高压大功率变频器应用研究论文
大功率高压变频装置在电力驱动船舶中的应用研究
大功率高压变频装置在电力驱动船舶中的应用研究概述随着环保意识的增强和对能源利用效率的要求不断提高,电力驱动船舶作为一种清洁、高效的船舶推进方式受到了越来越多的关注。
而大功率高压变频装置作为电力驱动船舶中不可或缺的关键技术之一,在提高船舶推进效率和减少环境污染方面发挥着重要作用。
本文将探讨大功率高压变频装置在电力驱动船舶中的应用研究。
一、大功率高压变频装置的基本原理大功率高压变频装置基于现代电力电子技术,通过将输入的固定频率交流电转换为可变频率的交流电,实现对电机的精确控制。
其基本原理是通过将电能转换为机械能来推动船舶前进,从而实现节能和环保。
二、大功率高压变频装置在电力驱动船舶中的优势1. 提高推进效率:大功率高压变频装置可以根据船舶的实际工况需求,灵活调整电机的频率和电压,从而实现最佳工作状态下的推进效率。
相比传统的机械传动系统,电力驱动船舶更加高效。
同时,大功率高压变频装置还可以根据电机的工作条件进行动态控制,进一步提高推进效率。
2. 减少运营成本:电力驱动船舶采用大功率高压变频装置后,可以避免机械传动系统的能量损失,提高能源利用效率。
同时,由于电力驱动船舶的运行更加稳定,不需要频繁更换和维护传动系统的零部件,从而降低维修和运营成本。
3. 减少环境污染:大功率高压变频装置采用电力驱动船舶可以减少燃料的消耗和排放,从而减少空气和水体的污染。
电力驱动船舶不仅能降低噪音污染,还可以有效减少温室气体的排放,对保护海洋生态环境有着积极的意义。
三、大功率高压变频装置在电力驱动船舶中的应用案例1. 混合动力船舶:利用大功率高压变频装置,将船舶的传统内燃机动力系统与电动机相结合,实现动力的优化配比。
这种混合动力系统能够在不同工况下灵活转换不同动力来源,从而实现能耗的最优化。
2. 纯电动船舶:通过大功率高压变频装置,船舶的动力完全由电能提供,实现了零排放和无噪音的船舶推进方式。
这种纯电动船舶适用于海上短途运输、河流交通、游船等应用场景。
高压变频器在大功率风机泵中应用研究
高压变频器在大功率风机泵中应用研究众所周知,高压电动机的应用极为广泛,它是工矿企业中的主要动力。
在冶金、钢铁、石油、化工、水处理等各行业的大、中型厂矿中,广泛用于拖动风机、泵类、压缩机及各种其他大型机械。
其消耗的能源占电机总能耗的70%以上,而且绝大部分都有调速的要求,但目前的调速和起动方法仍很落后,浪费了大量的能源且造成机械寿命的降低。
随着电气传动技术,尤其是变频调速技术的发展,作为大容量传动的高压变频调速技术也得到了广泛的应用。
顺便指出,目前习惯称作的高压变频器,实际上电压一般为2.3-10kV,国内主要为3kV,6kV和10kV,和电网电压相比,只能算作中压,故国外常成为MediumVoltageDrive。
济钢高压风机水泵调速系统我国高压电动机多为6kV和10kV,在济钢老厂区进线电源为6kV,高压电机调速大多为直接启动和液力偶合器调速;新建厂区进线电源电压为10kV,在高压风机调速系统中,采用液力耦合器调速方式。
直接起动或降压起动非但起动电流大,造成电网电压降低,影响其它电气设备的正常工作;而且主轴的机械冲击大,易造成疲劳断裂,影响机械寿命。
当电网容量不够大时,甚至有可能起动失败。
液力耦合器在电机轴和负载轴之间加入叶轮,调节叶轮之间液体(一般为油)的压力,达到调节负载转速的目的。
这种调速方法实质上是转差功率消耗型的做法,节能效果并不是很好,而且随着转速下降效率越来越低、需要断开电机与负载进行安装、维护工作量大,过一段时间就需要对轴封、轴承等部件进行更换,现场一般较脏,显得设备档次低,属淘汰技术。
一般说来,使用高压(中压)变频调速系统对于风机、水泵类负载有两个重要特点:第一,由于消除了阀门(或挡板)的能量损失并使风机、水泵的工作点接近其峰值效率线,其总的效率比液力耦合器提高25%~50%;第二,高压(中压)变频调速起动性能好,使用高压变频器,就可实现“软”起动。
变频装置的特性保证了起动和加速时具有足够转矩,且消除了起动对电机的冲击,保证电网稳定,提高了电机和机械的使用寿命。
高压变频技术在电厂中的应用研究
高压变频技术在电厂中的应用研究摘要:近年来,随着社会及人们对电力需求依赖越来越大,电力行业制度也在不断的改革与完善,并且国家也逐渐实施了“厂网分家,竞价上网”等政策,电厂的厂用电率以及发电耗煤量与电厂的市场竞争力以及经济效益都密切相关。
如何降低电厂的厂用电率以及发电耗煤量,尽量以最低的发电成本来提高上网电价的绝对优势,从而实现节能降耗,提高电厂经济效益的目的是各大电厂主要研究的重点问题。
高压变频技术的发展与应用为电厂的发展提供了新的选择,本文主要分析目前高压变频技术的发展现状,分析了高压变频器中高耐压开关器件以及多重技术的具体应用,同时探讨了在高压供电系统中常见的几种高压变频器的应用形式。
关键词:高压变频器;火力发电厂;技术应用;具体研究在火力发电厂中,厂用电率以及发电耗煤量都是影响电厂的电能消耗的重要因素,尤其是一些用来拖动大容量的水泵、风机等辅机高压厂用电动机的耗电量几乎占到厂用电总量的80%左右,因此采用变频调速技术实现大容量水泵、风机的节能改造是一直以来研究的重点问题。
高压变频技术是解决频技术是20世纪90年代发展最快的一种新型电力传动调速技术,具有节能、高精度调速、调速范围广以及转差补偿等优点,可达到节能降耗,提高生产效率和经济效益的理想效果。
然而以往的变频调速技术通常采用380V级的低压变频器,很少采用3kV 、6KV或10KV的高压变频器技术,导致这一现象的主要原因是一方面目前世界上的电力电子器件耐压性能不足以应对高压变频器的供电电压,另一方面是其制造技术难度较高,投入成本高。
为此研究解决高压用电以及低成本的高技术变频器生产是世界关注的热点话题。
1 目前高压变频技术的发展现状当前针对高压变频器开关器件耐压性能低以及大功率容量变频调速技术要求高的问题,世界各大电力行业均采用了不同的技术解决这两大难题,主要是应用高耐压的开关器件以及多重技术。
1.1高耐压开关器件在高压变频技术中的应用分析传统的变频调速器的开关器件种类主要包括GTO、GTR以及IGBT等,由于器件制作水平较低以及制作原材料自身缘故使其耐压直接应用在6KV等高压变频器上很难实现,近年来,随着变频调速技术的不断发展,Cegelec、ABB、GE以及西门子等公司都在传统的交流变频器的结构设计基础上自行深入研制了专门的高耐压开关器件。
大功率高压变频装置在建筑物空调系统中的应用效果分析
大功率高压变频装置在建筑物空调系统中的应用效果分析随着社会和科技的不断发展,人们对于建筑物内部环境的要求也越来越高。
空调系统作为建筑物内部环境调节的重要设备之一,在保证室内舒适度的同时,也需要更节能、更环保的方式来进行运行。
大功率高压变频装置作为一种新型的空调系统设备,其在建筑物空调系统中的应用效果备受关注。
本文将对大功率高压变频装置在建筑物空调系统中的应用效果进行详细分析。
一、大功率高压变频装置的基本原理和特点大功率高压变频装置是基于变频技术的空调系统设备,其基本原理是通过改变供电频率来调节压缩机的运行速度,从而实现对空调系统的调节。
与传统的常速空调系统相比,大功率高压变频装置具有以下几个特点。
首先,大功率高压变频装置具有更高的能效比。
通过变频调节压缩机的运行速度,可以根据实际需要进行精确调节,避免了传统空调系统因为压缩机一直处于满负荷运行状态而造成的能源浪费。
其次,大功率高压变频装置具有更好的舒适性。
由于能够根据实际需求调节空调系统的运行速度,大功率高压变频装置可以更加精确地控制室内温度和湿度,提供更加舒适的室内环境。
再次,大功率高压变频装置具有更稳定的运行特性。
传统的空调系统由于压缩机运行状态的固定,容易出现因过载而导致的故障,而大功率高压变频装置可以根据实际负荷变化进行调节,保证了空调系统的稳定运行。
最后,大功率高压变频装置具有更长的使用寿命。
由于其能够根据实际需求进行调节,大功率高压变频装置的运行更为平稳,减少了设备的磨损,从而延长了其使用寿命。
大功率高压变频装置在建筑物空调系统中的应用效果主要体现在以下几个方面。
1. 节能效果显著大功率高压变频装置通过精确调节空调系统的运行速度,避免了传统空调系统一直以满负荷运行的情况,从而大大减少了能源的浪费。
据相关数据统计,采用大功率高压变频装置的建筑物空调系统能够节约能源20%以上,有效降低了运行成本。
2. 环保效果突出随着人们对环境保护意识的提高,大功率高压变频装置作为一种节能环保的设备,受到了广泛关注。
基于大功率高压变频装置的电力系统优化研究
基于大功率高压变频装置的电力系统优化研究电力系统优化是电力行业发展的重要课题之一,而基于大功率高压变频装置的电力系统优化研究则是在传统的电力系统优化基础上,引入了大功率高压变频装置的技术特点,以进一步提高电力系统的稳定性、经济性和可靠性。
本文将围绕该主题展开深入研究,从变频装置的应用、系统优化方案以及优化效果等几个方面进行分析和探讨。
首先,我们来探究大功率高压变频装置在电力系统中的应用。
大功率高压变频装置是一种能够将电力系统中的高压交流电源转换为可调频的电源的装置。
根据其在电力系统中的用途,主要可分为两类:一类是用于电压和频率调节,以满足电力系统对电能质量的要求;另一类是用于电力调节,以实现电力系统电能的供需平衡。
通过大功率高压变频装置的应用,电力系统可以更加灵活地调整电能的供给和使用,提高电能利用效率,降低供电成本。
其次,我们来研究基于大功率高压变频装置的电力系统优化方案。
在电力系统中,优化方案主要包括负荷预测、运行调度、优化配置等几个方面。
在负荷预测方面,通过收集历史负荷数据和环境信息,可以建立负荷预测模型,准确预测未来电力系统的负荷情况,从而合理安排电力的供给和使用。
在运行调度方面,可以利用大功率高压变频装置的快速响应特性,将供电计划与实际负荷进行比对,及时调整供电策略,实现电力系统的动态平衡。
在优化配置方面,通过对电力系统的组网进行优化,合理配置大功率高压变频装置的数量和布局,最大限度地提高电力系统的供电能力和可靠性。
最后,我们来分析基于大功率高压变频装置的电力系统优化所带来的效果。
首先是稳定性方面,大功率高压变频装置的引入可以提供更为灵活的电力调度,降低电力系统中的潮流变动和电压波动,提高电力系统的稳定性,减少事故发生的可能性。
其次是经济性方面,通过对电力系统的优化配置,可以合理利用大功率高压变频装置的调节能力,降低电力系统的运行成本,提高电力能源的利用效率。
最后是可靠性方面,大功率高压变频装置的运用可以提高电力系统的可靠性,减少供电中断和电力系统故障,保障用户的电力供应。
高压变频器在大功率同步电机中的应用
高压变频器在大功率同步电机中的应用摘要:近些年来,我国生产力的发展已经取得了较为明显的成效和进步,而这一态势也让高压变频器的市场规模变得越来越大,在这其中,大功率电机的使用也为机械生产提供了重要的动力源泉。
而推动高压变频器和大功率同步电机的结合,也能够为企业的生产注入更多的生机与活力。
对此,本文将从节能的角度出发,分析节能措施在国内外的发展现状,论述高压变频器的工作原理和工作优势,并探讨高压变频器的实际应用。
关键词:高压变频器;大功率电机;节能应用引言:高压变频器在大功率电机中的同步应用,能够帮助大功率电机节省大量的能源和资源,而且可以让设备生产与消耗之间的差异趋向平衡,这就避免了输入和输出不匹配的问题,最终帮助企业实现节能降耗的目标。
当下,变极调速,调压调速和变频调速是大功率同步电机中主要的调速方式,但在这其中,变频调速的优势是最为突出的,不仅具有高精度和高实用性的特点,而且在操作上也能够省略许多不必要的步骤。
这里所说的变频,主要是以负载要求和速度的变化为基础的,通过调整供给电流的频率,来确保工作点的合理性。
一、分析节能措施的国内外发展现状就国外的机械制造来讲,大多数企业都会选择能量回馈这一技术,通过高压变频器来控制大功率电气设备的速度,利用能量转移回原始设备的功率消耗的反馈分两部分,以此来降低能源的损耗。
从德国西门子公司的研究成果来看,其自身较为明显的研发成果,主要就是四象限运行电压型交流变频技术,并且这一技术也主要运用在高压电机上。
而日本富士公司,也已经推出了rhr的再生能量装置,这也是大功率电机改造的鲜明成果。
但不可否认的是,国外所研发的高压变频装置造价昂贵,而且对电网的设计也有十分严格的要求和限制,并不适用于我国的基本国情,我国工农业始终是共同发展的,所以一些地方的电机也不能适配较为高昂的高压变频装置。
就我国自身的发展情况来看,国内的技术开发已经能够满足高压变频装置设计的需求,而且高压变频器的应用也得到了广泛的支持和关注。
高压变频器的研究与应用
压 和 降 压 的 变压 器 体 积 较 大 , 十分笨重 , 并
电源 电 压一 般 都在 3 0 0 0 V以上 , 属于 大功 率 变频 器 。 就 目前 的 国内 市 场 来 看 , 电 压等 级
的不 足 之 处 , 如 目前 常用 的 I G B T、 I G C T等 新型原件 。 这 些 新 型 原 件 所 构 成 的 先 进 高 频 变压 器性 能 得 到 了 明 显 的 提 升 , 可 以 实
线方式 ; 另 一 种 是 输 出星 形 的 连 接 方 式 。 影 响控 制 系 统 的 动 态 性 能 , 甚 至 会 直 接 导 交一交变 频 器 所具 有 的 优 点 是 : 过程 中 没 有 致 系统 失稳 。 这 一 问 题 是 国 内 外 专 家 研 究 直 流, 只有一次变流 , 效率较 高 ; 由 于 其 输 的 重 点 问 题 之 一 。 出特 点 , 可 以 较 为 简单 的 实 现 四 个 象 限 同 动态模 型还 可以 采用直接 转矩 , 对 异 不 像 矢 量 时 工作 ; 其 输 出的 低频 率 波 与正 弦 波 非 常 步 电动 机 和 磁 链 分 别 进 行 控 制 。
现PW M逆 变和 PWM整 流 , 而且 产生 的 谐波 较小 , 可 以有效的提高功率因数 。
3 0 0 0 V, 就必 须将 晶 闸管 串联 起 来 , 数 量 也 直 接 的 关 系 , 并且 在 机 器 实 际 工 作 情 况 下 , 就 要加 倍 。 交一交 变频 器的 电 路 结构 主 要 分 这 些 参 数 并 不 是 固 定 值 , 会 随 着 周 围温 度 为两类 : 一 种采 用 的 是 公共 交 流 母 线 的 进 和励 磁 条 件 而 不 断 的 变 化 。 这 些 都 会 严 重
高压变频器在大功率电机节能改造中的应用研究
高压变频器在大功率电机节能改造中的应用研究摘要:节能降耗是现在世界上对于能源供需不足提出的最为有效的解决措施之一,而生产力的提升高压变频设备使用频率越来越大。
大功率电机已经成为了现代社会工农业生产必不可少的机械动力源,使用高压变频的大功率电机可以有效的调解速度,在大功率电机运行的时候能够减少电能浪费,节约能源,增强了企业的市场竞争力。
关键词:高压变频器;大功率电机;节能改造社会发展变化很快,科技发展迅速,大功率电机在社会应用中非常的普遍,成为了一种必备的机械动力源。
而变频技术从最初的起步到现在有了长足的发展,变频技术的日趋成熟一方面要求企业的大功率电机进行速度调节,另一方面则强调了节能减少了电机运行中的电能损耗。
高压变频的调频功能应用在大功率电机上具有节能改造的效果。
大功率异步电机调速现在主流方法有三种:变极调速、调压调速和变频调速,目前变频调速在三者中是最先进最优越的调速方案,这主要是因为它的精度比较高、实用效果比较好、操作简单容易上手。
高压变频器的使用可以降低单位电能使用量,同时提高了设备各个方面的性能,电机设备的使用年限增长,无形中为企业创造了更多的经济收益。
水泥行业大功率电机节能改造被列为我国企业能源节约的领头羊之一不是没有原因的。
水泥生产企业在我国是重要的工业能源消耗大户,而在文献[1]中提出,我国单位水泥产值综合能耗(kg 标准煤/t)为 181,而先进国家的综合能耗为 125.7,整个差距达 44%,也就是说在不考虑企业产业结构调整的情况下,仅仅是改进生产技术条件就有节能44%的潜力。
节能可以降低生产成本增加经济效益,是提高市场竞争力的一个行之有效的手段。
我国明确要求水泥行业提高应用水平和增加节能,在这种形势下水泥生产企业对企业生产设备——大功率电机进行节能改造是必须和必然的,通过应用高压变频技术将大功率风机电动机进行降耗增效,能够有效的减少单位水泥生产的综合消耗降低成本,提高市场竞争力和经济效益。
变频器应用技术研究论文参考范文
随着我国电力技术和科技的快速发展,电力变频器广泛的应用于工业生产以及人类日常生活中。
这是为大家整理的变频器应用技术论文参考范文!变频器应用技术论文参考范文篇一:《变频器节能技术应用与研究》【摘要】本文根据水泵、风机轴功率与转速的平方成正比的特点,阐述变频调速节能原理,提出泵与风机应采用变频技术,已降低成本,延长设备使用寿命,提高经济效益。
【关键词】变频器;节能;水泵;风机0引言锅炉是比较常见的用于集中供热设备,通常情况下,由于气温和负荷的变化,需对锅炉燃烧情况进行调节,传统的调节方式其原理是依靠增加系统的阻力,水泵采用调节阀门来控制流量,风机采用调节风门挡板开度的大小来控制风量。
但在运行中调节阀门、挡板的方式,不论供热需求大小,水泵、风机都要满负荷运转,拖动水泵、风机的电动机的轴功率并不会改变,电动机消耗的能量也并没有减少,而实际生产所需要的流量一般都比设计的最大流量小很多,因而普遍存在着“大马拉小车”现象。
锅炉这样的运行方式不仅损失了能量,而且增大了设备损耗,导致设备使用寿命缩短,维护、维修费用高。
把变频调速技术应用于水泵或风机的控制,代替阀门或挡板控制就能在控制过程中不增加管路阻力,提高系统的效率。
变频调速能够根据负荷的变化使电动机自动、平滑地增速或减速,实现电动机无级变速。
变频调速范围宽、精度高,是电动机最理想的调速方式。
如果将水泵、风机的非调速电动机改造为变频调速电动机,其耗电量就能随负荷变化,从而节约大量电能。
1变频器应用在水泵、风机的节能原理图1为水泵风机的H-Q关系曲线。
图1中,曲线R2为水泵风机在给定转速下满负荷时,阀门挡板全开运行时阻力特征曲线;曲线R1为部分负荷时,阀门挡板部分开启时的阻力特性曲线;曲线Hn1和Hn2表示不同转速时的Q=fH曲线。
采用阀门挡板控制时,流风量从Q2减小到Q1,阻力曲线从R2移到R1,扬程风压从HA移到HB。
采用调速控制时,Hn2移到Hn1,流风量从Q2减小到Q1,扬程风压从HA移到HC。
高压变频器技术及运用分析
高压变频器技术及运用分析摘要:伴随着我国经济的发展与进步,社会对于电力资源的需求量明显提升。
为了保障供电系统稳定运行,就要做好内部各个器件的管理与维护工作。
而在本文的分析中,主要基于当前高压变频器的相关技术进行分析,为相关工作人员提供一定的技术参考。
关键词:电力系统;高压变频器引言:在当前城市的发展与建设进程中,由于城市对于电力需求的提升,以此就要在日常进行电力系统的维护以及搭建中,做好对内部各个元器件的良好管理。
特别是对于高压变频器而言,要全面保障电动机的可靠性,以此满足人们对于电力运行的安全性需求。
1.变频器节能原理在企业发电厂的日常运行过程中,锅炉引风机、送风机以及汽轮机,都会需要大量的电力资源,同时这些水泵以及风机的设计当中,经常需要频繁的进行流量调节,这样对于系统的稳定性提出了更高的要求。
传统的流量调节方式,是将这些系统管路当中的风门,或者对于调节阀进行处理。
只要这些阀门并不是全开的情况,电动机的消耗功率也相应会将一部分转化为克服这些风门以及调节阀阻力的处理方式。
一旦在风门或者调节阀全面打开,就可以利用调节电动机的速度调节处理方式,全面调节流体力量,以此实现电动机运行的最大效率。
在现阶段进行处理的过程中,可以基于以下公式进行计算:其中n为异步电动机转速,f 为异步电动机电源频率,s为电动机转差率,p为电动机的定子极对数。
而在这组公式当中,结合了当前电子控制技术,以及结合了现代控制通信技术,这样的变频技术使用后,可以很好的提升电流运行的整体强度,也相应的满足了交流电源的处理分析需求。
2.高压变频器的电动机保护挑战2.1 电动机保护配置需求在基于我国有关电厂用电设计的相关文件信息中,规定高压异步电动机的运行,需要安装纵差动保护装置。
对于6.3MVA以上的变压器,需要设置相应的保护处理方式,以此来保护机组在运行当中以及引出线当中的短路故障处理。
而对于保护装置的内部三相三线继电器接线的设置方式,可以保障系统的运行稳定性。
高压变频技术的推广应用论文
高压变频技术的推广应用论文高压变频技术的推广应用论文摘要:对风机实施变频技术改造,实际上是在拖动风机的电力传动系统中应用了变频调速技术。
使用变频调速技术不但可以有效提高电力传动系统的节能水平,还能加强电力传动系统的控制性。
文章通过实例对高压变频技术的推广应用进行了探讨,对煤矿通风机进行变频调速改造,能创造很大的经济效益。
关键词:变压变频技术;拖动风机;电力传动系统;节能水平;变频调速改造1概述1.1项目背景据调查研究显示,风机配套电机就目前而言占据全国电机装机量高达60%,其耗电量相当于我国发电总量的1/3。
尤其需要注意的是,很多水泵以及风机等机械设备在使用中往往出现大材小用的现象,另因生产制造工艺发生变化,需时常对机械的温度、流量和压力等参数进行调节,以保证正常运转,但当前一些企业仍使用阀门、调节挡风板等落后的方式对机械参数进行调节。
简单说就是通过人力加大阻力,同时耗费更多的电能或金钱达到生产要求。
这种方式增加了资源的浪费,同时调节准确度低,生产需求不能得到很好地满足,严重阻碍生产的稳定开展。
代池坝煤矿大功率设备:264kW主扇风机、地面130kW压风机等设备,启动电流大,电机和传动机械的冲击应力大,消耗了电能,对电网冲击大;从理论和实践上论述了煤矿大型设备节能利用的方法,成功应用“SP500系列烁普变频器”的经验做一介绍,为今后提供了实践经验和理论借鉴,本报告主要针对代池坝煤矿张家湾抽风机成功应用“SP500系列烁普变频器”为例。
1.2项目研究的主要内容主扇风机使用变频节能技术,选择安全、经济、实用的设备。
1.3项目研究的技术路线本成果首先通过调查,确定各种设备节电能力,查阅大量相关节能技术资料,分析研究设备相关运行参数,提出主扇风机采用变频节能技术。
总结在使用中遇到的技术难题,并提出解决方法,最后对本项目进行技术总结。
1.4项目研究的主要技术难点主扇风机使用SP500-P型矿用变频调速节能设备的可靠性。
高压变频技术的应用
高压变频技术的应用【摘要】本文在分析了电炉设备的运行现状和研究了电弧炉除尘系统特点的基础上,通过Harsvert-A型高压变频器在某炼钢厂除尘系统改造中的应用实例,介绍了高压变频技术在炼钢厂电炉除尘系统中的实现。
实例证明,该变频技术在节能降耗、提高自动化控制水平方面具有很好的应用前景。
【关键词】高压变频技术除尘风机节能1.概述。
钢铁厂以其资源密集、能耗密集、生产规模大、物流吞吐量大等特点,长期以来一直被认为是烟尘排放量大、废弃物多、污染大的企业。
而电炉炼钢是钢铁厂造成烟尘污染的主要来源之一。
电炉主要是通过用废钢、铁合金和部分渣料进行配料冶炼,然后熔制出碳钢或不锈钢钢水供连铸用。
电炉炼钢时产生的有害物污染主要体现在电炉加料、冶炼、出钢三个阶段。
吹氧过程的烟气量最大,含尘浓度和烟气温度高。
因此,电炉除尘系统按照吹氧时期的最大烟尘排量进行设计。
在系统最大风量需求的基础上增加1.1-1.3倍的安全阈度进行除尘风机选型设计。
整个炼钢过程中吹氧时期占30-35%,此时风机处于较高负荷运行,而其余时间则处于较低运行工况。
很显然,除尘系统的利用率很低且系统效率差。
长期以来,不论电炉处于哪一个运行阶段,产生的粉尘大小均使除尘风机全速运行,采用入口挡板开度调节,效率低、功率大,造成大量的电能浪费。
随着市场竞争的不断深化,节能降耗提高生产效率成为企业发展提高竞争力的有效手段之一。
而在九十年代开始广泛应用的高压大功率变频调速技术则正是适应了市场的需求,在技术和应用领域上得到不断的进步和拓展。
现在,已广泛应用于电力、石油化工、矿山、冶金、给排水、机车牵引等领域。
某炼钢厂正是在这种状况下,对电炉除尘系统进行高压变频技术改造研究的。
电炉在冶炼过程中的粉尘主要通过炉顶烟道经沉降室沉积,水冷壁冷却后经除尘系统过滤排放;同时利用集尘罩将现场生产车间的粉尘和废气及时排走,以免危及电炉周边工作人员的安全,污染环境。
除尘风机是将烟气吸收排放的主要设备。
高压大功率变频器的研制及应用
高压大功率变频器的研制及应用【摘要】本文介绍了高压大功率变频器的研制及应用情况。
在首先介绍了背景信息,指出高压大功率变频器在工业生产中的重要性。
其次阐述研究意义,即提高生产效率和节约能源。
最后列出了研究的目的和意义,即提供技术支撑和推动产业发展。
在详细介绍了高压大功率变频器的技术特点,研制过程与方法,关键技术突破,以及其应用领域和优势。
结论部分对全文内容进行总结与展望,指出未来发展趋势和对行业的影响。
高压大功率变频器的研究和应用将对工业生产产生重要影响,具有广阔的应用前景。
【关键词】高压大功率变频器、研制、应用、技术特点、研制过程、关键技术、应用领域、优势、展望、总结、发展趋势、行业影响1. 引言1.1 背景介绍随着新能源和智能制造技术的不断发展,高压大功率变频器在各个领域的应用也越来越广泛。
从工业生产到交通运输,从航空航天到船舶制造,高压大功率变频器都发挥着重要的作用。
研究和制造高压大功率变频器已经成为当前电力电子领域的热点之一。
本文将围绕高压大功率变频器的技术特点、研制过程、关键技术突破、应用领域、优势和前景展望等方面展开深入探讨,旨在全面了解高压大功率变频器的研制及应用情况,为相关行业的发展提供参考和指导。
1.2 研究意义高压大功率变频器是电力系统中的重要设备,其研制和应用对于提高电气设备的效率和稳定性具有重要意义。
高压大功率变频器作为电力系统中的关键设备,其稳定性和性能直接影响着整个电力系统的运行效果。
对高压大功率变频器的研究具有重要意义。
研究高压大功率变频器可以提高电力系统的稳定性和可靠性。
通过优化设计和改进技术,可以降低设备的故障率和提高设备的工作效率,从而保障电力系统的正常运行。
研究高压大功率变频器还可以推动电力系统的现代化和智能化发展。
随着科技的进步和社会的发展,电力系统需要不断更新和完善,高压大功率变频器作为电力系统的核心设备,其研究将促进电力系统的现代化转型和智能化发展,推动电力行业的进步和发展。
变频器论文(优秀5篇)
变频器论文(优秀5篇)变频器论文篇一动的交流化、功率变换器的高频化、控制的数字化、智能化和网络化。
因此,变频器作为系统的重要功率变换部件,因提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。
变频器的快速发展得益于电力电子技术、计算机技术和自动控制技术及电机控制理论的发展。
变频器的发展水平是由电力电子技术、电机控制方式以及自动化控制水平三个方面决定的。
当前竞争的焦点在于高压变频器的研究开发生产方面。
随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展,变频器的性能价格比越来越高,体积越来越小,而且厂家仍在不断地提高可靠性,为实现变频器的进一步小型轻量化、高性能化和多功能化以及无公害化而做着新的努力。
辨别变频器性能的优劣,一要看其输出交流电压的谐波对电机的影响;二要看对电网的谐波污染和输入功率因数;最后还要看本身的能量损耗(即效率)。
这里仅以量大面广的交—直—交变频器为例,阐述其发展趋势:主电路功率开关元件的自关断化、模块化、集成化、智能化;开关频率不断提高,开关损耗进一步降低。
在变频器主电路的拓扑结构方面。
变频器的网侧变流器对低压小容量的装置常采用6脉冲变流器,而对中压大容量的装置采用多重化12脉冲以上的变流器。
负载侧变流器对低压小容量装置常采用两电平的桥式逆变器,而对中压大容量的装置采用多电平逆变器。
对于四象限运行的转动,为实现变频器再生能量向电网回馈和节省能量,网侧变流器应为可逆变流器,同时出现了功率可双向流动的双PWM变频器,对网侧变流器加以适当控制可使输入电流接近正弦波,减少对电网的公害。
脉宽调制变压变频器的控制方法可以采用正弦波脉宽调制控制、消除指定次数谐波的PWM控制、电流跟踪控制、电压空间矢量控制(磁链跟踪控制)。
交流电动机变频调整控制方法的进展主要体现在由标量控制向高动态性能的矢量控制与直接转矩控制发展和开发无速度传感器的矢量控制和直接转矩控制系统方面。
微处理器的进步使数字控制成为现代控制器的发展方向。
高压大功率变频器的研制及应用
Development of high-voltage power converter andApplication1 INTRODUCTIONShandong scenery Electronics Co., Ltd. is in the development of low-voltage inverter years on the basis of a comprehensive domestic and international high-voltage power converter for a variety of advantages and disadvantages, the optimal use of the successful development of the programme, and in December 2002 adopted the Provincial-level scientific and technological achievements and products identified as high-voltage power converter domestic product of the relatively small number of one of several enterprises.2 Is domestic production of high-voltage power converter and the advantages and disadvantages of the programme At present, the domestic production of high-voltage power converter, with two kinds of programmes Zhanzhu Liu: One is the formation of high-voltage power unit series of multiple technology; other is the use of high-voltage module of the three-level structure. And the other using high - low - high programme, due to boost output transformer of technical difficulty, high cost area, have been basically eliminated. So a high - high-high-voltage power converter programme is the main direction of development.And the high - the programme is divided into multiple high-technology (CSML) and three-level (NPC) programme, some manufacturers use high-voltage power converter is the three-level programme, and most manufacturers are using Low-voltage module, multi-unit series of multiple technologies. Comparing these two programmes, each with advantages and disadvantages of the main problems:(1) devicesCSML use, high number of devices, but they are low-voltage devices, not only low prices, but also easy to purchase, the replacement of convenience. Low-voltage device technology is more mature. The NPC programme, using devices small, but high costs and difficulties in the acquisition, maintenance inconvenient.(2)pressure (including both static and dynamic pressure-pressure)Grading is the impact of high voltage inverter an important factor. NPC adopted, when the output voltage is high (such as 6 kV), a single-use devices can not meet therequirements of pressure, the device must be used directly in series, which are bound to bring pressure problems, loss of the three-level structure of the strengths of both pressure , The reliability of the system will also be affected. The programme used CSML there were no pressure problems. Only when there is Rapid inverter in the braking, the motor in the braking power generation, resulting in unit within the DC bus voltage increase, the elements of the DC bus voltage level may exist differences increased, by detecting DC bus voltage power unit, when Any unit of DC bus voltage exceeds a certain threshold value, the automatic extension of time to slow down to prevent the DC bus voltage increases, the so-called over-voltage features to prevent stall. This technology in the low-voltage inverter that are widely used and successful.(3) on the grid harmonic pollution and power factorAs CSML Enter the rectifier circuit pulse a few more than NPC, the former enter the advantages of harmonic Obviously, the integrated power factor also have certain advantages(4) output waveformNPC is the way the output voltage of the three-level, line voltage is five levels. The CSML way for the voltage output of the 11-level, line voltage of 21 level (in terms of the five units in series), and the latter equivalent switching frequency much higher than the former, the latter in the quality of the output waveform is also higher than the The former.(5) dv / dtNPC form of the output voltage transition stage for the high-voltage DC bus voltage of the half, the 6 kV output converter, for about 4 kV. CSML way the output voltage transition stage as a unit of the DC bus voltage, no more than 1 kV, so the gap between the former than the latter is also very clear.(6) system efficiencyInverter circuit on the transformer and the case, NPC ways and means CSML efficiency is very close. However, due to differences in the quality of the output waveform, the use of general Motors, the former must set the output filter, which do not have to. The filter about the existence of the impact on the efficiency of about 0.5 percent.(7) four-quadrant operationNPC way when entering a symmetric PWM converter, you can achieve the four-quadrant operation, can be used to mill, winch and other equipment; CSML way and will not be able to achieve four quadrant operation. Can only be used to fan, water pump load category.(8) redundancy designNPC form of redundancy design difficult to achieve, and CSML way can easily bypass the use of power unit technology and redundant power unit design, is conducive togreatly improving the reliability of the system.(9) maintainabilityIn addition to reliability, serviceability, high-voltage power converter is to measure the merits and demerits of an important factor, CSML approach is modular in design, the replacement power unit, as long as the removal of three exchanges input terminals and output terminals two exchanges, and An optical fiber plug, you can take the whole unit, is very convenient. The NPC approach is not so convenient.In short, three-level voltage inverter-shaped structure is simple, and can make thefour-quadrant operation converter, the wide scope of application. If voltage is high, the device used directly in series, are brought pressure problem, and there output harmonic and dv / dt and other issues, generally to set output filter, power grids in the higher harmonic distortion, but also Input filter settings. And multiple PWM voltage converter does not exist-pressure problem, and the input harmonic and dv / dt, and so there are obvious advantages. For ordinary fans, pumps category generally do not requirefour-quadrant operation of occasions, CSML converter has a wider application. Such converter has been perfect at home and abroad as the designers no harmonic frequency converter.My company's design staff through multi-explore the advantages and disadvantages of integrated programmes, the final selection of the perfect harmonic frequency converter with the CSML programme as our best choice, this is what we introduced to the market and the JD-BP37 JD - BP38 series of high-voltage power converter.3 converter performance characteristics(1) a multi-power inverter module series programme, the output waveform distortion small, can be allocated to the general exchange of motors, not output filter.(2) use of multiple input side of the phase-shifting rectifier technology, current harmonic small, high power factor.(3) controller and the communications between the power unit with multiple parallel fiber to achieve and enhance the anti-interference, and reliability.(4) controller using a high-pressure independent of the source of power supply system is conducive to整机commissioning and operation of the training.(5) the use of all Chinese color LCD touch Windows interface.(6) main circuit modular design, installation, commissioning, -friendly.(7) integrity of the fault monitoring and alarm protection.(8) can choose the scene control, remote control.(9) Built-in PID regulator, open-loop or closed-loop operation.(10) may need to print output running statements.4 Principle4.1 The basic principleThe frequency converter to pay - straight - cross-unit series multi-level voltage inverter governor, principle diagram as shown in Figure 1. The number of units depending on the number of high and low voltage may be, this phase was sentenced to eight units each, a total of 24 units as an example. Each power unit to bear all of the electrical current, 1 / 8 of the voltage, 1 / 24 of output power. 24 units are self-reliance in the transformer on the importation of an independent three-phase winding. Power unit between the transformer and the second between the winding insulation. Secondary winding to a triangle of Yanbian, aimed at achieving multiple, lower input current harmonic components. 24 second phase winding divided into three groups, mutual difference of 20 °, as the base to phase B, A unit of the eight corresponding eight ahead of second winding B of 20 °, C of the eight units corresponding 8 2 Behind B of the winding 20 °, a 18 pulse rectifier circuit.整机schematic shown in Figure 2.4.2 power unit circuitFig 1 block diagram of the programmeFig 2schematics (for concise, painting the map in only 18 unitsAll units have six diodes to achieve three-phase full-wave rectification, four of asingle-phase IGBT inverter circuit. Power unit of the main circuit as shown in Figure 3 and 4 respectively IGBT of T1, T2, T3, T4 indicated that they were the gate voltage is UG1, UG2, UG3, UG4,Each unit of output power are the same PWM wave. Power unit output waveform shown in Figure 4. Inverter, a multi-phase PWM translation technology. The same with the same power output module of the reference voltage (the same rate, the same frequency, with phase). After the superposition of multiple unit output waveform as shown in Figure 5.4.3 system structure and control(1) system architectureThe whole system isolation transformers, three frequency counters and a control cabinet composition, see Figure 6.。
高压大功率变频器的研制及应用
高压大功率变频器的研制及应用1 导言山东风景电子有限公司是在多年研发中低压变频器的基础上,归纳了国内外高压大功率变频器的多种计划的优缺点,选用最优计划研发成功的,并于2002年12月通过了省级科技成果及商品判定,成为国内出产高压大功率变频器的为数较少的几个公司之一。
2 国内现出产的高压大功率变频器的计划及优缺点当前,国内出产的高压大功率变频器中,以2种计划占干流:一种是功率单元串联构成高压的多重化技能;另一种是选用高压模块的三电平布局。
而其他的选用高-低-高计划的,因为输出升压变压器技能难度高,本钱高,占地面积大,都已根本被筛选。
因而选用高-高计划是高压大功率变频器的首要发展方向。
而高-高计划又分为多重化技能(简称CSML)和三电平(简称NPC)计划,当前有的厂家出产的高压大功率变频器是选用的三电平计划,而大多数厂家则是选用低压模块、多单元串联的多重化技能。
这2种计划比拟,各有优缺点,首要表如今:(1) 器材选用CSML方法,器材数量较多,但都是低压器材,不光价钱低,并且易置办,替换便利。
低压器材的技能也较老练。
而NPC计划,选用器材少,但本钱高,且置办艰难,维修不便利。
(2) 均压疑问(包含静态均压和动态均压)均压是影响高压变频器的重要因素。
选用NPC方法,当输出电压较高时(如6kV),单用单个器材不能满意耐压需求,有必要选用器材直接串联,这必定带来均压疑问,失掉三电平布局在均压方面的优势,体系的牢靠性也将受到影响。
而选用CSML计划则不存在均压疑问。
仅有存在的是当变频器处于疾速制动时,电动机处于发电制动状况,致使单元内直流母线电压上升,各单元的直流母线电压上升程度能够存在区别,通过检测功率单元直流母线电压,当任何单元的直流母线电压超越某一阈值时,主动延伸减速时刻,以避免直流母线电压上升,即所谓的过压失速避免功用。
这种技能在低压变频器中被广泛选用,非常成功。
(3) 对电网的谐波污染和功率因数因为CSML方法输入整流电路的脉波数超越NPC方法,前者在输入谐波方面的优势很显着,因而在归纳功率因数方面也有必定的优势(4) 输出波形NPC方法输出相电压是三电平,线电压是五电平。
高压变频调速技术装置在电力系统中的应用研究
高压变频调速技术装置在电力系统中的应用研究引言随着能源需求的快速增长,电力系统的可靠性和效率要求也越来越高。
为了满足这些需求,高压变频调速技术装置应运而生。
本文将着重探讨高压变频调速技术装置在电力系统中的应用,并探讨其对电力系统稳定性和能源效率的影响。
一、高压变频调速技术装置概述高压变频调速技术装置是一种能将直流电转换为交流电并实现电压、频率调整的装置。
它利用电力电子器件,如变频器和逆变器,将电力从固定频率转化为可调的频率,并通过控制电压大小来实现电机的调速功能。
高压变频调速技术装置因其高效、灵活的特性,得到了广泛的应用。
二、高压变频调速技术装置在电力系统中的应用1. 高压变频调速技术装置在发电厂中的应用高压变频调速技术装置在发电厂中起着至关重要的作用。
通过控制电机的转速,变频调速装置可以实现对发电机组的负荷调节和平衡。
这不仅能够提高发电机组的运行稳定性,还能帮助发电厂更好地应对负荷波动带来的电力供应压力。
2. 高压变频调速技术装置在输电线路中的应用高压变频调速技术装置在输电线路中的应用主要体现在电压和频率的调整上。
通过对输电线路中的电力进行控制,高压变频调速技术装置可以有效地实现电力传输的稳定性和可靠性。
此外,它还可以通过调整电流大小,提高电力传输的效率。
3. 高压变频调速技术装置在电力变压器中的应用电力变压器是电力系统中不可或缺的关键设备。
高压变频调速技术装置可以通过控制电流和电压大小,实现对电力变压器的调节和保护。
这不仅有助于提高变压器的工作效率,还可以延长变压器的使用寿命。
4. 高压变频调速技术装置在配电系统中的应用高压变频调速技术装置在配电系统中的应用主要体现在电能质量和能源效率的提升上。
通过调整电压和频率,高压变频调速技术装置可以有效地改善配电系统的电能质量,减少电能损耗,提高能源的利用效率。
三、高压变频调速技术装置的挑战和前景尽管高压变频调速技术装置在电力系统中具有众多优点和应用前景,但仍面临一些挑战。
大功率高压变频装置在半导体制造中的应用技术研究
大功率高压变频装置在半导体制造中的应用技术研究随着科技的发展和人们对高效能电子产品的需求增加,半导体制造业正迎来快速发展的机遇。
而大功率高压变频装置作为现代电力转换技术的重要组成部分,在半导体制造中的应用技术研究变得愈发重要。
本文将深入探讨大功率高压变频装置在半导体制造中的应用技术研究,并分析其潜在的优势以及未来的发展前景。
首先,大功率高压变频装置在半导体制造中的应用主要体现在两个方面:电力供应和电力转换。
电力供应方面,半导体制造过程中需要大量的电能供应,而大功率高压变频装置能够提供高效、稳定的电能供应,确保制造过程的可靠性和连续性。
同时,电力转换方面,半导体设备需要在不同的电压和频率下工作,大功率高压变频装置可以通过调节输出的电压和频率,满足半导体设备的工作要求,提高设备的性能和稳定性。
其次,大功率高压变频装置在半导体制造中的应用技术研究在以下几个方面具有重要意义。
首先是效率和节能方面,大功率高压变频装置的引入可以显著提高能源利用效率和减少能源浪费,对于半导体制造业来说,这意味着更低的生产成本和更环保的生产过程。
其次是稳定性和可靠性方面,大功率高压变频装置能够提供稳定、可靠的电力供应,对于半导体设备的正常工作至关重要,因此,其应用技术研究在提高设备运行稳定性和可靠性方面具有重要意义。
此外,大功率高压变频装置在半导体制造中的应用技术研究还能提高半导体设备的性能和精度,进一步推动半导体制造行业的发展。
在大功率高压变频装置的应用技术研究中,有几个关键的技术方向值得关注。
首先是电力传输和变换技术。
大功率高压变频装置需要具备高效的电力传输和变换能力,能够实现高效能电力的传输和变换,从而满足半导体制造的需求。
其次是控制技术和稳定性研究。
在半导体制造中,对电力供应的稳定性和可控性要求非常高,因此,大功率高压变频装置需要具备高精度的控制技术,能够实现对电压和频率的精确调节,以及对电力的稳定控制。
此外,还需要对大功率高压变频装置的可靠性进行深入的研究,以提高其长期使用的稳定性和可靠性。
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高压大功率变频器应用研究论文引言山东风光电子有限公司是在多年研制中低压变频器的基础上,综合了国内外高压大功率变频器的多种方案的优缺点,采用最优方案研制成功的,并于2002年12月通过了省级科技成果及产品鉴定,成为国内生产高压大功率变频器的为数较少的几个企业之一。
2国内现生产的高压大功率变频器的方案及优缺点目前,国内生产的高压大功率变频器中,以2种方案占主流:一种是功率单元串联形成高压的多重化技术;另一种是采用高压模块的三电平结构。
而其他的采用高-低-高方案的,由于输出升压变压器技术难度高,成本高,占地面积大,都已基本被淘汰。
因此采用高-高方案是高压大功率变频器的主要发展方向。
而高-高方案又分为多重化技术(简称CSML)和三电平(简称NPC)方案,目前有的厂家生产的高压大功率变频器是采用的三电平方案,而大多数厂家则是采用低压模块、多单元串联的多重化技术。
这2种方案比较,各有优缺点,主要表现在:(1)器件采用CSML方式,器件数量较多,但都是低压器件,不但价格低,而且易购置,更换方便。
低压器件的技术也较成熟。
而NPC方案,采用器件少,但成本高,且购置困难,维修不方便。
(2)均压问题(包括静态均压和动态均压)均压是影响高压变频器的重要因素。
采用NPC方式,当输出电压较高时(如6kV),单用单个器件不能满足耐压要求,必须采用器件直接串联,这必然带来均压问题,失去三电平结构在均压方面的优势,系统的可靠性也将受到影响。
而采用CSML方案则不存在均压问题。
唯一存在的是当变频器处于快速制动时,电动机处于发电制动状态,导致单元内直流母线电压上升,各单元的直流母线电压上升程度可能存在差异,通过检测功率单元直流母线电压,当任何单元的直流母线电压超过某一阈值时,自动延长减速时间,以防止直流母线电压上升,即所谓的过压失速防止功能。
这种技术在低压变频器中被广泛采用,非常成功。
(3)对电网的谐波污染和功率因数由于CSML方式输入整流电路的脉波数超过NPC方式,前者在输入谐波方面的优势很明显,因此在综合功率因数方面也有一定的优势(4)输出波形NPC方式输出相电压是三电平,线电压是五电平。
而CSML方式输出相电压为11电平,线电压为21电平(对五单元串联而言),而且后者的等效开关频率大大高于前者,所以后者在输出波形的质量方面也高于前者。
(5)dv/dtNPC方式的输出电压跳变台阶为高压直流母线电压的一半,对于6kV输出变频器而言,为4kV左右。
CSML方式输出电压跳变台阶为单元的直流母线电压,不会超过1kV,所以前者比后者的差距也是很明显的。
(6)系统效率就变压器与逆变电路而言,NPC方式与CSML方式效率非常接近。
但由于输出波形质量差异,若采用普通电机,前者必须设置输出滤波器,后者不必。
而滤波器的存在大约会影响效率的0.5%左右。
(7)四象限运行NPC方式当输入采用对称的PWM整流电路时,可以实现四象限运行,可用于轧机、卷扬机等设备;而CSML方式则无法实现四象限运行。
只能用于风机、水泵类负载。
(8)冗余设计NPC方式的冗余设计很难实现,而CSML方式可以方便的采用功率单元旁路技术和冗余功率单元设计方案,大大的有利于提高系统的可靠性。
(9)可维护性除了可靠性之外,可维护性也是衡量高压大功率变频器的优劣的一个重要因素,CSML方式采用模块化设计,更换功率单元时只要拆除3个交流输入端子和2个交流输出端子,以及1个光纤插头,就可以抽出整个单元,十分方便。
而NPC 方式就不那么方便了。
总之,三电平电压形变频器结构简单,且可作成四象限运行的变频器,应用范围宽。
如电压等级较高时,采用器件直接串联,带来均压问题,且存在输出谐波和dv/dt等问题,一般要设置输出滤波器,在电网对谐波失真要求较高时,还要设置输入滤波器。
而多重化PWM电压型变频器不存在均压问题,且在输入谐波及dv/dt等方面有明显优势。
对于普通的风机、水泵类一般不要求四象限运行的场合,CSML变频器有较广阔的应用前景。
这类变频器又被国内外设计者称之为完美无谐波变频器。
我公司的设计人员经过多方探讨,综合各种方案的优缺点,最后选定了完美无谐波变频器的CSML方案作为我们的最佳选择,这就是我们向市场推出的JD-BP37和JD-BP38系列的高压大功率变频器。
3变频器的性能特点(1)变频器采用多功率单元串联方案,输出波形失真小,可配接普通交流电机,无须输出滤波器。
(2)输入侧采用多重化移相整流技术,电流谐波小,功率因数高。
(3)控制器与功率单元之间的通信用多路并行光纤实现,提高了抗干扰性及可靠性。
(4)控制器中采用一套独立于高压源的电源供电系统,有利于整机调试和操作人员的培训。
(5)采用全中文的Windows彩色液晶显示触摸界面。
(6)主电路模块化设计,安装、调试、维护方便。
(7)完整的故障监测和报警保护功能。
(8)可选择现场控制、远程控制。
(9)内置PID调节器,可开环或闭环运行。
(10)可根据需要打印输出运行报表。
4工作原理4.1基本原理本变频器为交-直-交型单元串联多电平电压源变频调速器,原理框图如图1所示。
单元数的多少视电压高低而定,本处以每相为8单元,共24单元为例。
每个功率单元承受全部的电机电流、1/8的相电压、1/24的输出功率。
24个单元在变压器上都有自立独立的三相输入绕组。
功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘。
二次绕组采用延边三角形接法,目的是实现多重化,降低输入电流的谐波成分。
24个二次绕组分成三相位组,互差为20°,以B相为基准,A相8个单元对应的8个二次绕组超前B相20°,C相8个单元对应的8个二次绕组落后B相20°,形成18脉冲整流电路结构。
整机原理图如图2所示。
4.2功率单元电路所有单元都有6支二极管实现三相全波整流,有4个IGBT管构成单相逆变电路。
功率单元的主电路如图3所示,4个IGBT管分别用T1、T2、T3、T4表示,它们的门极电压分别是UG1、UG2、UG3、UG4、每个功率单元的输出都是一样的PWM波。
功率单元输出波形如图4所示。
逆变器采用多电平移相PWM技术。
同一相的功率单元输出完全相同的基准电压(同幅度、同频率、同相位)。
多个单元迭加后的输出波形如图5所示。
4.3系统结构与控制(1)系统结构整个系统有隔离变压器、3个变频柜和1个控制柜组成,参见图6。
a)隔离变压器原边为星形接法,副边共有24个独立的三相绕组,为了适应现场的电网情况,变压器原边留有抽头b)变频柜A、B、C三相分装在3个柜内,可分别称为A柜、B柜、C柜c)控制柜柜内装有控制系统,柜前板上装有控制面板、控制接线排等。
由于电压等级和容量的不同,不同机型的单元的数量不同,面板的布置也会有些不同。
4.4系统控制整机控制系统有16位单片机担任主控,24个功率单元都有一个自己的辅助CPU,由8位单片机担任,此外还有一个CPU,也是8位单片机,负责管理键盘和显示屏。
(1)利用三次谐波补偿技术提高了电源电压利用率。
(2)控制器有一套独立于高压电源的供电体系,在不加高压的情况下,设备各点的波形与加高压情况相同,这给整机可靠性、调试带来了很大方便。
(3)系统采用了先进的载波移相技术,它的特点是单元输出的基波相迭加、谐波彼此相抵消。
所以串联后的总输出波形失真特别小。
5现场应用本公司分别于2002年8月、10月和2003年3月、4月分别在山东莱芜钢铁股份有限公司炼铁厂、辽河油田锦州采油厂、浙江永盛化纤有限公司应用了本公司生产的高压大功率变频器JD-BP37-630F2台、JD-BP38-355、JD-BP37-550F各1台。
从运行情况看:(1)变频器结构紧凑,安装简单由于变频器所有部分都装在柜里,不需要另外的电抗器、滤波器、补偿电容、启动设备等一系列其他装置,所以体积小,结构紧凑,安装简单,现场配线少,调试方便。
(2)电机及机组运行平稳,各项指标满足工艺要求。
由变频器拖动的电机均为三相普通的异步电动机,在整个运行范围内,电机始终运行平稳,温升正常。
风机启动时的噪音及启动电流很小,无任何异常震动和噪音。
在调速范围内,轴瓦的最高温升均在允许的范围内。
(3)变频器三相输出波形完美,非常接近正弦波。
经现场测试,变频器的三相输出电压波形、电流波形非常标准,说明变频器完全可以控制一般的普通电动机运行,对电机无特殊要求。
(4)变频器运行情况稳定,性能良好。
该设备投运以来,变频器运行一直十分稳定。
设备运行过程中,我公司技术人员对变频器输入变压器的温升,功率单元温升定期巡检,完全正常。
输出电压及电流波形正弦度很好,谐波含量极少,效率均高于97%,优于同类进口设备。
(5)运行工况改善,工人劳动强度降低。
变频器可随着生产的需要自动调节电动机的转速,达到最佳效果,工人工作强度大大降低。
(6)变频器操作简单,易于掌握及维护。
变频器的起停,改变运行频率等操作简便,操作人员经过半个小时培训就可以全面掌握。
另外,变频器各种功能齐全,十分完善,提高了设备可靠性,而且节电效果明显。
以山东莱钢股份有限公司应用的JD-BP37-630F变频器为例,该系统生产周期大约为1h,出铁时间为20min,间隔约40min,系统配置电机的额定电流为80A,根据运行情况,及其它生产线的实际运行情况,预计该电机运行电流应在60A,以变频器上限运行频率45HZ时,电流为45A,间隔时间运行频率20HZ时,电流为20A。
根据公式测算节能效果达到42.7%。
6结束语从这几台这几个月的运行情况看,我公司自行研制生产的高压大功率变频器,运行稳定可靠,节能效果显著,改善了工作人员的工作环境,降低了值班人员的劳动强度。
变频器对电机保护功能齐全,减少了维修费用,延长了电机及风机的使用寿命,给用户带来了显著的经济效益,深得用户好评。
据专家估计我们国家6kV以上的高压大功率电机约有3万多台,约合650万kW,因此,高压大功率变频器的市场是极其广阔的。
参考文献[1]徐甫荣.大功率风机水泵调速节能运行的技术经济分析[J].变频器世界,2001,(8).。