变频器调速技术是集自动控制微电子电力电子通信等技术于一体
浅析变频调速在通风系统中的应用
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浅析变频调速在通风系统中的应用
冯 ห้องสมุดไป่ตู้ 山
( 黑龙江省城镇住宅建筑工程公 司 , 黑龙江 哈 尔滨 1 5 0 0 0 0 )
摘 要: 随着科 学技 术的发展 , 在 当前社会的通风 系统 中, 各种先进的通风技术和通风设备层 出不穷 , 从 而为提 高人们的生活质量奠 定 了坚实的基础 。而 随着这些技术和设备在通风 系统 中的应 用, 使通风 系统的运行效 率和质 量都得到 了大幅度 的提 高, 从 而使其能够更 好 的为大众服务 。变频调速技 术是 当前通风 系统 中一种常见 的技术 , 随着 变频调速技术在通风 系统 中的应 用 , 不仅提 高了通风 系统的运 行 效率和质 量 , l f ag 够有效 的降低通风 系统的能耗 , 为社会 节约 大量的能 源。因此 , 变频调速技术在众 多通风技术 中独 占鳌头, 深受广大 用户的欢迎。而为了使 变频调速在通风 系统 中的应用更加完善 , 就 必须要加 大对 变频调速在通风 系统中应 用的研究力度。通过对边坡调 速技 术的深入研 究 , 并对其在通风 系统 中的应进行 了深入 分析 , 以供 同行探讨。
关键词 : 变频 调 速 技 术 ; 通 风 系统 ; 应 用
变频调速技术是一种电力电子技术和自动控制技术以及微电 由于 中央空调系统中都是各种风机 、 泵类负载, 根据流体学原理 子技术 等于一体 的高新技 术, 其 以独具 的高调速性能 和节能效果在 可知应用变频器后, 节能效果显著。 当前社会 的各个领域得 到了广泛 的应用 。 并且边坡技术还是世界上 4中央 空调变频调速系统的控制 认为应用 范围最广和效率最好 的电气传动方案 。随着社会 的发展 , 依据 中央空调系统 的外部热交换 由两个循环水系统来完成。循 人们 的生活生产水平不断提高 , 人们对现代 的通风系统也提 出了更 环水系统 的 回水与 进( 出) 水 温度之差, 反映 了需要 进行热交换 的热 高 的要 求, 而随着科 学技术 的发展 , 在 当前社会 的通风 系统 中, 各 种 量。 因此, 根据 回水与进( 出) 水温度之差来控制循环水 的流动速度, 从 先进 的通风 技术和通风设备层 出不 穷, 从而 为提 高人们 的生 活质量 而控制了热交换 的速度, 是 比较合理 的控制方法。 奠定 了坚实 的基础 。而随着这些技术 和设备在通风 系统 中的应用 , 4 . 1 冷冻水循环系统的控制 使 通风 系统 的运 行效率和质量都得 到了大幅度 的提高 , 从而使其 能 由于冷冻水的出水温度是冷冻机组“ 冷冻” 的结果, 常常是比较 够更好的为大众服务。 而随着边坡调速技术在各个适合各个领域的 稳定 的。 因此 , 单是回水温度 的高低就足 以反映房间内的温度 。 所 以, 应 用发展, 在 当前的通风系统 中也应用 到了边坡调速技术, 随着变频 冷冻泵变频调速系统, 可 以简单地根据 回水温度进行如下控制: 回水 调 速技术在通风 系统 中的应用, 不 仅提高 臣 风 系统的运行效率 和 温度高, 说 明房 间温度高, 应提高冷冻泵的循环速度 , 以节 约能源 。 反 质量, 还能够有效的降低通风系统 的能耗, 为社会节约大量 的能源资 之则反。总之, 对于冷冻水循环系统, 控制依据是回水温度, 即通过变 源 。为了提高变频调速技 术在通风系统 中 用效率和质量 , 对其 频调速, 实现 回水 的恒温控制嘲 。 4 . 2 冷却水循环 系统 的控制 进行深 入的分析意义 重大。从变频调速技术 的发展 出发, 对变频调 速在通风 系统 中的应用进行 了探讨 , 希望能够起 到抛砖 引玉的效果, 由于冷却塔的水 温是 随环境温度而变 的, 其单测水温不能准确 进而为变频调速在通风系统 中的应用起到一定的参考作用 。 地反映冷冻机组 内产 生热量 的多少 。所 以, 对于冷却 泵, 以进水和 回 1 变频调速技 术的发展 水间 的温差作为控制依据, 实现进水和 回水间 的恒温差控制 是 比较 交流变频调速技术是集 电力 电子 、 自动控制 、 微 电子 、 电机学等 合理的。温差大, 说 明冷冻机组产生的热量大, 应提高冷却泵的转速, 技术集成 的一项高技术 。它 以其优 异的调遣 I 生能 、 显著的节能效果 增大冷却水的循环速度; 温差小, 说明冷冻机组产生的热量小, 可以 和在 国民经济各领域 的广泛 的适 用性而被 国内外公认 为是世 界上 降低冷却泵 的转速, 减缓冷却水 的循环速度, 以节约能源。 5中央空调末端送风机 的变频控制 应用最广 、 效率最高 、 最理想 的电气传 动方案, 是 电气传动 的发 展方 向。 它为提高产 品质量 和产量, 节 约能源、 降低消耗, 提高企业经济效 随着生 活水平 的提高, 人们 已开始关 注生活与工作 环境 的舒 适 益提供 了重要的新手段 。 ‘ 性。 大型公共建筑均设置有 中央空调 系统 , 而大多数 中央空调 的运 据统计, 我国电动机装机总容量约 4 亿多 K W, 其 用 电量 占当年 行, 绝大部分末端机采用开 , 关控制方式, 难以满足人们对舒适感的 成本进一步下降, 使得这一要求成为现 全 国发 电量 的 6 0 %~ 7 0 %, 而风机 、水泵设 备装机 总功率达 1 . 6 亿 妻求。变频技术的飞速发展, K W, 年耗 电量 3 2 0 0 K W・ h , 约 占当年全 国电力消耗总量 的 l , 3 。而应 实 。 ‘ 用变频器节 电率一般 在 2 0 %~ 6 0 %, 投资 回收期 1 - 3年, 经 济效益相 结束语 、 当可观。 所以大力推广应用变频调速技术不 仅是 当前推进企业 节能 在科学技术高速发展的新时代, 社会各个行业和领域中都涌现 降耗 、 提高 产品质量 重要手段 , 而且也是 实现经济增 长方式转 变 的 出了大批先进 的技术 和设 备, 从而为现代社会 的发展 起到了重要 的 必然要求 【 】 】 。 作用 。 变频调速技术是一种电力 电子技术和 自 动控制技术 以及微 电 2变频器与节能 一 一 子技术等 于一体 的高新技 术, 其 以独具 的高调速性 能和节能效 果在 在工农业 行产各人们 的 日常生 活 中, 经 常需要对一些 物理量进 当前社会的各个领域得 到了广泛 的应用 。 在现代的通风 系统 中也应 行控制, 如空 调系统的温度 、 供水 系统 的水 压 、 通风 系统 的风量等, 这 用到了边坡调速技术, 随着变频调速技术在通风系统中的应用, 不仅 些系统绝大多数是用交 流电机驱动 的。 以前 由于电机 的转速无法方 提高 了通风系统 的运行效率 和质量 , 还能够有效 的降低通 风系统的 便调节, 为了达到对上述物理量的控制, 人们 只好 采用一些简单 的方 能耗, 为社会节 约大量的能源资源 。通过本文对通风 系统 中变频调 法, 如用 档板调节 风量, 用 阀门来 调节 流量压力 等, 致 使这些系 统不 速的深入 分析, 相 信读者对其也有 了更 深刻 的认识, 并 且随着科 学技 仅达 不到很好 的调节 效果, 而 且大量 的 电能被 档板和 阀门 白白浪 术 的发展 , 变频 调速技术也 更加完善 , 因此可 以预见, 变频调速在将 费 。根据交流 电机 的特性, 要实 现连 续平 滑的速度调节, 最佳 的方法 来 的通风系统 中的应用必定会更加完善成熟 , 从而使通风 系统 的运 就是 采用变频 调速器 , 变 频器是将 标准 的交 流 电转成 频率 、 电压 可 行效率和质量得到进 步提高指 日 可待。 变的交流 电, 供给 电机并 能对 电机转速成进行调 节_ 的装置 。采用变 参考文献 频器进行风机、 水泵的节能改造, 不仅避免了由于采用挡板或阀门 【 l 】 刘新生. 国家大剧 院音 乐厅 空调机组 变风量运 行改造 『 J 1 . 暖通 空 造成的电能浪费, 而且还会极大提高控制 和调 节的精度, 我们可 以真 调 , 2 0 1 1 ( 8 ) . 正方便地实现恒温空凋系统和恒压供 水系统。 【 2 】 杜 建明. 变频调速供 水 系统节 电效果显 著[ J 】 . 应 用能 源技 术, 1 9 9 9 3负载与节能关 系 。 。 f 2 ) . 3 . 1 负载类型与节能关系 ,一 生产 机械各式各样 , 种类繁多, 但负载类型主要分三类。 3 . 2几种典型负载与节能关系
变频器噪音抑制在工业中的实现
科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I N FORM TI ON2008NO .19SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 工业技术变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。
变频器以节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中,如变频调速在拉矫系统、过程控制、机床、轧钢系统等方面的应用,保证了系统运行的稳定,提高了经济效益,但随之也带来了一些干扰问题。
我厂热轧1810线连铸机拉矫系统普遍采用了三菱FR 系列变频调速器。
1外来设备对变频器的干扰电网谐波是电网中存在大量谐波源,如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、非线性负载及照明设备等。
为减少对电源的干扰,在电源输入端可加装电源滤波器。
2变频调速系统产生的噪声干扰源及途径变频器用高载波频率将输出斩波,所以成为噪音的发生源,通常是通过电路传导和以场的形式传播的。
变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。
另外,变频器的逆变器大多采用PW M 技术,当其工作于开关模式并作高速切换时,产生大量电磁耦合性噪声。
因此,变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。
变频器产生的噪声传播途径如图一所示。
下面就其传播途径分析一下相应对策从而减少、消除噪声干扰。
2.1辐射噪声干扰及对策空气中传播噪声,即以电磁波方式向空中幅射,这是频率很高的谐波分量的主要传播方式。
变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内,它就可以通过空间向外辐射电磁波。
其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。
变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。
变频器的逆变桥大多采用P W M 技术,当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时,其输出的电压和电流的功率谱是离散的,并且带有与开关频率相应的高次谐波群。
基于PLC控制的自动贴标机设计
光机电一体化课程设计题目:变频器控制与通信院别:机电学院专业:机械电子工程班级:姓名:学号:指导教师:基于PLC控制的自动贴标机设计——变频器控制与通信摘要变频器(VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。
随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。
本课程设计主要讨论变频器与可编程控制器(PLC)通信原理,介绍变频器的控制方式、PLC与变频器远程通信控制的硬件连接等。
选用三菱FX2N型PLC及三菱FR-S500变频器,介绍串行通信技术在贴标机交流变频调速控制系统中的应用,并通过相应的部分通信控制程序来说明利用可编程控制器实现串行通信编程设计方法。
关键词:通信协议;变频器;PLC;控制目录前言 (3)一.变频器的选用 (4)二.变频器的控制方式 (5)三.PLC与变频器远程通信控制的硬件连接 (5)四.变频器的远程控制原理 (6)五.对变频器远程控制时参数的设定 (8)六.对变频器远程控制的软件设计 (8)七.变频器仿真 (9)八.心得体会 (14)附录: (16)前言变频器调速是集自动控制、微电子、电力电子、通信技术于一体的技术,它因很好的调速、节能性能, 在各行业中获得了广泛的应用。
PLC是近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置,它具有体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰能力强和可靠性高等优点。
现代工业生产的许多领域将变频器与PLC相结合使用, 借助于 PC或(HMI)可以对自动化设备进行智能控制。
随着网络技术的发展,PLC既可以独立地对自动化设备进行控制,也可以作为工作站与整个工厂网络系统的各个单元进行信息交换,有利于“无人化”工厂的实现。
变频器应用中的干扰及其抑制
动冲击 较大 的场 合, 应采用加 橡胶垫等 防振措 施 : 能安装在 电磁干扰源 附近 : 不 不 能安装 在有灰 尘 、腐蚀 性气体 等 空气污 染的环 境 : 能安装 在潮湿 环境 中, 不 如潮 湿管道下 面J 尽量采用 密封柜式 结构, 应 并且要 确保变频 器通风 畅遇 确保 控制 柜有足 够 的冷却风 量, 典型的损 耗数 一般 按变频 器功 率的 3 其 %来计算 柜 中允 许 的 温 升 值 。 3变赣 控 制系统 设 计中应 注意 的其 他 问墨 除了前面讨 论的几 点以外, 在变频 器控制 系统设计 与应用 中还 要注意 以下
应用 技术
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变频器应用 中的干扰及其抑 制
刘亦坚
( 河南 中烟工业 有 限责任公 司洛 阳卷烟 厂 4 10 ) 700 [ 摘 要 ] 频器在 工业 生产 中 的应用 越来越 广泛 , 干扰 问题 日益 引起 人们 的重 视。本 文主 要介 绍 了变频 器应 用系 统 中干扰 产生 的来 源及 其传 播途 径 变 其 提 出 了抗 干扰 的 实际解 决方 法, 阐述 了在 变频 器应 用 系统设 计和 安装 中抑 制干 扰 的具体 措 掩。 [ 关键 词] 变频 器 于扰 抑制 中图分 类号 :N 7 T7 文献 标识码 : A 文 章编号 :09 94 (0 03— 2 8O 10 - 1X2 1 )30 4一 1
的 位置 。 () 5 正确 安装 。由于变 频器 属于精 密 的功 率 电力 电子 产 品, 现场 安装工 其 艺 的好坏 也影 响着变 频器 的正常 工作 。正确 的安装 可 以确 保变频 器安全 和无 故 障运行 。变频器 对 安 装环 境要 求 较 高 。一 般变 频器 使 用 手册 规 定温度 范 围为最低 温度 一 0 最 高温 度不 超过 5 ℃ : 1 ℃, O 变频 器 的安装 海拔 高度 应小 于 l0m 超过 此规定 应 降容使用 : O0 , 变频器 不 能安装在 经常 发生振 动的地 方, 振 对
变频技术的应用与发展
变频技术的应用与发展【摘要】变频技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。
随着科学技术的高速发展,变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中,如变频调速在供水、空调设备、过程控制、电梯、机床等方面的应用,保证了调节精度,减轻了工人的劳动强度,提高了经济效益。
【关键词】变频技术;发展应用趋势;电梯变频技术的应用可分为两大类:一种,是用于传动调速;另一种,是用于各种静止电源。
而变频器最为典型的应用是以各种机械的节能为目的。
1 变频技术在电梯设备上的应用电梯是一种垂直运输工具,它在运行中不但具有动能,而且具有势能。
它经常处在正反转、反复启制动过程中。
对于载重大、速度高的电梯来说,提高运行效率、节约电能是重点要解决的问题。
如果均匀地改变定子供电电源的频率,则可平滑地改变交流电动机的同步转速。
在调速时,为了保持电动机的最大转矩不变,需要维持气隙磁通恒定,这就要求定子电压也随之作相应调节,通常是保持U/f=常数。
因此,要求向电动机供电的同时要兼有调压与调频两种功能,通常简称VVVF型变频器;用于电梯时常称为VVVF型电梯,简称变频电梯。
电梯动力来自电动机,一般选11kW或15kW的异步电动机。
曳引机的作用有三点:一是调速,二是驱动曳引钢丝绳,三是在电梯停车时实施制动。
为了加大载重能力,钢丝绳的一端是轿厢,另一端加装了配重装置,配重的重量随电梯载重量的大小而变化。
计算公式如下:配重的重量=(载重量/2十轿厢自重)×45%。
公式中的45%是平衡系数,一般要求平衡系数在45%~50%之间。
为满足乘客的舒适感和平层精度,要求电动机在各种负载下都有良好的调速性能和难确停车性能。
图1 电压源变频电梯电力传动系统框图1.1 系统构成主要有以下几部分:1.1.1 整流与再生部分。
这部分的功能有两个,一是,将电网三相正弦交流电压整流成直流,向逆变部分提供直流电源;二是,在减速制动时,有效地控制传动系统能量回馈给电网。
变频器产生的电磁干扰及消除方法
3科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFO RM TI ON 2008NO .28SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 动力与电气工程变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。
采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显、调节方便、维护简单、网络化等优点而被越来越多的应用。
由于其采用软启动,减少了设备和电机的机械冲击,延长其使用寿命。
但是,由于变频器特殊的工作方式带来的干扰越来越不容忽视。
1主要电磁干扰途径变频器能产生功率较大的谐波,对系统其他设备干扰性较强。
其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分电磁辐射、传导、感应耦合。
下面分别加以分析。
1.1电磁辐射变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内,它就可以通过空间向外辐射电磁波。
其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。
变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。
变频器的逆变桥大多采用P WM 技术,当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时,其输出的电压和电流的功率谱是离散的,并且带有与开关频率相应的高次谐波群。
高载波频率和场控开关器件的高速切换(dv/dt 可达1kV/μs 以上)所引起的辐射干扰问题相当突出。
1.2传导电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射,也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。
与辐射干扰相比,其传播的路程可以很远。
比较典型的传播途径是:接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络,并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络,使接自民用配电母线的电气设备成为远程受害者。
1.3感应耦合感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。
当干扰源的频率较低时,干扰的电磁波辐射能力相当有限,而该干扰源又不直接与其它导体连接,但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合,在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。
科技成果——电机变频调速技术
科技成果——电机变频调速技术技术原理
交流变频调速是现代集电力电子、自动控制、微电子学和电机学等技术之精华的一项高新技术。
它以其优异的调速性能、显著的节电效果和广泛的适用性而被国内外公认为应用最广、效率最高、最理想的电气传动方案。
尤其是高压变频调速技术,是IT顶尖技术与传统行业的结合,为节约能源、降低消耗、减排减污、提高企业经济效益提供重要的途径。
主要设备
上电漕泾电厂机组装机容量为2x1000MW,凝结水系统设计为每台机组配备3×50%容量凝结水泵,正常运行时2运1备。
凝结水泵根据进口压力、背压和进水高度及排量负荷来进行设计选型,单台额定功率为1600kW。
工艺流程
对两台机组的六台凝结水泵电动机进行变频改造,采用“一拖一”+“一拖二”设计,电机M1固定由变频器TF1单独驱动、两台电机M2、M3任何时候只有一台由变频器TF2驱动,另一台可工频备用。
任意一台电机都可以运行在变频状态也可以运行在工频状态。
共计加装四套电机变频系统。
主要技术指标
改变电动机输入频率,以调节电动机的出力
典型案例
主要设备:加装四套电机变频系统项目投资额:978.68万元
项目建设期:1个月
项目年节能量:折2390吨标准煤
项目可形成的年经济效益:332万元项目投资回收期:2.95年。
浅论变频器防干扰的具体处理对策
浅论变频器防干扰的具体处理对策作者:沈曙光来源:《消费电子·理论版》2013年第07期摘要:通过对变频器应用系统中干扰来源及其传播途径的分析,提出了抗干扰的实际解决方法,阐述了在变频器应用系统设计和安装中抑制干扰的具体措施。
关键词:变频器;干扰;处理对策中图分类号:TN773 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 14-0000-02变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。
它以很好的调速、节能性能,在各行各业中获得了广泛的应用。
由于其采用软启动,可以减少设备和电机的机械冲击,延长设备和电机的使用寿命。
随着科学技术的高速发展,变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中得到了广泛的应用,但随之也带来了一些干扰问题。
如现场的供电和用电设备会对变频器产生影响,变频器运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行。
变频器产生的干扰主要有三种:对电子设备的干扰、对通信设备的干扰及对无线电等产生的干扰。
对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰;对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰。
如果变频器的干扰问题解决不好,不但系统无法可靠运行,还会影响其他电子、电气设备的正常工作。
因此有必要对变频器应用系统中的干扰问题进行探讨,以促进其进一步的推广应用。
下面主要讨论变频器的干扰及其处理方法。
一、变频调速系统的主要电磁干扰源及途径(一)主要电磁干扰源电磁干扰也称电磁骚扰(EMI),是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰,通常是通过电路传导和以场的形式传播的。
变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。
另外,变频器的逆变器大多采用PWM技术,当其工作于开关模式并作高速切换时,产生大量耦合性噪声。
因此,变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。
西班牙PE电气SD700变频器在空压机上的应用
西班牙PE电气SD700变频器在空压机上的应用
引言
空压机在工业生产中有着广泛的应用,种类有很多,但其供气控制方式大多采用的是加、卸载控制方式。
该供气控制方式虽然动作原理简单,但存在电能浪费大,供气压力不稳定,进气阀容易损坏等诸多问题。
根据国家节能减排的要求,大多数企业都采用最新的电力电子技术和自动控制技术来实现设备低耗高效的生产运行。
变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。
它以很好的调速、节能,可靠,高效的特性,在风机水泵,过程控制,机械设备等各行各业中获得了广泛的应用,并且由于具有软启动性能,可以减少对电网,设备和电机的冲击,延长设备和电机的使用寿命。
特别是在空压机控制系统中,如果采用高质量的变频器,既提高了设备的调节精度,改善了空压机的生产工艺,又实现了节电节能,降低了维修维护成本,减少了工人的劳动强度,已经愈来愈受到工矿企业的技术人员和管理人员的重视。
一.空压机改造前的运行状况
某企业原有2台132KW空压机,设备改造之前,两台空压机一用一备,
总是工作在工频状态,起动方式为自耦变压器降压起动,压力控制采用上下限的两点式控制方式,即空压机气缸内压力达到设定上限时,空压机通过本身的油压关闭气阀;当压力下降到设定下限时,空压机打开进气阀。
由于生产过程中用气量的变化,空压机也频繁地加载和卸载。
空气压力的变化范围比较大,压力也不稳定。
这是因为空气压缩机的电机本身不能调速,所以不能直接通过压力的变化来调节电动机的转速,以达到所需要的空气流量。
变频器使用中的干扰现象及其抑制
第0 1 期
Hale Waihona Puke 山 东 工 业技 术 2 0 1 4 正
变频器使用中的干扰现象及其抑制
李 春 光 ( 中石化 胜利 石油 工程 有 限公司 黄 河钻 井 总公司 钻 井四公 司 , 山东 东营 2 5 7 0 0 0 )
【 摘 要】 变频 器调速技术是集 自 动控制、 微电子、 电力电子、 通信 等于一体 的高科技技术 , 变频 器所采 用的软启动 , 可减 少设备和 电机 的机
械 冲击. 延 长设备和 电机使 用寿命 本文根据钻井现场 实际 , 对变频器使 用中的干扰现 象及抑制方 法进行 了详细论述。
【 关键词 】 变频 器; 干扰 ; 抑制
1 变频调速 系统的干扰源
电磁 干扰也称 电磁骚扰 . 是 以外部噪声和无用信 号在接收巾所造 成 的电磁干扰 . 通过 电路传导和 以场的形式传播 的 变频器的整流桥 对 电网来 说是非线性 负载 .它所 产生的谐波会 对同一 电网的其他 电 子、 电气设备产生谐波干扰 。另外 . 变频器的逆变 器大多采 用 P WM技 术. 当工作 于开关模式并 高速切换 时, 产生大量耦合性 噪声。冈此 , 变 频器对 系统 内其他 的电子 、 电气设 备来说是 电磁干扰源 . 变频 器能产 生功 率较大 的谐波 .对系统其他设 备干扰性较强 . 其 干扰途径 与一般 电磁 干扰途径是一致 的, 主要分 电磁辐 射 、 传导 、 感应 耦 合 ( 1 ) 电磁辐射 变频器若非处在一个全封闭的金属外壳内 . 它即可通过空 间向外 辐射电磁波 . 其辐 射场强取决 于干扰源 的电流强度 、 装 置的等效辐射 阻抗以及干扰源的发射频率 变频器的整流桥对电网来说是 非线性 负 载, 它所产生 的谐 波对接 入同一电网 的其 它电子 、 电气 设备产生谐 波 干扰 变频器 的逆 变桥大多采用 P WM技术 . 当根据 给定频率和 幅值 指令产生预期的和重复的开关模式时 . 其输出电压和 电流 的功率谱是 离散的 . 且带有与开关频率相应的高次谐波群 高载波频率 和场控 开 2 变 频 器 控 制 系统 设 计 与 应 用 中注 意 的 问 题 关器件的高速切换所引起的辐射干扰相当突出。 当变频器的金属外壳 ( 1 ) 在设备排列布置时 , 应注意将 变频 器单独布置 , 尽量减少可 能 带有缝 隙或孔洞 . 则辐射 强度 与干扰信号 的波长有 关 . L 洞的大 小 与 电磁波 的波 长接近 时. 会形成干扰辐射 源 向四周 辐射 . 辐射场 中的 生 的电磁辐射干扰 存实际工程中应尽量将 容易受干扰 的弱电控 制 金属物体还 可能形成 _ = 次辐射 . 同样 . 变频器外部 的辐射也会干扰 变 没备与变频器分开 频器的正常 _ r 作 f 2 ) 变频器电源输入侧可采 用容量适宦的空气开关作为短路保护 . ( 2 ) 传导 由于变频器内部有 电容 . 其放 电过程较为缓慢 , 频繁操作将造成过电 上述 电磁干扰除 了通过与其相连的 导线向外部发射 . 也可通过阻 压 而 损 坏 内 部元 件 、 抗耦合或接地 回路耦台将 干扰带人其它 电路 . j 辐 射干扰相 比 . 其 传 f 3 ) 控制变频调速电机启膊 通常由变频器 自带 的控制功能来实现 , 播 的路程可 以很远 、比较典型 的传播途径是 : 接自 I = 业低 压网络的变 否则 . 频 繁的操作 可能损坏 内部兀件 频器所产生 的干扰信号将沿着配 电变压器进人 中压 网络 . 许 沿着其它 f 4 ) 除 了控制系统 与变频 器之间必须 的控制线外 , 尽量减少 变频 j 控制 系统不必要 的连线 . 以避免传导干扰 配 电变压器最终 又进 入民川低 配 电网络 . 使接 自民用配电母线的 电 器 气设备成 为远程 的受害者 f 5 ) 应 注意 限制最低转速 在低转速时 . 电机噪声增大 . 电机冷却 f 3 ) 感应耦合 能力 下降. 若负载转矩较大或满载 . 可能烧毁电机 确需低速运转 的高 感应耦合是介 于辐射 与传 导之 间的第 三条传播途 径 , 当干扰源 的 负荷 变频电机. 应考虑加大额定功率 . 或增加辅助 的强风冷却 。 频率较低时 . 于扰 的电磁波辐 射能 力相 当有 限 . 而该 十扰 源又不 直接 3 结束 语 与其 它导体连接 . 但此时的 电磁干扰能量可通 过变频器 的输 入 、 输出 导线与其相邻 的其他导线 或导体产生感 应耦 合 . 在 邻近导线或导体 内 通过以 E对变频器运 行过程 中存在 的干扰 问题的分析 . 提 出了解 感应 出于扰 电流或电 、 感应 耦合可以由 导 体 问的电容耦合 的形式 出 决这些问题 的实 际方法 。随着新 技术和新理 论不断在变频 器上 的应 现. 也可以由电感耦 合的彤式或 电容 、 电感混合 的形 式 出现 . 这 与干扰 用 , 存孑 F 的这些问题有望 通过变频器本 身的功 能和补偿来解决 。随着 源的频率以及 与相邻 导体的距 离等因素 有关 工业 现场和社会环境对变频 器要求 的不 断提高 .变频器 的 E M C问题 根据电磁性 的基本 理 , 成电磁干扰须 具 备电磁 干扰 源 、 电磁 定 会 得 到 有 效 解 决 。 e 干扰途径 、 对电磁 干扰敏 感的系统等_ 二个要素 为防止 干扰. 其总原则 是抑制和消除干扰 源 、 切断干扰 对系统的耦合 通道 、 降低 系统对干扰 【 参考文献 】 信号的敏感性 。 具体措施如下 : a ) 隔离 : 指从 电路上把 干扰源 和易受f [ 1 ] 韩安荣 通用变频器及其应用. 2 版[ M 】 . 北京 : 机械 1 二 、 出版社 , 2 0 0 0 扰的部 分隔离开来 , 使它们 发生 电的联系 在变频调速传动 系统 中 [ 2 ] 吴忠智, 吴加林 变频器 应用手册【 s ] 北京 : 机械工业 出版社, 1 9 9 5 通 常是彳 F 电源 和放 大器 电路之 间的电源线上 采用隔离变压 器以免传 导干扰 , 电源隔离 变压器 可应用 噪声隔离变压器 ) 滤波 : 为减少 电磁 [ 责任编辑 : 曹明明 ] 噪声 和损��
台达VFD-EL变频器使用说明
台达VFD-EL变频器使⽤说明⼀、变频器⾯板说明VFD-EL 系列产品是以数字⾯板做显⽰功能⾯板功能简介:①显⽰画⾯选择键按此键显⽰项⽬逐次变更以供选择23 4 56 71②主显⽰区可显⽰频率、电流、电压、转向、使⽤者定义单位、异常等③状态显⽰区分别可显⽰驱动器的运转状态运转、停⽌、⼨动、正转、反转等④停⽌/重置键可令驱动器停⽌运转及异常重置⑤运转键可令驱动器执⾏运转⑥数值变更键设定值及参数变更使⽤⑦频率设定旋钮可设定此旋钮作为主频率输⼊1 2⾯板上有四种指⽰灯STOP 停⽌指⽰灯:当指⽰灯亮起时,显⽰运转停⽌状态。
RUN 运转指⽰灯:当设定电机运转时,指⽰灯会亮起。
FWD 正转指⽰灯:当设定电机运转为正转时,指⽰灯会亮起。
REV 反转指⽰灯:当设定电机运转为反转时,指⽰灯会亮起。
⼆、功能显⽰项⽬说明三、基本操作流程演⽰1.按【MODE】,直⾄屏幕上显⽰2.然后按【ENTER】进⾏参数设定如:① 02.00(进⼊第⼀频率设定)→【ENTER】→04(由旋钮调节频率)→【END】②02.04(调节正反转)→【ENTER】→01(禁⽌反转)→【ENTER】3.转向设定⼀、操作参数说明PLC与变频器扩展设计变频器调速技术是集⾃动控制、微电⼦、电⼒电⼦、通信技术于⼀体的⾼科技技术。
它具有很好的调速、节能性能, 在各⾏业中获得了⼴泛应⽤。
可编程序控制器(PLC) 是近年来发展极为迅速、应⽤⾯极⼴的⼯业控制装置。
它是⼀种专为⼯业环境应⽤⽽设计的数字运⾏电⼦系统, 采⽤可编程序的存储器, ⽤来存储⽤户指令, 通过数字或模拟的输⼊/ 输出, 完成确定的逻辑、顺序、定时、计数、运算和⼀些确定的功能,来控制各种类型的机械或⽣产过程。
它具有体积⼩,组装灵活,编程简单,抗⼲扰能⼒强和可靠性⾼等优点。
现代⼯业⽣产的许多领域采⽤变频器与PLC相结合使⽤。
⼀.时间继电器TON使能=1计数,计数到设定值时(⼀直计数到32767),定时器位=1。
双梁桥式起重机电机变频改造
中图分类号 : U 6. 2 93
文献标识码 : B
文章 编号 : 10 — 1 8 (0 0 — 0 7 0 0 6 9 7 2 1) 4 04 — 2 1
1 桥 式 起 重 机在 铁 路 机 务 系 统 的应 用及 现 状
32 变频 器 的工作 原理 .
等故 障 的主要 因 素 。
变频 器是 将 工频 电源 转化 成任 意频 率 、任意 电
压交 流 电源 的一种 电气 设 备 ,其 作 用主要 是 调整 电
2 电机 技 术 改造 的 必 要 性
众所周 知 ,桥 式起 重机 电机 冈工 作性 质 的特 殊
・
4 ・ 因各 种控 制方 式各 有优 缺点 ,在设 计 变频调 速
断 路 器选 用 德 力 西 公 司 C M1 塑 料 外 壳 式 D 型
技术 时 ,要根 据具 体 隋况 ,合 理确 定 系统组 成 功能
及 有 关 系统各 部件 容量 大小 。 常用 起升 机构 一般 为 开环控 制 方式 ,变频器 的 选型 应满 足 以下几 点 。
收 稿 日期 :2 1一 — 2 00 l 2 1 作 者 简 介 :郭 俊 兰 ,T 程 师
压 的交 流 电 ,部 分 变 频 器 电路 还 包 含 有 C U等 部 P 件 ,用 来进 行必 要 的转矩 运 算 。
33 变频 调 速技 术 的设计 原则 .
变 频 器 的种 类 繁 多 ,控 制 方 式 以 低 压 变 频 为
常噪 音 、振动 、接 触器 断 电后延 时 释放 或不 能 接通
调 速方 式 ,即改 变转 差率 调 速方式 。这种方 式 能量
SD-5L变频器的安装、调试
电子 、通信及无线电设 备等对变频器产生 的干扰较为敏感 , 这些干扰或多或 少都 与安装 、调试不合 理有关 ,因此要合 理安装 、调试变频 器 ,避免产 生干扰 ,以促 进其进 一步 推
护 护
虑 。神东矿区在矿井规划设 计时均 将铁路运 输条件 作为一 个重要 因素 ,最典型 的是 哈拉沟矿 的井 口因为铁路 装车站
1 1 变频 器 的安装 环境 .
11 1 环 境 温 度 ..
环境温度应为 一1 0~5 o 0C,变频 器 内部是 大功率 的 电 子元件 ,极 易受 到工作 温度 的影 响 ,为 了保 证 工作 安全 、 可靠 ,使用时应 留有余地 ,工作温度最好控制在 4 o 0C以下 。
如 环境 温度太 高 且温度 变化 大时 , 变频 器 的绝缘性 会大 大
mo o cre yt epe T e ai a is l t nadajs et fh eunycne e ne m nt te eet r cnendb epol. h t nlntl i n d t n o e rqec ovr r a l ia f s e h r o aao um t f t c i eh d c
场 而改变 了最初 的方案 ( 已介绍 ) 前 。只有将 矿井 、铁 路 、
点 10 00万 ta的装运 量,它们都是 各 自不 同地形 、地 物的 /
产物 。上湾铁路站场 就是 就是一个典 型 的例子 :它巧妙 地 利用地形 ,在工业广 场 的边 缘布置 了纵列 式 的车场 ,占地
场地等多种 因素 统一考虑 ,有 机地结合 ,才 能使综合 投资
维普资讯
煤
炭
工
程
20 年第 1 08 期
变频器调速电动机的设计说明
变频调速电机的设计摘要在这个经济快速发展的社会,随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展,交流调速代替DC调速已经成为现代电气传动的主要发展方向,这使得交流变频调速系统广泛应用于工业电机传动领域。
许多国外企业会在生产中应用变频技术。
此外,由于PLC功能强大、使用方便、可靠性高,常被用作数据采集和设备控制。
工作中发现身边很多设备都应用了变频技术,在接触中感受到了变频技术的重要性。
通过调节电机的速度来达到节能增产的效果,在未来必然更加重要。
变频器和可编程控制器以其优越的调速、启停性能、高效率、高功率因数和显著的节电效果,广泛应用于大中型交流电动机,被公认为最有前途的调速控制。
关键词:电气传动,变频技术,调速目录第一章导言..........................................................一1.1交流变频调速发展历史综述........................................一1.2逆变器的结构和功能........................................一1.3....................................二、逆变器的关键技术。
第二章变频器调速...................................................四2.1变频调速原理.................................................四2.2逆变器的控制模式 (5)2.3变频器调速模式 (6)第三章变频调试技术 (8)3.1变频器的结构和功能预设有.........................................8.3.2操作...................................................变频器9的第四章变频调速电机的设计 (11)4.1硬件设计 (11)4.2软件设计 (14)摘要 (20)致谢 (21)参考 (22)第一章导言1.1交流变频调速发展历史概述自1965年变频器问世以来,已经经历了40多年的发展。
变频器技术在节能工程上的应用
种不同的方法 , A 即P M脉冲幅值调制控制和 P WM 转 矩输 出 、 低速过 载能 力较好 _ £ 电机 的功率 因数 _ 随 脉冲宽度调制控。 A P M因为受晶闸管换流时间的限 转 速增高 功率 增大而提高 。使用效果较 好。 制不能工作在高频下, P WM输出脉冲的幅值恒定 , 4变频控制节能。机电 设备配合 — P 原则: 电 通过控制逆变器输出电压的导通脉冲频率和宽度 机的最大功率必须满足负载下的 机械功率和转矩 . 来同时改变输 出频率和电压, 运用晶体管、 可关断 对于不同的负载,最大值并非时时刻刻都发生、 负 晶f 县 钢管 有高速开关挣性和自关断特陛, 来做逆变 载 的变化 是非线 陛的 , 电机的输 出功率 却是 恒定 而 器开关元件, 采用P WM方式变得更容易实现 , 为此 的, 这就意味着在非最大负载时电机输 出了相当一 大多数 逆变器都 采用 P WM控 制方式 。2 . 、 2中 高压 部分多余功率, 电能也就白白浪费掉了。风机、 水泵 变频器 : 中高压变频器 , 用在 6 0 所谓 指应 0 V以上的 类就是较典型例子。风机、 水泵类风量和流量的控 至 1K 0 V运转调速设备上的变频控制器。中压有 制在过去很少采用转速控制方式, 基本上都是由鼠 60 、0 0 。30 V6 0 V和 1 K 0 V 10 V 0 0 、0 0 0 V等属于中高 笼型异步电动机拖动, 进行恒速运转 , 当需要改变 压变频器。因为其输人输出电压等级较高 , 在结构 风量或流量时,事实上都采用调节挡风板或节流 t 必需有整套高压投入切换设备, 采用功率单元串 阀。这种控制虽然简单易行 , 能满足流量要求, { 寸 联叠加的高压输出方式 , 借助计算机控制, 经高压 电机来讲 ,从节省能源的角度来看是非常不经济 母线、 断路器移相变压器、 功率单元、 控制器等组成 的。生产中很容易检测出来。这类设备 长 完整的高压变频控制系统。交流变频调速控制器是 时间i 甚至很久不停机。在实际检测中发现 , 亍, 除 集电力电子、 自动控制 、 微电子学 、 电机学等各种技 在极短时间流量最大值外, 9 %f 问运行在中等 近 0 l  ̄ , 术于一身的高新技术,变频的调速技术是现代 I 或较低负荷状态, T 总用电量至少有 4 %以上被浪费 0 产业尖端技术, 涉及到光纤通讯、 计算机、 数据并行 掉 。采用变频调速 控制 , 风机 、 泵类 饥械进 行转 对 水 处理等是多种高新技术的结合,与传统行业耗能 速控制来调节流量的方法, 对节约能源, 提高经济 大、 应用最广泛的电力拖动、 风机 、 水泵等多种行业 效 具有 非常 重要意 义。 应 用异步 电动机 的设备 , 节能改 造实现 完美 结 进行 5变频技术 目前市场使用情况。经市场调查, 合。 20 0 0年前变频器使用率不足 1%.到二零零七年 0 3 变频器控制对像。变频器应用, 可分为两大 I : 半年增加超过 3%,很多生产商生产的风机、 5 水 类: 一种是用于传动调速 , 另一种是各种静止电源 泵类的 电机控制 系统都 配装 了变 频略 动 系统 , 明 说 ( 止电源暂 且不讲 )变频 传动调速 , 应用 目的就 这项节能技 术越来越 被 们 所认 识。随着市场 ,f 静 。 其 tf 是通 过对 电机 凋速米达 到节约能源 。 制对象就 是 率的不断提高, 控 成本价格较前些年大幅下降。低压 在动 力设备 } 现电 一 转换 的电动机 。 : 实 机 这是 由感 变频器分国产、 合资、 原装三大种类 , 完全是—1j 、 臣 应式 异步 电动机 的性 能和特 征决 定 , 次是 由于所 用 的工控 产品 。合 资产 品相 对价格 低质 量好 , 其 性价 带 的负载对 电机调 速的 负荷适应 陛所决定 。 电机 比合理 。从使 罱隋况看 , 不超负荷运行 , 发 山 只要 很少 转速的数学公式我们知道 , 电机的实际转速 , 主要 生故障。从设计使用上看 , 节能改造i计水平参差 殳 取决于电机定子的旋转磁场(1 t /) n =* p。对—个绕 不齐, f 要想将节能改造工程做好, 需要专业技术人 制好的电机,其旋转磁场转速完全取决供电频率 , 员 把关 。用 电设 备能否节 电 , 不分 情况一 概而 t 不能 为时间常数 , P为电机的极对数 ,1 比电源频率 论 , n正 不是所有用电设备都有节电空间, 具体情况必 从电机的结构上我们看到定 、 转子之间没有任何 须具体分析, 注意那些将某一特殊用电设备的节电 电的连接 , 于 磁场 感应 和机 械 贤 眭, 基 转子 的 转速 率 说成 普 遍的 所有 用 电设 备都能达 到 的情况 出现 。 和定 子旋转 磁场 的转 逮 总 不 同步 , —个转 差数 节 电率在 节电工程 中是~项 非常重 要 的指标 , 绝 是 差 但 ( —般为 n l的 1 1 %) %-. 称为转差率 S由此可见电 对不是唯一的指标。工程改造前后电机的功率因 8 , 机的转速也正比于电源的频率。n = 1 从异 数 、 2t 一 H 温升及效率等都是不可忽略的运行数据。不同 步电动机变频时机械特性曲线中, 我们不难看出转 的节电设备节电率 、 使用寿命、 性能都有不同, 要科 速的变化对电机的转矩影响较小, 对于传动机械功 学 分析 运用 。 科学 率要求完全可以 满足。 变频调速控制是在降低输出 我国工业技术虽然有 了 较大的发展, 目 但 前 频率的同时输出电压也相应降低, 转矩正比输出电 仍是处于—个工业化中期社会,技术发展还不平 压。 转矩也会有些减少。这种纯电气调速系统是 ^ 衡 , 在很多企业生产中, 表现出来最 明显的特征依 为地改变电动机的机械特 来获得不同的转速 , 直 旧是能源消耗多 , 生产效率较低 , 产品质量参差不 接与拖动机械相连接不需原机械设备做任何调整, 齐; 能效比不高 , 1、 陈、 老设备在国民生产中仍旧占 日 这对于节能改造成本 , 保持原有机械眭能都大有好 较 大的 比 重。变频 调速的应 用 , 是要改 造这些 设 就 处。变频传动凋速的栈 :不用改动原有设备包 备, a 以达到节约能源的目的。 有国家 、 市政府的大 省、 括电机本身; 可实现无级调速 , h 满足传动机械要 力支持 , 有成熟的技术基础理论, 纵观节能改造市 求;变频器软启 、 c 软停功能, 可以避免启动电流冲 场, 潜力巨大。节约能源, 保护环境, 造福子孙, 利国 击对电网的不 良影响 , 减少电源容量的同时还可以 利 民。 减少机 械 姨动量 , 机 械损耗 ;不受 电源频 率 的 减少 d 作者简 介 : 宇鹏 , 于黑龙江技 师学院 电 孙 工作 影响 , 可以开环、 闭环 手动 /自动控制;低速时 , e 定 气工程 系。
莱钢研究应用变频调速技术概况
调 速 技 术 的 应 用 由普 通 型 转 到 智 能 型 , 即现 在 的 世 界 名 牌 A B、 安 川 、 西 门 子 三 大 系 列 。 B
环 控 制 , 有 的 采 用 开 环 控 制 , 控 制 系 统 根 据 需 要 设 计 有 手 动 、 自动 等 功 能 ,具 备 就 地 、 远 控 两 种 工 作 界 面 等 , 可 以使 操 作 人 员和 主 控 人 员 能 非 常 方 便 地 进 行 操 作 ,达 到 控 制 功 能 齐 全 、
器 控 制 变 频 器 的 输 出 , 实 现 自动 控 制 , 从 而 达 到 恒 压 运 行 的 目的 。
我公 司先 后对 高 炉循环 水 泵 、轧 钢 水处 理 水 泵 、炼 钢 供水 泵 、锻压 轧 机 冷 却 水 泵 、 特 殊
泵 类 设 备 量 大 面 广 , 包 括 水 泵 、 油 泵 、 化 工 泵 、 泥 浆 泵 等 。 泵 类 设 备 一 般 要 求 恒 压 运 行 ,其 变 频 调 速 系 统 采 用 恒 压 闭 环 控 制 方 案 , 系 统 采 集 管 道 中 的压 力 信 号 , 由 可 编 程 序 控 制
经 贸 委 和 公 司领 导 的 大 力 支 持 下 , 从 1 9 9 6年 至 2 0 0 1年 底 ,公 司利 用 节 约 综 合 利 用 贷 款 和 技
术 开 发 ห้องสมุดไป่ตู้ 费 共 投 资 16 9 2万 元 , 改 造 设 备 12 台 , 电 机 容 量 163 W ,年 经 济 效 益 达 10 多 1 24 k 50 万元 。 《 压 变 频 调 速 技 术 在 风 机 水 泵 上 的 应 用 项 目》 于 19 低 99年 1 2月 通 过 莱 钢 技 术 鉴 定 , 《 压 变 频 技 术 在 转 炉 除 尘 风 机 上 的 研 究 与 应 用 项 目》 于 2 0 高 0 0年 6月 通 过 省 科 技 厅 鉴 定 , 分 别 获 得 山 东 省 冶 金 科 技 进 步 一 、 二 等 奖 。 变 频 调 速 技 术 应 用 项 目被 列 入 20 0 2年 莱 钢 股 份 公
变频调速技术的应用与分析
的变化控制 , 实现对电动机磁通和转矩的控制。其方式
三相异步 电动机转速公式为:
r= 0 ( s / t 6f 1一 p
主要分为: f u 控制方式、 / 矢量控制方式和直接转矩控制 方 式三种。uf控制方式简单容易 , 急加 、 速或 负载 / 但 减
损耗 , 备使 用寿 命 也 会 缩短 。( ) 用 阀 门控 制 系 设 3采
统时 , 阀门磨损严重 , 更换频繁 , 加大了维修费用 , 同时 也降低 了整个 系统 的可靠性 。( ) 4 由于 电机 全速运 行, 加剧了泵的磨损和气蚀 , 使泵 的使用寿命缩短 。针
对这些 问题 , 交流变 频调 速系统 予 以解 决 。
过 大时 , 易引起 电流 能力不 足 , 速 范 围窄且 精 度 不 容 调
从上式可见 , 改变供 电频率 电动机 的极对数 P
及转 差率 s 均可 达到 改变 电动机转 速 的 目的 。现有 的 调速 方法有 变频 调 速 、 变极 对 数 调 速 、 串级 调 速 、 绕线
高; 矢量控制和直接转矩控制都是高性能控制方式 , 前 者的稳定性好于后者 , 的动 态性则优于前 者 。 后者
供水 压力 段 , 均能将 能量 损失 降低到最 小 , 运行 工 且使 况平 稳 可靠 。
3 2 发 电厂 的应用 .
化, 即设备负荷变小时 , 电动机仍要全速运行 , 样就 这 不可避免地在调节风门、 挡板时造成大量的能量损耗。 () 2 控制精度受到限制 , 造成大量的能源浪费和设备
系统 的主流 。在交 流调 速 技 术 中 , 频 调 速 具有 绝对 变
频控制 , 以此实现供水流量的变负荷调节 , 达到恒压供 水 的 目的 。变 频恒 压供 水 系统原 理 如 图 1所 示 , 主要
变频器应用中的干扰与抗干扰措施
年月(下)1引言变频器在工业生产及日常生活的许多领域已广泛应用。
变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技,它以较好的调速和节能性能应用到了工业控制的各个领域中,但带来的变频系统的电磁干扰也比较严重。
变频器系统的干扰主要有两个方面:一是变频器对其他电子设备、通信设备和无线电等产生的干扰。
二是电网中的谐波干扰变频器的正常工作。
下面主要探讨一下变频器系统干扰问题及抗干扰措施。
2电磁辐射和高次谐波干扰的危害1)磁辐射使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受干扰,严重时使系统无法得到正确的检测信号,或是系统紊乱。
2)谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。
3)谐波可以通过电网传导到其他的用电器,影响了许多电气设备的正常运行。
4)谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振,从而使谐波放大。
5)谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护设置的误动作,使电器仪表计量不准确,甚至无法正常工作。
3变频器的主要干扰源电磁干扰(EMI ),是外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰,通常是通过电路传导和以场的形式传播。
变频器的整流电路对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。
另外,变频器的逆变大多采用PWM 技术,其工作于开关模式并作高速切换,产生大量耦合性噪声。
变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。
1)变频器的输入和输出电流中,都含有很多高次谐波成分和能构成电源无功损耗的较低次谐波。
它们将以各种方式把自己的能量传播出去,形成对变频器本身和其它设备的干扰信号。
2)电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。
电网中存在大量谐波源,如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、非线性负载及照明设备等。
这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对电网中其它设备产生干扰。
供电电源对变频器的干扰主要有:过压、欠压、瞬时掉电,浪涌,尖峰电压脉冲,射频干扰等。
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变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。
空压机控制系统中,如果采用高质量的变频器,既提高了设备的调节精度,改善了空压机的生产工艺,又实现了节电节能,降低了维修维护成本,减少了工人的劳动强度,已经愈来愈受到工矿企业的技术人员和管理人员的重视。
引言
空压机在工业生产中有着广泛的应用,种类有很多,但其供气控制方式大多采用的是加、卸载控制方式。
该供气控制方式虽然动作原理简单,但存在电能浪费大,供气压力不稳定,进气阀容易损坏等诸多问题。
根据国家节能减排的要求,大多数企业都采用最新的电力电子技术和自动控制技术来实现设备低耗高效的生产运行。
变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。
它以很好的调速、节能,可靠,高效的特性,在风机水泵,过程控制,机械设备等各行各业中获得了广泛的应用,并且由于具有软启动性能,可以减少对电网,设备和电机的冲击,延长设备和电机的使用寿命。
特别是在空压机控制系统中,如果采用高质量的变频器,既提高了设备的调节精度,改善了空压机的生产工艺,又实现了节电节能,降低了维修维护成本,减少了工人的劳动强度,已经愈来愈受到工矿企业的技术人员和管理人员的重视。
一.空压机改造前的运行状况
某企业原有2台132KW空压机,设备改造之前,两台空压机一用一备,总是工作在工频状态,起动方式为自耦变压器降压起动,压力控制采用上下限的两点式控制方式,即空压机气缸内压力达到设定上限时,空压机通过本身的油压关闭气阀;当压力下降到设定下限时,空压机打开进气阀。
由于生产过程中用气量的变化,空压机也频繁地加载和卸载。
空气压力的变化范围比较大,压力也不稳定。
这是因为空气压缩机的电机本身不能调速,所以不能直接通过压力的变化来调节电动机的转速,以达到所需要的空气流量。
另外,由于自耦变压器起动时间过长,电机不允许频繁工频起动,造成在用气量少的时候,甚至是在一定时间内不用气的时候,电机仍然要长时间的空载运行,造成了电能上的巨大浪费,给企业增加了成本。
因此,该公司经过认真的技术研讨,决定对该厂的空压站进行变频节能改造。
二.原空压机系统存在的问题分析:
1.主电机虽然以自耦变压器降压起动,但起动时的电流仍然很大,对空压机、电动机和电网都有很大的冲击,会影响电网的稳定及其用电设备的运行安全。
2.采用自耦变压器降压起动时,存在起动时间过长,不能频繁地起动,且故障率较高,因此自耦变压器的维修和维护成本比较大。
3.空压机长时间连续运行,在空载过程中不产生压缩空气,所以电动机处在空载状态时,会给企业造成巨大的电能浪费。
4.当压力达到最大极限值时,空压机关闭进气阀使电机处于空转状态,同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。
这种加载的调节方法要造成很大的能量浪费。
5.气压稳定性差和由于频繁加、卸载导致执行元件(进气阀、放气阀)的频繁动作而加速了阀门的磨损,会增加维修工作量和维修费用。
6.主电机在工频运行状态下使空压机运行时噪音很大。
三.空压机变频改造实施方案
系统参数:
额定功率132 kW
额定电压380V
额定电流250A
额定转速l485 rpm
变频器西班牙PE电气公司的SD700系列变频器,型号是SD7025052
本系统采用压力闭环调节方式,通过变频器的控制面板设定空气压力定值,在储气装置上安装一个压力传感器。
将空气压力信号转换为4~20mA的电流信号,反馈到变频器内部的PID调节器,调节器将该电流值与压力定值进行比较运算,然后输出控制信号,变频器再根据此信号输出频率,调节电动机的转速,使空气压力保持稳定;在用气量小的时候,变频器将减少频率输出,直至电机停止运行,这样空压机始终保持在节电运行状态。
另外,采用该方案后,空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来起动,实现了软起动,避免了在频繁起动时,起动电流对空压机,电动机和电网带来的冲击。
同时,该方案可保留原有的控制系统,增加工频与变频切换功能,做到工频/变频互锁切换,当变频器发生故障时,利用原工频系统运
行。
变频器的接线图参考如下:
四.变频器节能改造后的效益分析
1.延长压缩机的使用寿命
变频器从低频起动压缩机,由于起动加速时间可以调整,从而减少起动时对压缩机的机械部件所造成的冲击,增强了系统的可靠性,延长了压缩机的使用寿命,减少了维修量。
2.减小对电网的冲击
变频控制能够减少起动时电流波动,适合较为频繁地起动,可以将起动时对电网和其它设备造成的影响减少到最小。
3.降低了空压机的噪音
空压机改造工程安装完毕后,运行稳定,空压机振动和噪声大减低。
5.提高压力控制精度
变频控制系统具有精确的压力控制能力,使压缩机的空气压力输出与用户生产所需的用气量相匹配,压力波动很小,改善了生产工艺,确保了供气量的稳定。
6.节约电能
根据用气量需求来调节电动机的运行速度,且在不用气的生产间歇,停止压缩机电机运行,使得压缩机始终处于最经济的运行状态,避免了改造前压缩机频繁加载,卸载以及长期空转造成的电能浪费,节约了企业的生产成本。
实际运行后的节电分析如下:
改造前,空压机加载运行时的电流245A,卸载时运行电流105A。
全天实际生产时间累计达14小时,生产间歇和换班时间累计大约10小时;改造后,生产状态下,空压机频率基本上在35~42Hz,运行电流平均125A;在生产间歇和换班情况下,空压机可以停止运行,基本上无空转运行情况。
用电量分析:全年按300天计算,
改造前:
加载运行时W1=1.732xIxUxT1/1000 =1.732x245x380x14/1000 =2257 kWh
卸载运行时W2=1.732xIxUxT2/1000 =1.732x105x380x10/1000 =691 kWh
全天耗电W=W1+W2=2948 kWh
改造后:
压力可调节时W=1.732xIxUxT/1000 =1.732x125x380x14/1000 =1152 kWh
因此,每天可以节电△W=2948-1152=1796 kWh,每度电按0.5元来计算,全天节省电费898元,全年按300天生产计算,全年可以节电269400元。
整个系统的全部改造费用是15万元,预计7个月即可以收回成本;而在接下来的每一年里,可以直接给企业创造经济效益将近26万元左右。
五.SD700变频器的特点
1. 全面的谐波抑制
为了有效降低电网中高次谐波分量,减小高次谐波和电磁干扰对其他设备(比如现场的仪器仪表)的影响,所使用的大功率变频器必须满足工业场合下EMC电磁兼容性的要求,即将电磁干扰和谐波控制在一定范围内,确保整个系统的安全可靠的运行。
PE公司的SD700系列变频器采用了内置的交流进线电抗器,内置的EMC滤波器,内置的dv/dt输出滤波器,全面有效地抑制了谐波和电磁干扰的影响,变频器柜体采用带绝缘层的2mm厚的镀锌钢板,完全符合EMC工业场合应用的标准。
下图所示为PE公司380V,132KW变频器的内部拓扑结构:
2.高过载能力
空压机是大惯量负载,这种负载特点很容易引起变频器起动时出现过流自保护的情况,这样有必要选择大一级变频器,并在允许的条件下调节加减时间来满足生产要求。
SD700系列变频器的过载能力达到额定值的150%,持续时间达到60秒,可以充分满足大惯量的重载场合的应用。
2. 全面的保护功能
SD700具有全面的电机和变频器的保护功能,对电机过载,电机三相不平衡,过电流,过电压,温度过热等故障可以起到全面的保护作用,并且具有故障预防控制功能,避免和减少不必要的故障停机,确保设备的正常生产。
3. 适合恶劣环境
SD700全系列变频器的线路板均采用了绝缘涂层,包括线路板上每一个元器件的管脚和焊盘都带有绝缘涂层,完全可以适应潮湿和导电粉尘等恶劣的环境要求。
5.50°C高温运行不降容
采用了高效的散热片,即使在50°C高温环境下重载满负荷地运行,也不会降低变频器的驱动能力。
6.适应较大的电压波动
输入电压波动范围可达-20% 至+10%,欠压持续时间可达60秒,适应一定范围和一定时间内电源电压的波动。
7.维护快速简单
PE公司SD700系列变频器全功率段采用的都是同一种控制板,电源板和IGBT驱动板;独特的“同平面存取”的结构设计,能够实现快速简单的维护与更换工作,加上PE公司SD700系列变频器的三年质保,完全可以实现维护简单,稳定可靠的运行要求。
六.结束语
采用了SD700系列变频器改造后的节能控制系统,在空气压缩机上得到了良好的应用,它一方面实现了节电节能,降低了维修维护成本,另一方面提高了设备的压力调节精度,改善了空压机的生产工艺,企业的经济效益和生产效率得到显著地提高。