。如火电厂两台 100%容量一工一备运行的凝结水泵,两台电机(一
工一备)共用一台变频装置能节约一台变频装置费用。当两台电机功率较小时且正常同时运行时,变频装置容量按同时控制两台电机的
运行选择,比每台电机各配一套变频装置的方案投资少,可以节省布置空间,便于现场安装。
2.3 旁路接线方式
发电厂高压电机与机组的稳定安全运行有着密切的关系,为了稳定运行考虑,一般都选用工频旁路系统,因此按旁路系统投入方式又分为一拖一自动旁路方式和一拖一手动旁路方式;一拖二自动旁路方式和一拖二手动旁路方式。
3 自动、手动旁路接线方式定义及应注意的问题具备变频方式与工频方式互相平稳(无冲击)自动切换的功能,亦即一旦变频装置出现严重故障时,应能马上断开进、出线开关,将变频装置隔离,并自动平稳地将电动机切换至工频方式维持其正常运行;反之,变频装置故障处理好或检修完毕后,亦能通过控制指令将电动机从工频运行状态瞬间平稳地自动切换至变频运行状态。
3.2 选用一拖一、一拖二自动旁路的方式应注意的问题:
(1)旁路切换开关的选择:选用真空断路器还是真空接触器,应
根据电机的容量及设备布置、投资等因素考虑。
(2)当变频装置故障发生后自动切换至工频运行,应避免转至工
频运行时对电机的冲击。
(3)当电机变频运行故障时,自动向工频旁路转换,如果是由于
电机及其负载的故障引起变频装置停机,再次旁路,有可能使故障扩
大;例如变频装置过流时,如果变频装置自身无法判断是自身问题还是电机出现异常故障时,变频装置自动切换至工频,会加剧电动机的故障,并有使故障扩大化的危险。在具体的应用中,应充分考虑“自动旁路切换功能”的利弊,最好变频装置控制系统具有判别自身故障和负载故障的能力。
(4)如果自动切换到工频旁路,电机转速突然升高,炉膛负压、风量等参数会发生突变,控制系统应注意工艺风门或阀门的联动调节。
3.3 手动旁路方式定义
变频方式与工频方式切换需要人工现场操作,亦即一旦变频装置出现严重故障时,能马上断开进线开关,运行人员现场检查和处理,确认不是由于电机及其负载的故障引起变频装置停机后将变频装置隔离,手动将电动机切换至工频方式运行;反之,变频装置故障处理好或检修完毕后,手动将电动机从工频运行状态切换至变频运行状态。
3.4 选用一拖一、一拖二手动旁路的方式应注意的问题:
(1)变频装置故障后通过对高压隔离开关的手工操作即可将电机转为工频运行,经济性、可靠性都非常高。此外,相对于自动旁路方案,手动切换方案一次和二次回路均非常简单,检修维护方便,但电机需短时停电。
(2)如果大型发电机组的引、送风机,一次风机等重要锅炉辅机
为两侧配置,单侧辅机跳机后,锅炉仍可维持燃烧,短时间内不存在停炉的风险,此时可选择手动旁路切换。如果现场工况要求单台辅机不能停此时不能选择手动旁路切换。
4 火电厂高压电机采用变频装置应注意其他的问题
(1)变频装置的故障应靠变频装置自身的检测保护系统完成。变
频装置应构成整套系统完整的保护功能,整套系统完整的保护功能
包括电动机保护(过载、过流、过电压、欠电压、断相、短路等)、变频装置保护、隔离变保护、变频装置输出至电动机连接电机的接地和短路保护。
(2)按 dl/t5153-2002 火电厂厂用电设计技术规定要求: 2mw 及以上的电动机应装设纵联差动保护。现国内无中压保护厂家能提
供变频运行方式下的电动机差动保护。高压开关柜内配置电动机保护装置及变压器保护装置。工频运行时投入电动机保护装置,变频运
行时投入变压器保护装置,工频旁路切换,注意开关柜内保护装置的投换问题,应注意变频运行时将工频差动保护退出,以免保护误动。