变频技术十篇

变频技术篇1

关键字：变频器；检修；技术

引言：变频调速器作为一种高效节能的电机调速装置，因其较高的性能价格比在工厂得到了越来越广泛的应用。维护、维修、测试变频调速器的工作变得日趋重要，因而使变频调速器维修测试平台成为应用领域不可缺少的设备。莱钢自动化部于2002年设计、组建了变频调速器维修测试平台。变频调速器维修测试平台主要由两部分组成，维修部分和测试部分。

1.变频器的构成

变频器主要是由主电路、控制电路组成。

主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。

控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。①运算电路：将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。 ②电压、电流检测电路：与主回路电位隔离检测电压、电流等。 ③驱动电路：驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。④速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。⑤保护电路:检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流、变频器应用维护保养。由于变频器能适应生产工艺的多方面要求，尤其是在工业自动化控制应用上，交流变频调速技术已经上升为工业自动化控制的主流。交流调速系统的性能已经可以和直流调速系统相匹敌，甚至可以超过直流系统。它采用的全数字控制方式，使信息处理能力大幅度地增强。同时它将实用经验和技巧不断地融入软件功能中，采用模拟控制方式无法实现的复杂控制在今天都已成为可能，使变频器的可靠性、可使用性、可维护得以充实。由于变频器具有调速性能好、调速范围宽和运行效率高，使用操作方便，且宜于同其它设备接口等一系列优点，所以应用越来越广泛。

2.变频调速器维修部分的组成

从前几次维修变频器的经验来看，与强电相关的器件、大功率器件，电源部分以及相应的驱动部分电路损坏频率较高，当然在以后的维修过程中会出现各种各样的故障现象，表现与其相应的电子电路有关。电子设备的维修过程就是寻找相应故障点的过程。在维修过程中，我们还是应该坚持以人为主，设备为辅的原则，充分发挥人的主观能动性，降低维修成本，从故障现象入手，分析电路原理、时序关系、工作过程，找出各种可能存在的故障点，然后借助一些维修检测设备，确定故障点，确定故障元器件，(包括定性与定量指标)，然后寻找相应的器件进行替换，使设备恢复其固有的性能指标。

3.变频器维修方法

往往变频器的故障只有一点，而对于维修者最重要的就是找到故障点，有针对性地处理问题，尽量减少无用的拆卸，尤其是要尽量减少使用烙铁的次数。除了经验，掌握正确的检查方法是非常必要的。正确的方法可以帮助维修者由表及里，由繁到简，快速的缩小检测范围，最终查出故障并适当处理而修复。

3.1报警参数检查法：变频器会针对电压、电流、温度、通讯等故障给出相应的报错信息，而且大部分采用微处理器或DSP处理器的变频器会有专门的参数保存3次以上的报警记录。

3.2类比检查法：此法可以是自身相同回路的类比，也可以是故障板与已知好板的类比。这可以帮助维修者快速缩小检查范围。

3.3备板置换检查法：利用备用的电路板或同型号的电路板确认故障，缩小检查范围是非常行之有效的方法。

3.4隔离检查法：有些故障常常难于判断发生在那个区域，采取隔离的办法就可以将复杂的问题简单化，较快地找出故障原因。

3.5直观检查法：就是发挥人的手、眼、耳、鼻的感知器官来寻找出故障原因。

3.6升降温检查法：此法对于一些特殊的故障非常见效。人为地给一些温度特性较差的元件加温或降温，产生“病症”或消除“病症来查找故障原因

3.7破坏检查法：就是采取某种手段，取消内部保护措施，模拟故障条件破坏有问题的器件。令故障的器件或区域凸现出来。

3.8敲击检查法：用绝缘的橡胶棒敲击有可疑的不良部位，如果变频器的故障消失或再现则很可能问题就出在那里。

3.9刷洗检查法：很多特殊的故障，时有时无，若隐若现，令人无法判断和处理。这时就可以用清水或酒精清洗电路板，同时用软毛刷刷去电路板上的灰尘，锈迹，尤其注意焊点密集的地方，过孔和与0伏铜层接近的电路也要清洗干净，然后用热风吹干。往往会达到意想不到的效果。至少有助于观察法的应用。

3.10原理分析检查法：原理分析是故障排除的最根本方法，其他检查方法难以奏效时，可以从电路的基本原理出发，一步一步地进行检查，最终查出故障原因。

4.维修过程

4.1询问用户变频器的故障现象，包括故障发生前后外部环境的变化。例如，电源的异常波动、负载的变化。

4.2根据用户的故障描述，分析可能造成此类故障的原因。

4.3打开被维修的设备，确认被损坏的程序，分析维修恢复的可行性。

4.4根据被损坏器件的工作位置，通过阅读电路，分析电路工作原理，从中找出损坏器件的原因，以及一些相关的电子电路。

4.5寻找相关的器件进行替换。

4.6在确定所有可能造成故障，所有原因都排除的情况下，通电进行实验，在做这一步的时候，一般要求所有的外部条件都具备，并且不会引起故障的进一步扩大化。

4.7在设备工作正常的情况下，就可以进入下一个程序，系统测试。

5.变频器本身的故障自诊断及预防功能

老型号的晶体管变频器主要有以下缺点：容易跳闸、不容易再启动、过负载能力低。由于IGBT及CPU的迅速发展，变频器内部增加了完善的自诊断及故障防范功能，大幅度提高了变频器的可靠性。 如果使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”，其中的“启动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因，将得到很好的克服。该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算，计算出当前时刻所需要的转矩，迅速对输出电压进行修正和补偿，以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。此外，由于变频器的软件开发更加完善，可以预先在变频器的内部设置各种故障防止措施，并使故障化解后，仍能保持继续运行。

6.结束语

变频器的维修工作是一项理论知识、实践经验与操作水平的结合的工作，其技术水平代表着变频器的维修质量。所以我们要经常阅读一些有关的书报杂志，不断了解这些电子元器件所具备的功能和特点，开拓思路，给维修工作以启迪，并将这些学到的知识应用于实际工作中，解决一些维修过程中无法解决的问题，以使自己的技术水平不断提高。变频器是运动控制系统中的功率变换器-变频发展分析变频器是运动控制系统中的功率变换器。当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域，总的发展趋势是：驱动的交流化，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，提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。

参考文献：

变频技术篇2

关键词：变频调速技术 节水 节能 城乡供水 农业灌溉 自动控制装置

1 立项背景及技术创新点

水资源及能源紧缺是制约我国经济发展的重要因素，节水节能是我国社会经济持续发展的基本国策.美国从20世纪90年代将变频节水节能技术应用于平移式、轴转动式喷灌机及管道灌溉等系统，经测试其节能率为39％～56％，节水率为15％～30％，既稳定了管网压力，提高了灌溉质量，又节水节能，便于自动化管理，但其价格昂贵.当时，在我国城乡供水及水泵抽灌系统中，水泵一旦开始工作，电机便以额定转速运行，并以额定出水量供水，当用水量减少或在用水低谷时，管网压力过高，水龙头（或喷头）和输水管道往往被损坏，使水白白流掉，电能白白耗掉；有些系统通过阀门控制出水量，来减少供水管网压力升高，这样也造成电能与水资源的浪费.

“九五”期间，我国在工业上将交流变频调速技术列为新技术推广项目，但当时水利行业在灌溉方面未应用.为改善上述资源浪费状况，生产出价格低廉，农业能够接受的变频节水节能控制装置，水利部西北水利科学研究所承担了水利部“948”计划项目“变频节水节能技术”，本项目的关键技术为交流变频调速技术.1998年12月，我们引进了德国的8210和8220系列变频器标准规范、技术指标、性能参数检测方法和部分样机.交流变频技术大致可分为直—交变频与交—交变频两种，我们引进的为直—交变频技术，即通常所见的变频器大多采用的变频技术.我们的技术路线是引进关键技术，并对其消化吸收，在此基础上，开发技术，研制并生产变频节水节能产品，并重点进行推广应用.

该项技术引进后，我们对进口样机的性能参数进行了全面测量和记录，在消化吸收的基础上研制开发出了四个系列的变频调速节水节能装置，这些变频节水节能产品除了变频调速器和PLC外，其他已全部国产化.本文介绍CX-B系列变频恒压供水自动控制装置和CX-D系列变频恒压节水灌溉自动控制装置.

本项目的技术创新点：（1）把交流变频调速技术应用于城乡供水及农业灌溉中，达到节水节能效果；（2）根据项目需要，自己研制出水位显示控制器，提高自动化程度；（3）根据实际需要，研制出多段压力设置转换电路，适应农业多种灌溉方式；（4）将变频调速技术、可编程序控制技术、水位显示控制技术、压力传感技术等进行了集成.

2 变频调速的基本原理

交流异步电动机的转子转速n可以用下式表示

式中 f——定子供电电源的频率；

p——电动机的极对数；

s——异步电动机的转差率.

由式（1）可见，当平滑地改变异步电动机的供电频率f时，即可改变电动机转子的转速n..

根据水泵的相似原理

式中的Q、H、P、n分别为水泵的流量、扬程、轴功率和转速.

由式（2）、式（3）、式（4）可知，基于转速控制比基于流量控制可以大幅度降低轴功率.

3 CX-B系列变频恒压供水自动控制装置

3.1 基本构成

整个恒压供水系统由CX-B系列变频恒压供水自动控制装置与水泵电机组合而成（见图1）.该装置由变频器（内含PID调节器）、可编程时控开关、可编程控制器（PLC）、水位显示控制器、远传压力表、水位传感器及相关电气控制部件构成，是一种具有变频调速和全自动闭环控制功能的机电一体化智能设备（见图2），它可同时对一台或多台三相380V，50Hz的水泵电机进行自动控制.

图1 变频恒压供水系统组成

图2变频恒压供水自动控制装置结构原理框图

3.2 工作原理

CX-B系列变频恒压供水自动控制装置以变频方式工作时，水泵电机以软启动方式启动后开始运转，由远传压力表检测供水管网实际压力，管网实际压力与设定压力经过比较后输出偏差信号，由偏差信号控制调整变频器输出的电源频率，改变水泵转速，使管网压力不断向设定压力趋近.这个闭环控制系统通过不断检测、不断调整的反复过程实现管网压力恒定，从而使水泵根据需水量自动调节供水量，达到节能节水的目的.

PLC的主要控制作用：（1）控制多台水泵（包括备用泵）循环软启动，周期性地以变频方式工作；（2）控制备用泵的自动启动.当第一台水泵电机以变频方式运行，并达到额定功率（即变频器输出电源频率达到50H），而供水管网压力未达到设定压力时，第二台水泵电机会自动启动，并以工频方式运行，这时若管网压力仍不能达到设定压力时，第三台水泵电机会自动启动，第一台水泵仍以变频方式运行，达到保持管网恒压的目的，投入运行的水泵数量由装置根据管网压力自动控制.

水位显示控制器设有上、中、下3个水位控制限，当池水位从上限降到中限位置时，控制器输出补水泵启动信号，使补水泵向池内补水，补至上限时，控制器输出补水泵停机信号，停止补水；当池水位降到下限时，控制器输出取水泵停机信号，使取水泵停止取水，待水位上升到中限后，控制器使取水泵自动启动，恢复取水.

3.3 控制功能

CX-B系列变频恒压供水自动控制装置具有以下控制功能：（1）设有手动/自动切换电路，当切换至自动位置时，系统可根据出口压力变化，自动调节变频泵的转速和自动启动、停止备用泵，以维持出口压力恒定，当变频控制电路出现故障时，可切换至手动位置，使水泵直接在工频下运行，保证正常供水；（2）能够在1d内设置1～9个供水时间段，一周内各天的供水时间可以不同；（3）用PLC控制水泵（包括备用泵）全循环软启动，周期性地自动交换使用，以期水泵寿命基本一致；（4）地下蓄水池缺水后取水泵自动停机保护，补水泵自动开机补水，蓄满水后补水泵自动停机，蓄水池水位以数字显示；（5）故障显示及报警，具有缺相、短路、过热、过载、过压、欠压、漏电、瞬时断电保护等电气保护功能.

4 CX-D系列变频恒压节水灌溉自动控制装置

4.1 基本构成

整个恒压供水系统由CX-D系列变频恒压节水灌溉自动控制装置与水泵电机组合而成（见图1）.一些节水灌溉基地设计有喷灌、微喷灌、滴灌等多种灌溉方式，不同的灌溉方式所需的工作压力不同.为使同一供水管网能为不同灌溉方式提供不同的工作压力，在CX-B系列变频恒压控制装置的基础上增加了多段压力设置转换电路，它可同时对一台或多台三相水泵电机进行自动控制（见图3）.

图3变频恒压节水灌溉自动控制装置结构原理框图

4.2 工作原理

CX-D系列变频恒压节水灌溉自动控制装置除多段压力设置转换电路外，其他部分的工作原理与CX-B系列变频恒压供水自动控制装置相同.多段压力设置转换电路中设计了对应于喷灌、微喷灌、滴灌及管道灌溉4个压力档位，在进行灌溉时，PLC按灌溉方式输出对应的控制信号，压力设置转换电路自动转换到相应压力档位，该装置就在这一设定压力下以恒压供水，实现节水灌溉.

4.3 控制功能

除具有CX-B系列变频恒压供水自动控制装置的功能外，还具有压力转换功能.

5 加强变频节水节能技术的应用和推广

引进先进技术主要的目的在于推广应用，把变频调速技术应用于水利行业及农业，实现了节能节水.几年来，通过向社会积极宣传变频节水节能技术的优越性，这一技术已逐步被水利行业及农业所接受.

在城乡供水方面，我们已经推广应用变频恒压供水自控装置12套，根据对其中四套装置运行数据的统计计算可知，可节约电能25％～50％，节水3％～10％.各台装置的节能率和节水率差异较大，其主要原因是各装置的运行环境差异较大，用水高峰与低谷流量差值大的装置节能率高，用水高峰与低谷流量差值小的装置节能率低；供水管路完好率高的系统使用该装置后，节水效果不显著，供水管路完好率低的系统使用该装置后，节水效果显著（由于恒压供水，减少了管网高压所产生的漏水）.实践证明，使用变频恒压供水自控装置，不但能够节水节能，而且提高了供水质量，保证了供水管网的安全运行.

在农业灌溉方面，2001年6月为“99全国节水示范工程秦都项目区（咸阳市秦都区双照镇龙泉南村）节灌系统”设计并安装了变频恒压节水灌溉自动控制装置一套，使一条供水管网能够在不同时间段提供两种工作压力，既满足了微喷灌和滴灌的要求，又使灌溉管理大大简化.据2001年7～12月资料统计，节电17％，节水19％.2001年12月同陕西省农垦农工商总公司签订了合作合同，为该公司华阴农场节水灌溉增效示范项目设计安装6套变频恒压节水灌溉自动控制装置.该示范项目实施完成后，变频恒压节水灌溉自控装置与灌溉自动控制系统联网，将形成目前我国较高标准的节水灌溉自动控制网络，控制滴灌面积76hm2.

变频技术篇3

【关键词】变频器技术；冷结站；冷却塔

前言

近年来，随着大规模集成电路的逐渐发展和电力电子控制技术的逐渐成熟，变频技术被广泛应用于工业生产和生活中去，采用变频器直接控制具有较大波动特性的风机等负载成为了一种科学合理的控制方法。采用变频器技术可以很好地降低电机的故障率，增强电机的稳定性，做到即节能又经济。

平安煤业立井冻结工程项目部位于山西省寿阳县，隶属于山西寿阳段王集团平安煤业有限公司。在平安煤业立井冻结工程项目中，东区副立井采用冻结法进行施工，根据前期设计方案在冻结站中安装了两组半封闭螺杆式中低温机组，并于2012年11月2日开机运转，但近期因多种原因致使机组排气压力不稳定、系统运行效率低、盐水温度下降慢、冷却塔风机开关频繁、安全隐患大等问题相继出现。

1现状调查及目的

1.1 现状调查

在该平安煤业立井冻结工程项目中，冷却塔风机的控制方法与大多数冷却塔风机控制方式相同。当排气压力处于较低水平时需关闭冷却塔风机；当排气压力处于较高水平时就开启冷却塔风机，开启时差为2-3分钟。在使用冷却风机的过程中，进水温度及环境温度等因素都可能导致系统排气压力过高或者过低，无法使系统保持在最佳的运行状态，在直接影响盐水温度下降的同时，还缩短了冷却塔风机的使用寿命，延长了项目工程的工期。

1.2 目的

本文研究的主要目的是在满足施工要求的前提下，应用高冷变频技术，对原有系统进行改造，以保证氟制冷系统排气压力能够稳定在最佳值，使得盐水温度快速下降。该技术的应用必须满足以下技术约束：

1）规程规定：半封闭螺杆式中低温机组制冷系统排气压力为1.05～1.40Mpa，不得超过1.45Mpa。

2）应在提高系统制冷效率的同时保证系统能够安全稳定运行，不能对系统原有的主体结构产生较大影响。

2问题原因分析

对冷却塔风机控制所存在的问题进行详细的实地考察和分析是对系统进行优化和改造的最主要步骤，只有了解所存在问题对应的原因，才可以针对性地采取解决措施技术手段予以解决。本文对冷却塔风机控制所存在的问题进行了分点分析，如下所示。

2.1 问题分析一：培训不到位

1）为了了解操作人员的培训情况，小组成员抽查了部分操作人员教育培训档案，抽查结果显示，全体职工岗位技能培训考试合格率100%。

2）为了了解操作人员的实际操作能力，小组成员抽查了8人进行现场考核，成绩全部合格。

问题一结论：不存在培训不到位和操作能力较弱等情况。

2.2问题分析二：仪表出现故障

为了解现场仪表的使用情况，小组成员对现场使用的仪表进行了校验，校验结果显示，仪表工作状况正常，数据准确。

问题二结论：不存在仪表出现故障等情况。

2.3问题分析三：环境温度因素

在进行问题调查时，白天最高温度15℃左右，夜晚最低温度-8℃左右，昼夜温差较大，是人工制冷的好季节，所有环节温度都未出现较大异常。

问题三结论：不存在受环境温度因素影响的情况。

2.4问题分析四：清水管道泵泵压

小组成员现场调查了清水管道泵，其采用的是原冷凝器上的管道泵，如泵的扬程不够，泵压达不到设计效果会发生断流或对水温的变化也有一定的影响。施工现场对泵的扬程效果做了试验，经试验扬程达到10米，符合设计要求，所以不是要因。

问题四结论：清水管道泵泵压正常。

2.5问题分析五：进入系统水温

小组成员经过现场数据调查发现，当水温达到24℃时，排气压力1.01Mpa，当水温达到32℃时排气压力1.39Mpa，如何使水温稳定，使排气压力稳定是要因。

问题五结论：进入系统水温异常，可能是影响系统运行的主要原因之一。

2.6 问题分析六：冷却塔风机

小组成员根据需求现场调查发现，当排气压力达到1.35Mpa时就需人工开启风机，而且风机高速运行无法控速，在排气压力下降到1.10Mpa时就需人工关闭风机，时差2-3分钟，过于频繁操作使设备无法高效运行制冷。所以不需人工操控风机，而且能够自动控制风机转速，稳定水温与排气压力是要因。

问题六结论：冷却塔风机无法高效制冷，可能是影响系统运行的主要原因之一。

3 对策的制定与实施

3.1对策制定

小组成员根据问题分析结果，针对性地提出了相应的解决问题对策，如表3-1所示：

表3-1 解决问题对策

要因 对策 目标 措施

进入系统水温 通过一种设备根据水温变化调整风机转速，使进入系统水温与排气基本压力恒定。 1、稳定进入系统水温和排气压力，使设备高效运行。2、盐水温度迅速下降，无需人工多次操控，提高工作效率。 1、引进变频器与温度传感器。2、对全体人员进行操作技术交底。

3、对使用变频器后进行跟踪监测，总结出系统出水水温设定在多少度，排气压力达到多少Mpa，最终达到最佳制冷效果。

风机转速

3.2对策实施

1）对策实施一：系统出水温度监测

根据实施对策的需求，在系统的出水口处加装温度传感器，用于监测水温的变化，并将监控到的水温变数据传送给变频器，以使变频器能够根据实时水温进行调节。

2）对策实施二：风机转速的控制

根据系统需要，结合当前高冷变频器的应用技术，引进变频器。变频器根据出水口温度传感器传来的数据，结合原设定好的一个数值对冷却塔内的风机电流大小进行调整，目的控制风机转速，达到稳定系统内的水温和排气压力的效果。如图3-2所示。

图3-2 加装变频器调节风机电流大小

3）实施对策三：巩固相关管理措施

除了技术手段之外，还应从非技术手段上加强管理，以降低系统出现异常的可能性。具体应做到：根据工程特点对每一位职工进行技术交底，使每位职工都能熟练运用；强化项目部《技术管理制定》和《岗位责任制》，规范施工行为，明确施工责任；定期召开技术分析会和生产例会，及时解决施工中遇到的生产难题和技术问题；在施工中不断总结、分析、创新使技术更加成熟，逐步推广应用其他工程中去。

4结论

由于项目小组成员严谨细致的工作，在对氟系统运行的排气压力进行检测和调试后，及时采取了对策措施，使得氟系统排气压力得到稳定安全运行的目的，符合规程的规定。同时大大降低了人力与能耗，提高了效率，使井筒顺利交圈冒水提前了4天，确保了工程工期的顺利进行。

参考文献

[1] 苏丹. 变频器在中央空调循环水冷却塔中的节能应用方案[J]. 经营管理者， 2013 （8）

变频技术篇4

要学好变频技术这门课程，必须注重相关课程的学习，如电工基础、电子技术基础、可编程序控制器及其应用等课程。在学习过程中，教师要深入了解学生的学习情况，发现学生有疑问，要及时解决。如果一时无法回答，课后通过询问其他任课老师或查阅资料寻求答案，然后告知学生。教师一定要明白“学生之事无小事”。同样，在学习过程中，学生要严格要求自己，深入细致，不能想当然。所有的知识环环相扣，唯有努力学习，才能掌握知识。

二、采用一体化教学模式，注重理论和实践相结合

所谓一体化教学，通俗地理解是将理论与实践更好地衔接起来，将理论教学与实训教学融为一体。变频技术是一门实践性很强的课程，理论知识点需要通过实践来检验，否则就是纸上谈兵，不利于学生的学习。采用一体化教学模式可以消除这个弊端。例如：教师讲完变频器各个参数的原理，随后组织学生进行实训练习，要求学生将不同的参数输入变频器，运行主机，观察不同的参数值对变频器运行状况的影响。实践结果充分验证了理论知识。教学过程直观形象，学生的感性认识增强了，同时激发了他们学习理论知识的兴趣。理论与实践是相辅相成的，密不可分。有的学生认为实训浪费时间，这种想法是偏激的。如果学生们在学习中总是纠结于某个知识点，会失去学习兴趣。在学习过程中，可以边干边学，不断地用实践验证、巩固理论；反过来再用理论指导实践。只有这样，才能真正做到“学会”。

三、进行养成教育，培养学生良好的学习习惯

职业学校的学生在校期间，接受的教育有限，不可能面面俱到。将来就业以后，学生会接触到新知识，怎么办呢？唯有继续学习。这时良好的学习习惯就显得尤为重要，而学习习惯的培养不是一朝一夕之事，所以教师在教学中要教授学生相应的学习方法，培养学生较强的自学能力，唯有这样他们才能尽快适应将来的工作岗位。

四、孜孜不倦地钻研新技术，与时俱进

当今社会的发展日新月异，新技术层出不穷，仅仅依靠课堂上所学的知识远远不够，需要学生经常对自己进行充电，更新知识体系。例如：变频器内部使用的电力半导体器件，从最初的可关断晶闸管，历经绝缘栅双极型晶体管、功率场效应管，直至今天广泛使用的智能模块；相应的，变频器型号也从普通的U/F控制型、转差率控制型，发展为闭环控制和动态性能较好的矢量控制型。所以，学生们要孜孜不倦地钻研新技术，与时俱进。

五、小结

变频技术篇5

关键词:变频;节能;原理;节能效果计算

1引言

我电厂的综合泵房共有9台水泵,其中有3台工业水泵,2台消防稳压泵,2台消防泵,2台生活水泵。而工业水泵承担着我公司两台5万kw汽机,两台额定蒸发量220t/h锅炉生产用水的供水任务,工业水泵的型号:250ssk468/54,流量:468m3/h,扬程54米,转速1470 r/min,配用功率110kw;配用电机型号y315s-4b3,电压380v,电流201a,转速1480 r/min.建厂初期由于设计问题,全部采用工频运行。为了保证生产的可靠性,各种水泵在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费,

2007年由于燃煤机组发电成本越涨越高,为了节能增效,公司采购了2台西门子micromaster430系列mm400变频器,对供水量最大的工业水泵进行节能改造。控制方式为1#工业水泵使用一台变频器,2#和3#共用一台变频器控制。一台变频器设一台压力变送器,压力变送器把工业水泵出口母管压力信号转换成4—0ma电流信号送到变频器。变频器根据变送器提供的电流信号自动调节水泵转速,从而维持生产需要的供水压力,形成一个闭环调速控制系统。改造完成后,工业水泵的控制系统不仅很好的完成了公司生产用水的任务,而且给公司节约了大量的能源。

2采用变频技术前后工业水泵的流量特性

水泵电机工频运行 如图1所示,当水泵工作在曲线②的a点时,其流量与压力分别为q1、p2,此时水泵所需的功率正比于p2与q1的乘积。由于工艺要求需减小水量到q2,通过增加管网管阻,使水泵的工作点移到曲线③上的b点,水压增大到p1,这时水泵所需的功率正比于p1与q2的乘积,由图可见这种调节方式控制虽然简单,但功率消耗并无减少。

若水泵电机采用变频调速,水泵转速由n1下降到n2,这时工作点由a点移到c点,流量仍是q2,压力由p2降到p3,这时变频调速后水泵所需的功率正比于p3与q2的乘积,由图可见功率的减少是明显的。

3改造设计

3.1调速控制系统设计

根据终端用户生产工艺供水要求,考虑若干方面的因素,采用闭环调速控制(图2)。系统主要由两部分组成。

(1)控制对象。工业水泵电机功率110kw,额定电流201a;水泵配用功率l10kw,流量468m3/h,扬程54m。

(2)变频调速设备。变频器选用西门子micromaster430系列mm400变频器,适配电动机功率150kw;plc选用s7-200 cpu226;扩展模块em235;操作面板选用psw 1711-ctn。

(3)压力测量变送器(pt)。选用eja430a-630se/s1-2mpa。用于控制水管出口压力并将压力信号变换为4ma-20ma的标准电信号,再输入调节器。

3.2鼠笼型电动机变频改造设计

(1)变频器选型。

电机用变频器运转同采用工频电源运转相比,电机的效率、功率因数将降低,电流增加,对同一负载而言约增加10%,400v电压等级频率为50hz和60hz时有如下电流关系:i400/50>i400/60。电机变频运转在50hz时温升裕量小,要降低负载转矩使用;当电机极数>4极时(如8极、10极等),选择变频器容量要用电流来校核,即电动机脉动电流应不超过变频器的过电流耐量,1脉动<1.51;ie电机负载很轻时,即使电机的电流在变频器额定以内,亦不能使用比电动机容量小很多的变频器。

低速时,电机的铜耗大体与额定时相同,但由于转速越低,电机冷却效果越差,定子的温升会发生变化。因此,选择变频器时,要考虑在低速下使用电机的温升,相应减小运转转矩(电流),降低铜耗。

电机运转在低频区时,转矩特性会大幅度降低。对于负载变动大或启动转矩大的情况,可选用上一级电动机与变频器。要考虑电机允许最高频率的范围。

(2)容量的选择。

连续运转设备所需的变频器容量的计算,要考虑变频器传给电动机是脉动电流,其脉动值比工频供电时电流要大,因此变频器的容量须留有适当的量。考虑到离心泵负载的具体情况,并参照厂家提供的产品选择样本确定变频器的容量为150kva。

4节能效果计算

节能效果可按gb12497《三相异步电机经济运行管理》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式计算:采用阀门调节流量对应电动机输入功率p1v与流量口的关系为:

p1v=[0.45+0.55(q/qn)2]p1e;

式中 p1e——额定流量时电动机输入功率,kw;

qn——额定流量,m3/h;

工业水泵采用变频调速后节电率ki为:

ki=1-(q/qn)3/[0.45+0.55(q/qn)2]。

低压配电系统运行电压380v,电机实际运行电流201a,水泵电机功率l10kw、极数4极、实际出力为55%～83%,取q/qn=0.69得:

ki=1-(q/qn)3/[0.45+0.55(q/qn)2]=1-0.693/(0.45+0.55×0.692)=0.5385;

p1e=1.732×380×201=132kw;

p1v=(0.45+0.55×0.692)×p1e=0.7119×132=94kw。

变频器调速调节水量时相对阀门调节水量的节电率为0.5385。设备运行每年按300天计算。年节电量超过27万kw/h。按电价0.55元/kw/h计算,年节约电费超过14.8万元,技术经济效益可观。

5我公司变频器其它方面的应用

工业水泵变频节能改造成功之后,公司又对两台消防稳压泵和两台除盐水泵进行了改造。两台消防稳压泵自动切换使用一台西门子micromaster430系列mm400变频器;两台除盐水泵自动切换使用一台西门子micromaster430系列mm400变频器。也都获得了很好的节能效果。

变频技术篇6

热油循环时油箱上部的气体与油之间的水蒸气也存在类似的扩散平衡，通过提高真空度降低空气中的水蒸气分压，可以进一步加快水分的析出。这就是热油循环加真空循环加快干燥的原理。热油循环只是对油进行了加热，变压器绝缘纸板本身的温度是通过热油传递的，对于特高压变压器来说，有大量较厚的绝缘纸板，热油循环很难快速提升纸板本身的温度，而由外向内传热的方式使绝缘纸板的温度梯度由外向内温度逐渐降低，致使绝缘纸板内部水分有向内部扩散的趋势，这种情况不利于绝缘的干燥。因此通过绕组的发热使纸板的温度梯度转向，使绝缘纸板内部水分具有向外扩散的趋势，可以有助于纸板内水分的析出。这就是热油循环中绕组辅助加热干燥的原理。

2短路法和低频加热技术

2．1短路法加热

由于工频电源的易于获得，工频短路法加热变压器绕组的方法最先被采用［2］。短路法的基本原理是将换流变压器一侧绕组（通常为阀侧绕组）短路，从另一侧绕组（通常为网侧绕组）施加交流电压，使绕组内部流过电流（应控制不超过其额定电流），使绕组内部发热，从内部将变压器器身绝缘均匀加热到指定温度，再经过抽真空和热油循环处理，带出绝缘内的潮气，从而达到干燥的效果。短路法是绕组从器身内部加热，能大大提高效率，缩短加热时间，器身的干燥效果优于普通的热油循环效果。其使用的设备及接线完全与变压器负载试验相同。但是工频短路法有诸多缺点难以在现场实施。工频短路法需要用到调压器、升压变、补偿装置等大型设备，设备布置和接线工作量大；试验电压为变压器阻抗电压，高达几十kV，且试验占地面积大，进行短路法加热干燥时需要大量的人员长时间值班看守，现场安全难以把控。因此，工频短路现场加热干燥方法补偿电容器组容量大，使用的调压器、中间变压器均为体积大、重量重的大型设备，不便现场应用。实现整体加热装置的小型化，在保证加热能力的同时满足移动方便的要求，是研制现场短路法加热装置的难点。当换流变压器电压等级升高、容量增大时，利用这种基于调压器的短路法进行变压器现场加热更为困难。

2．2低频加热的电压及容量

工频短路加热存在的局限性，可以通过降低频率的方法进行克服，也即低频加热技术。变压器的短路状态下的等效电路如图1所示，其阻抗为Z＝R＋jωL。在工频状态下，jωLR，因此减小频率ω可以显著减小阻抗电压。当然在频率减小到一定程度后，R的大小不再可以忽略不计，进一步减小ω不会引起阻抗电压的降低。当频率足够低时，jωLR，变压器阻抗电压主要有变压器的直流电阻决定。图2显示了阻抗电压及无功容量与频率的关系。从图中可以明显地看出，阻抗电压总体上与频率成正比，当频率接近零时，阻抗电压趋近于常数，该常数即为变压器直流电阻与短路电流的乘积。无功容量与频率成正比。因此通过降低频率不单降低了阻抗电压，还降低了无功容量，提高了加热电源的功率因数，避免了用大容量的补偿装置。相比于工频短路加热，低频加热技术明显地能够克服其局限性。对于特高压换流变压器，频率低至1Hz以下时，其阻抗电压低于1kV，通过简单的绝缘措施就可以保证安全，避免大量的安全监护人员长时间值守。同时升压装置和补偿装置都可以省略，大大减少了设备占地面积，减少了现场工作量，提高了工作效率。

2．3低频加热电源干燥效果的仿真

采用基菲克第二定律描述电力变压器干燥处理的水分扩散模型，建立有限元模型进行模拟对比低频加热和传统的热油循环干燥处理效果。低频加热和热油循环组合使用时会是干燥处理效果得到明显改善。模拟考虑了5mm的绝缘纸片，原始水分含量为5％。模拟干燥时间为7天。干燥方式分为油循环干燥方式及加低频加热，热油循环温度为60℃和80℃两种油温条件，有低频加热时将油温度分别加热到80℃，95℃和110℃等三种情况。图3可以观察到热油循环在60℃时（没有低频加热）的干燥过程，以及同样的油温下采用低频加热温度为80℃，95℃和110℃的情况。当热油加热没有低频加热时，曲线的坡度是平的，因此干燥过程非常慢。这是因为在60℃时，绝缘材料的水分扩散系数很低，绝缘纸中的水分迁移速度很慢。根据模拟，在这种情况下，干燥7天之后，水分含量降低到2．4％。而降到2％的水分含量（按照IEEEStd62－1995的规定）需要的处理时间则长达255h。如果采用低频加热的方式，完成干燥处理会更快。使含水量降低到2％所需要的干燥时间会随着绝缘材料温度的增加而减少，低频加热80℃所需时间为64．5h，95℃为25．5h，110℃为10．7h。低频加热7天，三个加热温度下最终的纸板含水量将分别达到1．4％，1．3％和1．2％．当在热油循环80℃的油温下采用低频加热，获得的模拟结果如图4所示。在这种情况下，不同温度的最终含水量彼此很接近。然而当采用低频加热时，在开始处理的几个小时之内就可以达到最终含水量。这种方式的干燥处理节约大量的处理时间和电力，是非常经济的。然而以上模拟结果以及讨论均是基于模型的Foss扩散系数进行推论的，然而实际的试验数据则显示该模型的扩散系数太过乐观了，实际的干燥时间会比这个模型估计的干燥时间要长。即使如此，以上的讨论和研究也是很有价值的，例如通过模拟推论的结论在趋势上是正确的。

3低频加热电源的研制

3．1电源容量

按照现场应用经验，发热电源的发热功率（有功）达到换流变负载损耗的60％左右即可满足现场加热的需要。（6）式中：cosφ是功率因数，采用基于方波调制的交交变频技术方案功率因数接近1，此处取0．98；η是电源效率，该方案电源自身损耗较小，效率是较高的，可以取90％。最大加热容量为819．7kW，因此根据上式加热电源功率应为P＝930kV•A，则能满足大部分场合需求。

3．2电压与电流

考虑到施工现场电源接线的方便和安全性，加热电源输入电压选择380V，输入电流1413A。由于直接由380V整流后的直流电压最高仅537V，对于部分变压器该电压即使在直流情况下也无法达到额定电流相当的加热电流，因此需要配备升压变压器提高整流桥电压。设升压后线电压为U，则直流电压近似为槡2U。

3．3整流桥与驱动电路

3．3．1晶闸管的选型变频技术电源工作电压为700V，工作电流为1200A。晶闸管的最大电流与电源的工作额定电流相等，最大电压为相间电压的一半。为了整个系统的安全可靠，根据晶闸管选用惯例，晶闸管电压选为大于其最大承受电压的2倍以上，额定电流为工作最大承受电流的3倍以上。因此晶闸管最终选型为南车公司的1000V／46000A晶闸管。

3．3．2整流桥的控制方式

不同的被加热换流变压器具有不同等效直流电阻，一定的加热电流情况下，变频电源的工作电压是不同的。为了较好地调节低频加热电源的工作电压，交－交变频技术法的低频加热电源应采用可控整流的方式，通过控制导通角来调节电压。同时，为避免两个反向整流桥同时导通造成电源的短路，应首先将前一个工作整流桥关闭触发脉冲，等全部整流桥中的晶闸管自然关断后再启动另一个整流桥，实现电流的极性发转。

3．4测量和控制系统

整流桥工作在全波整流工作状态，可以用电平触发的方式进行控制，为了避免两个反向的整流桥同时导通导致电源短路，开通一整流桥之前必须确认对侧整流桥已经全部关断。检测方法是通过检测负载电流过零比较结果与方波输出相。若需要调节导通角α，则不能采用电平触发，而用脉冲触发。以AC相线电压为参考电压，当线电压正向过零时延时180°－α角度后给晶闸管1发出触发脉冲，其余各晶闸管的触发脉冲依次再延迟60°角触发。但是触发脉冲的可靠性不好，因此不建议调节导通角，本方案仍采用电平触发的方式。作为加热电源，需要有调节输出电流的机制。根据式（13），输出电流与频率有关，通过控制频率可以比较方便地控制输出电流。式（13）仅是电流波形的近似计算公式，当频率较高时，电感未充电完成即撤去整流桥触发电平，负载电流就会进一步减小，电流波形如图5虚线所示。可见进一步提高调制频率，可以继续减小负载电流，直至减小到接近于零。所以通过控制调制频率完全能够实现加热电流的零起上升。

4低频加热电源的现场应用

4．1加热对象

加热对象为哈密换流站低端换流变压器极IIYDB相，变压器的主要参数如下：额定容量405．2MV•A；额定电压530／槡3＋23－5×1．25％／171．9kV；额定电流1324．2A／2357．2A；阻抗电压19．71％；直流电阻（20℃）网侧0．16131Ω，阀侧0．05492Ω；生产厂家为特变电工沈阳变压器集团有限公司。

4．2试验接线

低频加热电源从400V低压配电室获取电源点，单相输出线连接到换流变压器网侧套管和中性点端子上，阀侧两套管短路线连接。连接图如图6所示。

4．3加热结果

该换流变油重138t，为其加热的两台滤油机加热功率共为120kW×2＝240kW。由于现场环境温度较低，采用传统工艺完全利用滤油机工作，滤油机出口油温保持70℃情况下，经过48h换流变下层油温达到35℃后，随后增长缓慢，安装人员经验时间为3～5d才能到达需要保持的油温60℃。当晚20：33至第二日凌晨6：30，采用湖北电科院设计的低频加热电源，结合滤油机，仅用了10h就将换流变下层提升了近50℃，之后利用滤油机使油温达到安装要求。

5结论

变频技术篇7

1.1变频技术工作原理

为了满足机电设备的动力需求，在煤矿机电设备的动力设计中采用变频技术，能够满足机器设备正常工作需要的动力，同时还能减少能源，使机器设备不用在满载负荷的情况下进行工作，从而减少机电设备产生多余的力矩。变频技术是一项结合了强弱电与机械设备的综合技术，主要包括了点击传动技术、计算机技术和电力电子技术。变频技术的基本原理就是通过半导体元件将工频电流信号转换为其他频率，再将转换的工频交流电进一步转换为直流电，依靠逆变器对电压和电流进行控制调节，使机电设备能够达到无级调速。

1.2煤矿生产中变频技术应用的重要性

我国各地区的煤矿资源经过多年的开采已经越来越少，对于煤矿企业来说，只有提高机电设备的节能效率和降低向空气中排放的污染物才能在激烈的市场中保持长久的发展，这也是煤矿企业综合实力的标准，随着多数企业在机电设备中应用变频技术，不仅实现了节能环保的目的，还提高企业的市场竞争力，为企业健康稳定的发展奠定了基础。目前，在煤矿开采的过程中，通常机电设备的用电量占总用电量的70%以上，自从使用变频技术，大大节省了电能，通过发挥变频技术节能优势，对煤矿企业的生产发展具有重要的意义。而且在选择变频器的时候，要对变频器的安全性、简易性和可控性等方面进行综合考察，从而选择高效节能的变频设备。

1.3变频技术的发展形式

在高科技和电子信息技术应用的基础上，我国在变频技术的研究上取得一系列的成果，完善了变频技术的理论，同时在实际应用上也有了很大的发展。其中变频技术控制方式的改进，智能控制模块的应用和其他功能的拓展都在各个领域广泛应用，主要是在节能环保方面取得了很好的效果，目前，很多煤矿企业在机械设备应用的过程中采用变频技术，从而有效的控制机械设备的运转，进一步推动了变频技术在其他领域的应用。在变频技术的应用的过程中，通过利用网路技术和自动化控制使得变频技术的集成化程度不断提高，既能在机电设备上实现基本的调速功能，同时结合计算机网络技术实现机电设备的编程和识别等功能。

2变频技术在煤矿机电设备中的应用分析

随着煤矿企业广泛应用变频技术，使得变频技术的价值性更高，并且在机电设备的操作过程中，变频技术的操作更加智能化，并且通过计算机网络能够实现对设备的远程控制。

2.1变频技术在提升机中的有效应用

通常矿井提升机都是在复杂和繁重的运行条件下工作的，由于工作条件的繁杂，对提升机的设备性能的要求也在不断提高。一般工作时，提升机的调速任务非常繁重，要不断的启动和关闭，容易导致机电设备发生故障，随着机电设备故障的提高，大大减少了机电设备的使用周期，而自从在提升机中应用变频技术，对提升机起到了重要的保护作用。提高了机电设备的工作效率，在提升机中应用变频技术不仅能有效的提高提升机的运行能力，减少机电设备调速导致的电阻损坏。而且通过使用变频设备的内部软件也可以有效的提高提升机的运行能力，降低提升机发生故障的频率，从而减少机电设备的损害。最重要的是在提升机中应用变频技术可以高效的达到节能环保的目的。通过变频技术在实际应用中可以了解，变频技术也在不断的改进和完善，很多新的技术设备具有很好的兼容性，例如，提升机专用变频器和风光提升机变频器等，满足了煤矿企业对机电设备性能的需求，同时在煤矿企业机电和生产过程中被广泛使用。

2.2变频技术在皮带机中的有效应用

在煤矿企业生产过程中，皮带机的功率相对较大，其工作原理是利用电机转动来带动皮带运转，最后将皮带上的矿料沿皮带运输到目的地。皮带机在运转的过程需要足够大的电流，并且通过轮毂与皮带之间的摩擦力来实现运转。此外，液力耦合器在工作的过程中会产生大量的热能，加速机器内部油温的升高，不仅加快了机械老化的速度，还给机器设备埋下了安全隐患。通过在皮带机中使用变频技术，提高了机器在启停和运行过程中的安全性和稳定性，达到了皮带机软启动的效果。而且通过使用变频技术大大提高了能量的利用率，根据统计数据显示，使用变频技术能将能源的利用率达到90%以上，有效的提高了能源的使用效率，不仅实现了节能环保，还减少企业的成本支出，提高了煤矿企业的经济效益。

2.3变频技术在通风机中的有效应用

在煤矿开采作业中，通风机中具有十分重要的作用。通常被称为煤矿开采工程的呼吸系统。在煤矿井下作业的过程中，通风机运转时间较长，要保持通风系统的一直运转。因此，随着煤矿企业开采作业中的开采深度的增加，通风机需要的功率也要不断增加。所以，对通风机的技能要求也在不断增加，而且通风机在启动的过程中存在很大的问题，其中电流过大容易导致机电设备损害，对电网设备产生摩擦和损耗，在通风机中应用变频技术，不仅能对风机运转实现有效的控制，最重要的是能实现节能环保，达到通风机软启动的效果，进一步延长通风机的使用周期。

2.4在煤矿空气压缩机上的有效应用

变频技术在煤矿空气压缩机上使用也能产生很好的效果，通常空气压缩机是煤矿风动机电运行动力的来源，而且电动机通过交流电机一直能处于工作的状态，空气压缩机的工作原理是采用上下两点控制模式来实现有效的控制。即交流电动机一直处于工频运行状，当空压机气缸压力与预设压力值基本一致时，就会关闭空压机进气阀，此时不会再产生压缩气体，电动机处于空载状态下；随着压力的不断下降，接近预设压力时，空压机气阀便随之打开，产生压缩空气，此时电动机处于重载状。煤矿实际用气量与产气量之间不可能一致，所以就会导致空压机频繁加载、卸载，进而对电网、电动机以及空压机差生不利影响。对于变频技术而言，其通常具有控制精度高、易操作以及免维护等特性。若普通电动机应用变频技术来调速，可在其拖动负载过程中无需进行改动，但针对具体的生产工艺要求，应当对转速输出适当的调整。变频器驱动方式，从根本上改变了传统的空气压缩机加载与卸载供气控制方式，通过调整电机用气量的大小来实现转速自动调控，以确保供气压力自身的恒定性，使压缩机的启停次数减少。

3结束语

变频技术篇8

关键词 矿山机电设备；变频控制技术；应用分析

中图分类号TD6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）99-0172-02

0 引言

我国社会经济的快速发展使得我国的工业生产无论从发展规模还是工业技术能力上都得到了极大的发展。尤其是针对工业生产中的大功率输出设备、基于计算机和电子信息技术的高性能自动化控制设备，在装备普及和技术研发上都具有较高的水平。变频控制技术就是在这样的技术背景下逐步发展起来的。在倡导绿色环保发展理念的新时期发展形势之下，变频技术以其高效、节能、低污染的技术特点在机电设备中得到了广泛普及。在采矿工程中，由于大多采用的是大功率、大吨位的机电设备，因此，传统的变速和变功率手段，显得效率极其低下，而且耗能巨大，大大增加了采矿企业的采矿成本；在实际的采矿作业中，通风、传送矿石和调节气压等等操作都是通过机电设备实现，因此，变频控制技术在矿山机电设备中有极好的应用前景，通过变频控制技术可以方便快捷的实现机电设备的速度和功率转换，而且可以较好的保障能耗问题，可以预见的是，变频控制技术将成为矿山机电设备技术革新的发展新方向。

1变频控制技术的原理简析

变频控制技术主要包括点击传动技术、电力电子技术和微机技术，三者之间相互配合，就能够实现变频控制的目的。从技术原理上来说变频控制技术主要是一种交流变频调速处理技术，通过电压转换技术，将工频交流电压直接转化为直流电压，在逆变器的协调下，将直流电压转化为频率和电压皆可调节的交流电压，使之成为交流电机的供电电源，电机成为依赖于无级调速所产生的电压和电流而工作的电源，最终实现无附加损耗的稳定调速，通过变频控制技术，可以基于电机负载的变化，同步实现自动、平稳的调速处理。

使得机电设备的工作效率大幅度提高。在能源危机笼罩的当今社会，节能成为一种发展的潮流，通过在变频控制装置上集成高性能的智能控制模块，可以使得调速系统的自动化大大提高，最终形成了指令集计算机系统、高级专用集成电路系统和数字信号处理器等等变频控制模块，极大的丰富了变频器的功能使用范围，且使得变频控制设备具备了参数识别和后台程序编制以及通信的功能，这使得变频器的适用范围和工作效能进一步得到提高。

2矿山机电设备中的变频控制技术的应用分析

在矿山机电设备中变频控制技术有着十分广泛的应用，综合来说，主要在以下几个方面得到了系统的应用。

2.1变频控制技术在传送升降设备中的应用

矿山机电设备中有很大一部分的设备是作为传送和升降矿石、工作人员以及挖掘设备的，因此，升降机和传送带成为矿山机电设备的主要组成部分。在升降机的调速控制中，传统的做法主要是通过在电动机转子电路中嵌入金属电阻，采用鼓型控制器或者接触器来切断电阻以实现调速，在实际的工作中，电阻往往耗能极大，而且产热严重、散热性能差的缺陷也逐渐体现出来，加上电阻调速的范围和精度都十分有限，在升降设备减速运行时，极易造成设备的损坏和电能的巨大浪费。而通过在升降机电路驱动系统中嵌入变频控制技术，可以轻松的实现平稳的无级变速，而且调速系统的整体稳定性也得到了一定的加强；通过变频控制后台程序编译器，可以完成电控系统中的继电逻辑关系的预编译，实现控制电路的快速转换；由于控制电路中的继电器数量更少，降低了故障发生率，减少了维护工作量；通过智能化的人机交互界面，可以便捷的发现系统故障，提高了系统故障的处理效率；通过内置的控制程序编译器，可以实现控制电路的升级换代，而不需要更换硬件，真正的实现了柔性控制；通过在控制电路中装设反馈电力，可以在升降过程中将剩余电能反馈给电源，节约能耗；电子电器化的控制手段取代了机械式的冲击控制，较少了设备的磨损，延长了设备的工作寿命。

2.2变频控制技术在通风变压设备中的应用

由于矿区多为地下作业，因此，通风是需要长时间连续保障的，根据不同工作时段的要求，调节风压和风速，以适应不同工况下的空气循环要求。随着采矿作业的深入，井下的空间增大，因此，对于空气的压力和流速也需要更高，鼓风机的功率调节成为了通风效果调节的主要技术手段，通过在矿山鼓风机中嵌入变频控制技术，可以根据实时的采矿进度设置不同巷道的进风量，进而对鼓风机的风速进行调节，可以实现智能化的通风控制，大大的减少了鼓风设备的电能消耗；在鼓风机的变频控制装置中设置变频软启动功能，可以有效的防止启动电流冲击，降低了鼓风机设备启停阶段的故障风险，通过控制鼓风机转速，可以有效的降低鼓风机的工作强度，延长了鼓风机的工作寿命；同时，通过变频控制中的智能控制装置可以保证不同鼓风机组的转速一致，避免在矿区巷道内形成风阻，影响通风效果。

2.3变频控制技术在采矿设备中应用

采矿设备功率大，因此，对采矿设备的变频调速系统已经从一对多的控制策略，发展到一对一的控制。纵观当前的变频控制技术的发展现状，在交流变频调速技术应用于采煤领域的技术发展中，我国领衔开发的能量回馈型四象限运行的交流变频调速技术代表了这一领域的最高水平，国内的电牵引采煤机多为220kW的行走功率，380V的变频调节电压，可以在预先设置的额定转速的条件下，实现固定转矩调节，以及超出额定转速的固定功率调速和变频器之间的从属控制和转矩平衡控制。考虑到实际的采矿作业效果，国产的四象限变频器调速电牵引采矿机的工作优势在于大倾角的采矿作业能力，可以实现制动力矩的大幅度调节，与此同时，还可以保障稳定的牵引速度，避免设备出现下滑跑车的工作故障，简便的结构和简化的操作，使得它能够适应较为复杂的工作环境。

3 结论

采矿机电设备的快速发展，使得变频控制技术有了新的应用前景，针对采矿机电设备在实际运行中的技术特点，本文着重分析了变频控制技术在升降设备、通风设备和采矿设备中的应用情况，剖析了变频控制技术的应用优势和节能特点，为提高采矿机电设备的工作效率提出了新的建议。

参考文献

变频技术篇9

关键词:变频控制技术;污水处理厂;应用

前言

提高变频控制技术在污水处理厂中的应用水平，就相当于对水资源的社会效益进行了根本的保障。变频控制技术作为污水处理中非常重要的一项重要环节，需要社会和行业对该技术加强重视，也只有提高对变频控制技术的应用程度，才能逐渐保证污水处理厂中的整体工作效率以及绿色节能。在本文中，笔者根据工作经验和对相关专业的学习，进行对变频控制技术在污水处理厂中的应用问题的探讨和分析，希望给予相关行业的工作人员一定的启发。

1．变频调速技术在污水处理厂中的应用工艺

1．1预处理工艺

1．1．1格栅处理采用格栅处理的预处理工艺，能够对大体积物质进行隔离，从而对水泵管线和设备进行保护，促进其在后续处理工作中能够顺利进行。通常情况下工作人员选择格栅除污机对污水进行清污工作，可以对格栅液位差值进行利用，对动作信号进行控制。同时，除污机还可以进行应用变频调速技术，从而完成格栅除污机的除污速度进行调节工作。1．1．2泵房抽升泵房抽升可以起到提高水头的作用，从而让污水在重力的作用下，续建在地面上的污水处理构筑物中。同时，污水提升泵也是一项耗能较高的污水处理设备，占污水处理厂耗能比例较高，所以需要对污水提升泵进行一定节能工作。工作人员可以在污水提升泵中安装变频调速装置，对实际污水进出流量进行调节和控制，从而在一定程度上减少水泵起停次数，对水泵寿命起到延长作用。

1．2曝气池工艺

曝气池是活性污泥与污水中的有机污染物质进行吸收和分解的场所，这也是活性污泥工艺的重中之重，并由鼓风曝气和机械曝气共同组成的其曝气池的主要曝气系统。进行曝气工作主要利用鼓风机和表曝机等设备，这两种设备作为污水处理工作的主要处理设备之一，其工作状态会直接关系到污水分离和处理工作的质量，同时会关系到污水处理厂运行过程中的成本使用情况。其中鼓风机具有一定的特殊性，污水处理工厂通常都会采用导叶片来进行设备节能工作，加强其实际使用效果。另外对于多级低速离心风机，可以通过安装变频调速设备进行节能工作，促进设备工作效率的提高。而表曝机设备想要控制其曝气量，也可加以对变频调速设备进行安装工作，从而通过变频控制技术，完善其作业的节能性和环保性。

2．变频节能技术的实例应用研究

2．1实例分析

进行污水处理作用时，首先污水会先进入泵站，再经过曝气沉砂、氧化沟、二沉池等的作用，将污水中的水和泥分开，然后水再流到排污口去。在笔者所施工的四川省遂宁市污水处理厂中，需要利用1台90kW和1台37kW的污水提升泵把污水提高到7米，从而在进行处理工作。曝气池中则使用2台200kW的单级离心式鼓风机，经进风口、风门对曝气量进行调节，回流污泥则将在3台30kW潜水泵内进行变频控制工作。根据这实际情况，进行调节曝气风机可以根据检测曝气池内部的整体氧含量，通过在氧含量信号的应用下完成对曝气量的控制工作。同时，为保证该厂污水处理工作的绿色节能，还需要对曝气鼓风机和提升泵进行变频技术应用工作。

2．2变频技术控制方案

从这一污水处理厂实际情况出发，可以在利用曝气鼓风机时，同时应用变频器对曝气鼓风机进行一拖一的变频控制工作。主要由技术操作人员进行对电机变频运行机器的选择，再在对系统进行启动后，根据实际需要，技术操作人员再进行对调节器的调节工作，从而在一定程度上更改其运行频率。还有根据处理工作的实际要求，对风机进行起停操作。此类一拖一的变频控制技术系统，可以起到保证整体系统安全平稳的优点，并且软起软停，更有利于系统运行。

3．提高变频控制技术应用水平

3．1工艺书编制

完善工艺书编制工作，需要从污水处理中采用的变频控制形式和其实际情况出发，在此基础上，选择操作工艺。首先需要对变频控制技术的工艺书做好充分的了解，让编制人员要和技术操作人员进行密切交流，进行技术交底工作，保证技术操作人员完全了解编制人员的变频控制技术工艺应用。从而有效在污水处理厂中变频控制技术应用的有效性，其次在污水处理过程中，相关监察管理工作人员也是定期监察施工操作人员变频控制技术应用的规范程度，发现问题并及时解决，从而保证污水处理工作的有效性。

3．2培养高素质变频控制技术人员

在技术人员群体中，有一些技术人员的专业知识不扎实，在进行变频控制技术工艺书编制工作时会很多漏洞，从而加强了后期变频控制技术操作工作人员对变频控制技术应用落实难度。没有扎实的技术功底，自身专业素质不高，更是无法顺利解决技术应用过程中偶然出现的临时性问题，甚至有些技术人员对具体变频控制工艺都不是非常了解。所以必须对变频控制技术工作人员的综合素质进行提高，只有在具备扎实的专业知识和实践能力后，才能合理的应用变频控制技术进行污水处理。只有这样才能保障变频控制技术的应用质量。还可以通过对变频控制技术人员的综合素质的提升，建立一支具有高素质的专业变频控制技术队伍，不断吸取新知识，保持污水处理厂中所应用的变频控制技术的先进性。根据污水处理的特殊性，进行具有针对性的变频控制技术应用工作，也要针对不同的问题进行不同的变频控制技术人员的培训，采用针对性方法进行应对不同的问题。让变频控制技术人员具有最基本的质量意识，并且选取一些能力较强，对工作责任心较大的工作人员，让其进入高校课堂进行更为学术性和技术性技术指导。

3．3加强管理技术研究

现如今社会的任何方面都越来越注重科技的投入，科技对于技术应用来说就是绝对的第一生产力，运用高科技的技术手段，进行污水处理厂工作。修复在变频控制技术应用过程中出现的一些混乱性的情况，针对这点，必须在污水处理长进行应用变频控制技术进行处理污水时，充分引入适当的管理技术手段，促使变频控制技术能够高效地参与到污水处理中来，进而为污水处理工作的整体效率以及准确性的提升做出大幅度的贡献。

3．4在污水处理厂内部，建立专门变频控制技术应用部门

进行变频控制技术应用管理，需要进行建设一个完整有效的变频控制技术应用的管理部门，在其中对于相关部门的权利和责任进行明文规定，更加有效的保证了各部门联接工作，使其意见更够统一，减少对管理措施进行变频控制技术应用时的阻碍工作。有效的提升污水处理工作的整体效率，另外，对于部门中工作人员的选择，尽量要选择综合素质较高，实践能力较强并且具有责任心的员工，更为有效的保证了变频控制技术应用管理工作的顺利运行。

3．5加强应用监督和维护

在整体变频控制技术应用工作中，其监督和维护工作不容忽视，，相关工作人员必须对变频控制技术的应用情况进行监督和维护，从而提升安全管理问题。首先工作人员要严格按照国家相关规定进行技术应用监督、维护工作，确定变频控制技术应用的质量，从而有效提高污水处理工作的效率。这就需要对于相关的专业技术监督和维护人员进行专业的培训工作，不仅要提高其对相关行业的专业素养，也要对人员的业务能力进行有效提高。保证工作人员进行对变频控制技术设备进行熟悉，并且能够熟练应用变频控制技术工艺，保证在监督和维护工作中能够准确判断变频控制技术中出现的故障，避免因人为原因造成，技术应用的失误。

4结束语

随着我国经济的发展和人口的增长，用水量数量逐年增多，在污水处理厂中应用更为先进的变频控制技术已是刻不容缓。所以，伴随着现代科学技术的飞速提升，变频控制技术应用应用工作同样也走上了上升的道路。社会加强了重视程度，在此基础上，今后还是要继续进行对变频控制技术应用应用工作的控制，进行充分挖掘变频控制技术在污水处理厂方面的应用潜力，保证变频控制技术应用能够真正发挥作用，保障污水处理厂向环保节能成功转化、增强技术成本使用合理化，从而保证污水处理的整体质量。

参考文献

［1］张燕宾．变频调速应用实践．北京:机械工业出版社，2000:138－145．

［2］许振茂．变频调速装置及其调试、运行与维修．北京:兵器工业出版社，1994:89－98．

［3］中国航空工业规划研究院．工业与民用配电设计手册．第3版．北京:中国电力出版社，2005．

变频技术篇10

关键词：煤矿机电设备;变频节能技术;技术应用;发展趋势

我国煤矿资源较为丰富，煤矿产业在我国国民经济中占据重要地位，对我国国民经济的快速增长发挥了巨大作用。但目前，我国煤矿开采行业形势不容乐观，不仅耗能严重，且生产效率也较低。变频节能技术作为一种重要的节流方法在煤矿生产系统中发挥了巨大的节能效率。比如，在矿井中通过应用变频节能技术后，水泵、风机等设备的运转效率较之前都有极大提高；再如，矿井中的重要动力负荷设备矿井提升机、空压机、煤矿采掘运输机等设备在启动、加减速、制动等方面发挥了巨大的节能效果。因此，变频节能技术在我国煤矿的安全生产中具有重要的推广价值。

1变频节能技术在煤矿机电设备中的应用分析

随着变频节能技术安全节能的功能逐渐凸显，因此该技术在我国煤矿机电设备中被广泛推广应用。笔者通过对变频节能技术在机电设备中的应用研究，重点阐述下该技术在以下主要机电设备中的应用概况。

（1）变频节能技术在采煤机中的应用。目前，采煤机变频调速系统已从“一拖二”发展为“一拖一”取得了进一步的发展和完善，我国能量回馈型四象限运行的交流变频调速采煤技术已相当成熟，国产电牵引采煤机的变频器电压为380，行走功率最大可为220Kw能够在额定转速下实现恒定转矩调速以和在额定转速以上情况下实现恒定功率调速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。使用了回馈制动的四象限变频器的电牵引采煤机，通过在我矿实践应用后可以看出，四象限变频器调速电牵引采煤机能够对我采区20º~30º的大倾角工作面较大范围内调节制动力矩，确保牵引速度恒定不变，且未发生机器下滑跑车现象。同时，四象限变频器调速电牵引采煤机还具有结构简单，方便操作，速度调节可靠等优点，切实有效地解决了电牵引采煤机在大倾角工作面采煤的技术难点。

（2）变频节能技术在提升机中的应用。煤矿提升机是煤矿生产过程中的重要机电设备，不仅能够降低矿工的劳动强度而且对矿工的安全生产也起到了有效的保障。以往提升机调速装置的工作原理主要是在电动机转子电路中通过利用金属电阻来进行调速操作，但是这种方式在实践应用过程中存在的缺点也较大，不仅具有较大的安全隐患，且电能的消耗也非常大。通过在提升机中引用变频节能技术可以将交流四象限变频调速系统与变频防爆提升机相结合，采用无速度传感器矢量控制方式以输入和输出接口来远程控制提升机操作。同时该变频调速提升机还具有全面保护措施，如过流、过压、欠压及电机缺相保护等。

（3）变频节能技术在皮带输送机中的应用。传统带式输送机驱动装置主要有以下六部分组成：电机、制动器、联轴器、减速机、耦合器、滚筒等部件组合如图1所示。这种结构相对复杂且布置宽度尺寸也相对较大，维修保养也较多，主要是利用液力耦合器对皮带机实施软启动，长时间这样就会使皮带发生老化断裂的情况。采用变频节能技术后不仅缩小了布置空间，而且实现了软启动。在皮带输送机中转入了皮带秤动态称重反馈控制系统，这样可以使皮带根据物料的重量多少实现重载加速、轻载减速以及空载停止等变速运输，不仅节约了电能资源，而且有效提高了皮带输送机的工作效率。

（4）变频节能技术在流体负荷设备中的应用。变频节能技术在流体负荷设备中应用主要是对风机和泵的调速控制。变频调速在风机中的应用为了适应矿井的特殊工作环境，通过对风机进行升级改造后，有效降低了以往的最低转速，这样改造后的风机不仅更加适应工作环境,而且每年也可以为企业节约不少电费支出。而变频调速系统在矿区液用泵在矿区给水中的应用也发挥了重要作用，对设备的机械冲击大大降低，工艺系统的控制也更加灵活，极大提高了产品质量。同时变频技术对抽水泵实施加减速、平滑启停的控制，使得井下液位时刻趋于稳定状态，杜绝了水泵空转和频繁启停的耗能。所以变频节能技术对设备降低损耗及煤矿的安全生产都起到了积极的作用。

2变频节能技术在煤矿机电设备中的展望

现阶段，变频技术在煤矿采矿行业发挥至关重要的作用，随着煤矿行业的广泛应用，可以看出未来发展空间巨大，采用变频技术来提高煤矿行业的节能水平是发展的必然趋势。我国是一个煤矿大国，因此在今后的开采过程中所应用到的设备种类也会持续增多，因此所应用的与机电设备相匹配的变频技术也会更大范围地发挥作用。目前我国矿山开采中电子技术已被广泛应用，变频节能技术在煤矿机电设备中应用必定会有一个很好的发展前景。

3结束语

变频技术在煤矿机电设备中的应用越来越广泛，具有极大的市场发展前景。在当下我国倡导节能化发展的今天，煤矿企业要想实现安全生产，提高生产效率，就一定要着重研发和应用与机电设备相匹配的变频节能技术。经过在煤矿的实践应用证明，通过利用变频节能技术不仅具有完善的变频调节功能，而且还起到了节能减排的效果，有效推动了企业的经济发展。

作者:解莹 单位:兖矿集团鲍店煤矿机电工区

参考文献:

[1]王金龙.浅谈煤矿机电设备中变频节能技术的应用[J].商品与质量:学术观察,2012(10).