变频技术范文
时间：2023-03-26 20:10:32
导语：如何才能写好一篇变频技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
1变频器的基本工作原理
1.1变频技术的发展
在我们国家改革开放时期引进了变频技术，一直发展到现在，变频技术在我们国家已经基本普及。对于我国变频技术的发展总的来说，可以分为三个主要过程，首先是从别的国家引进变频技术，1995年，我国成立空调研究所，对于国外空调的先进技术进行研究，1996年，我国从国外引进变频空调技术，建立我国的变频空调生产基地。其次我国的科研人员进行研究，2000年，我国初步了解了变频空调技术，然后进行了充分的消化吸收，选取相对应我国的变频空调的标准，进行磨合。最后进行自主创新，制造出适合我们国家的变频空调，2008年，国家变频空调标准出台，很多生产商开始生产变频空调，研究者不断地改进变频空调，直到现在，我国的变频空调技术还在不断地发展创新，紧跟时展的脚步，提高核心质量问题。
1.2变频器的基本概念
随着变频空调的广泛使用，越来越多的人对于变频器这一工作器件十分的好奇，开始对变频器进行探究。其实变频空调中最主要的就是变频器，变频器一般是指对电力半导体器件的通断的控制，将交流电工频电源中稳定不变的频率和电压变换为频率和电压可以改变的交流电的电能控制的一种装置，绝缘栅双极晶体管是一种半导体器件，一般称IGBT。变频器的工作过程是在电路中将稳定频率和电压的交流电流转化为直流电流，然后将转化的直流电再转化为可变频率和电压的不同的交流电流，这就是变频器的基本概念。其本质过程就是电流的转化过程，把固定不变频率和电压的三相或者单相电流转化为频率可以适应环境温度改变的可变的频率或电压的交流电流，变频器的本质就是不断地转化的过程，通过不断地转化，来保证变频空调的稳定运行。
1.3变频器的基本构造及工作原理
前面我们简单的介绍了变频器的基本概念以及它的工作过程，那么变频器的基本构造是什么呢?变频器基本构造复杂，其中有很多个电路，最主要的是逆变电路、整流电路、控制电路这几部分。其中三相整流桥组成了整流电路，这个过程是电路将所收集到的三相交流电都整流成直流电，逆变电路主要是由逆变模块和驱动电路组成，其主要作用是由IGBT组成逆变桥，然后根据驱动电路发出的驱动信号把整流所得的直流电转化为频率和电压可变的交流电，这个过程在变频器的工作过程中十分的重要。变频器是构成压缩机的最主要器件，而压缩机是通过控制转速来实现对温度的控制，因此，变频器在变频空调工作过程中是一个桥梁的作用，通过对电流的转换来辅助压缩机工作。以上就是所说的变频器的基本构造和简单的工作原理。
2变频空调的现状
前面我们介绍过变频技术及变频空调的发展阶段，我们都知道，随着时代的不断进步，科学技术的发展日新月异，变频空调也在不断地进行改进和创新发展。相对于以前的变频空调，现在的变频空调更加的节能省电，最重要的是环保舒适，同时更加的人性化，更加的贴合时代的发展主题，提高了人们的生活质量。自从2009年公布的家电下乡公告以后，变频空调也被选入家电下乡活动中，变频空调的生产商也抓住了这次机会，开始进行扩展和推销。现阶段，在变频空调广泛应用中也出现了一些不足和，生产商重视核心问题的普遍性，积极改进，保证质量，同时变频空调本身存在的问题也在不断地解决。变频空调正在迅速的发展，相信不久的将来，变频空调会越来越完善。
3变频空调和定频空调各自的优势及不足
3.1变频空调的优势及不足
我们都知道，变频空调虽然为人们带来了很大的便利，但是同时也存在一定的不足，接下来对变频空调的优势和不足进行简单的分析。首先变频空调的优势在于它节能效果好，因为变频空调内部有变频器随时调节压缩机的运转速度，压缩机保持持续平稳的状态，节能效果十分理想。其次，变频空调的温度控制精度高，变频空调是通过控制压缩机的转动速度来实现对于温度的控制，精确度可以达到一度左右，对于温度的控制十分精确。最后变频空调可以保持室温恒定，变频空调通过变频压缩机控制转速来自动的调节室温，使室温保持恒定。变频空调的不足之处在于价格比较贵，经济条件不好的家庭消费不起。其次，变频空调需要持续开机，才能显示出变频空调的优势来，但是很多家庭会节省电费，不会持续开机，这样变频空调的优势不能更好的显示出来。最后变频空调的核心技术还不够完善，变频空调还会存在一定的问题，需要进行维修和处理。
3.2定频空调的优势及不足
定频空调在变频空调出现之前，在人们的生活工作中还是非常重要的，定频空调相对于变频空调来说，最大的优点是价格便宜，很多的普通家庭都可以消费得起。其次，定频空调对于普通工作或者生活时间小于十个小时的消费者来说，是一个不错的选择。定频空调存在一定的不足，首先是定频空调耗电量较大，定频空调在使用的时候需要不断地根据室温进行调节，这样会对家庭的电路消耗造成很大的影响。其次，定频空调不易调节，精确度不够。最后，定频空调对于达到我们设定的温度的定值的过程历时较长，等待时间较长。
4对交流变频空调、直流变频空调两个方面的变频基本原理分析
4.1交流变频空调的变频调速系统
前面我们简单的介绍了变频器的基本概念和基本组成，接下来我们研究一下交流变频空调的变频调速系统，整流器、滤波器、功率逆变器主要组成了交流变频空调的变频调速系统。整流器采用硅整流器件桥式链接，分为单相和三相输入电流，将交流电源转化为直流电，整流滤波的作用是输出直流电压使之平稳且得到提高。六个IGBT组成上下桥式驱动电路基本构成了功率逆波器，其中功率晶体管被作为开关器件，控制线路，使每只晶体管导通，当控制电路输出信号时，晶体管输出频率变化的三相电流，整个电路的平稳运行是保证变频调速系统运行稳定的重要保障。这就是交流变频空调的变频调速系统简单的工作原理。
4.2直流变频空调的变频调速系统
直流变频空调的变频调速系统和交流变频空调的调速系统在原理上存在一定的不同之处，直流变频空调压缩机采用的是无刷直流电机，无刷直流电机和普通的有刷直流电机和交流直流电机在本质上相差不多，但是有一定的区别，稀有材料制成的永久磁钢制成了无刷直流电机的转子，而且定子采用整距集中绕线，这样提高了转子的运行速率，没有涡流损失，调速性能优良，电磁干扰较小，噪音也小，寿命长。在进行转子检测时，利用电动机内部的位置传感器提供的信号，进行驱动电机换相，或者是可以利用相电压采样信号检测出无刷直流电机的相电压，然后计算可得出，来驱动电机换相，一般都采用后一种方法进行测量转子的位置。
5结束语
随着变频技术的不断发展，变频空调越来越广泛的运用到人们的工作生活中，给人们带来了舒适快捷的享受，本文主要分析了变频技术的发展，变频器的组成和工作原理，在此基础上分析了交流变频空调的变频调速系统和直流变频空调的变频调速系统，总结了变频空调和定频空调的优势和不足，在以后的发展中，变频空调需要不断地改进，紧跟时代的步伐，适应人们的需求，更加的贴合时代节能环保的发展主题，从变频技术的核心问题出发，提高变频空调的质量问题。
参考文献：
[1]杜宇.新风间接换热式数据中心空调辅助系统的节能研究[D].河北工程大学，2013.
[2]周小伟.重庆市既有公共建筑空调系统节能诊断研究及节能改造评价体系构建[D].重庆大学，2012.
[3]余能辉.空调系统冷冻水泵节能改造的节能量认定方法研究[D].重庆大学，2011.
[4]顾建晖.开式管网系统中通风机变速调节节能效果研究[D].同济大学，2007.
篇2
摘要:简要的论述了恒压供水变频节能的原理;结合实例对变频节能的效果进行了计算。
关键词:变频;节能;原理;节能效果计算
中图分类号:TM344.6文献标识码:A文章编号:16723198(2009)15029201
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:468m3/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
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,m3/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。
篇3
1变频器的工作原理
变频器是变频控制系统的核心组成部分。它的工作原理是基于VVC+控制原理实现的。从一般意义上来说，VVC+控制系统的检测部件可以实时地感应到控制对象负载的变化（如电压变化、电流变化以及功率变化等），而这种变化可以引起整流器内部电流原定的正弦波动发生改变。与此同时，VVC+的控制规律是将矢量调制的原理应用于固定电压源PWM逆变器。这一控制建立在一个改善了的电机模型上，该电机模型较好的对负载和转差进行了补偿。在这两种作用效果的综合影响下，最终通过中央处理器引起相应的频变，实现变频功能。不过，随着电子技术的进一步发展，变频器的工作原理已经得到了简化。不仅使得控制效果得到了进一步提高，而且变频的精确性也得到了革命性的变化。
2变频器技术的应用
2.1变频节能。变频器技术之所以能够被各大公司开发利用，就在于它的变频功能不仅能够实现设备的自动化控制，还能够实现节能减排的效果。例如，变频器应用于风机、水泵等大型机械时节能就表现得特别突出。详细来说，在设计生产这些机械时运用了变频技术，当机械运行时，电机正常情况运转时，力矩会圆满的运转，消耗的电能能全部有效的转变成有用功，这样效率就得到了有效提高。而当电力不能满足电机的输入电压时，变频器就通过变频技术满足电机在满负荷下运转就没有剩余的力矩，也就不会有多余的电量消耗了。此外，风机、泵类等大型设备工作时，需要较大的输入功率，并且在调节设备的速度、流量等参数时，大量的能量会消耗在挡板、阀门等阻流功能中，而变频器的使用，可以方便、及时地根据需要调节速度、流量，这样就节省了很大一部分电量，从而节省能源。
2.2提高相关产品的质量。提高相关产品的质量，主要从两个方面入手。一方面是提高变频器内部集成电路的技术层次。因为这部分是变频器及其技术的核心，只有充分运用现代信息技术，实现电路内核的信息化和智能化，才能在根本上提高产品质量；另一方面是运用新材料来提高变频器的性能。高性能的材料能够将信息技术的效能有效地发挥出来。因此，生产厂家应积极运用各种新材料，来实现变频器产品的技术升级。
2.3变频器技术在发电厂中的应用。现代社会及人们对电力的需求越来越大。如何以最小的代价获得最大的收益是电厂当前研究的主要问题，变频器技术在锅炉燃烧控制优化系统、高低压变频调速系统、电除尘优化系统的应用极大地降低了发电的成本，提高了发电的效率并且根据变频器的原理和特点在火电厂中进行高低压变频改造也可以及大地降低发电厂的用电率，提高机组的运行性能。所以变频器技术的发展给电厂提供了一个新的选择。
3变频器使用过程中应注意的问题
3.1注意变频器使用过程中的发热问题。变频器是通电装置，装置里面的线圈本身就有电阻，在通电过程中电流通过线圈产热是不可避免的。而变频器对热较敏感，温度升高出故障的概率也会增加，从而也会影响变频器的使用寿命，解决变频器的散热问题也能提高变频器质量，所以变频器的发热问题备受重视，在设计生产变频器，要适当的增加机柜的大小，有利于散热。安装过程中也要考虑到安装的位置，如把变频器的散热设备安装在控制机柜的外面，热量就会更容易散发出去，也可以在设计时加把风扇也有利于散热。在变频器开关的瞬间电流会瞬间增大，产热量也就会增加，所以在其前可安装一个稳压器，来消除这个隐患。
3.2注意变频器使用过程中产生干扰的问题。众所周知，变频器改变电流是通过改变频率实现的，在改变频率的过程中就会产生干扰的问题，主要来源是辐射干扰，当然在传播过程中也会附带传导干扰，对于这些干扰的的解决办法是通过对辐射源的检测，发出的信号回馈到变频器中在通过其中的特定装置来削弱干扰。然而，传导过程中的干扰则是检查线路，在变频器的输入输出端增加一个滤泼器或者磁环等装置，这些装置会根据干扰信号产生相应的反干扰信号来对抗干扰信号。另外处理这种干扰也可在安装方面注意，按照正确的安装方式安装，也可有效的减少干扰。
4结束语
篇4
【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。
2．系统技术方案研究。某炼钢厂#8电炉为扩容的70t ABB交流电炉。除尘器系统采用TFMC布袋式除尘器，设计过滤面积11985m2，最大除尘风量450000m3/h。
#8电炉的炼钢周期为70－85分钟，其中装料6－10%，送电熔化25－30%，吹氧30－35%，还原期15－20%，冲渣出钢6－8%。在不同的生产工艺阶段，电炉产生的烟气量和烟气温度不同，且差异较大。加料过程中，主要是装料时废钢及渣料产生的扬尘，需要的除尘风量不大，要求粉尘不扩散，不污染电炉周边工作环境为标准。送电过程中是原料送电拉弧加热，引发可燃废弃物燃烧产生废气。此时，电炉需要将炉料加热至熔化状态，要求烟尘能够及时排出，又不能过多地带走炉体热量以保证炼钢周期。而在吹氧期间，不仅要求除尘系统能够及时迅速地将废气和粉尘排走，又必须保证炉体有合适的吹炼温度，确保终点温度。因此，对除尘系统要求较高。进入还原期，吹氧告一段落，粉尘度再一次降低。在冲渣出钢时，主要排放物是冲渣产生的水蒸汽和少量废气。
通过对冶炼工艺的分析，电炉在炼钢过程的不同阶段对除尘风量大小的要求有明显的不同，以吹氧冶炼为最大，加料除尘为最低。鉴于电炉除尘系统中除尘风机的运行方式和设备特点，对除尘风机的控制制定如下方案。
不同工艺阶段的烟气温度有明显差异，因此温度的高低直接反映了电炉的运行工况。系统并没有采用检测电炉工作中粉尘浓度的方式来直接控制除尘风量，而是采集烟道温度作为系统调节的基本参量，通过非线性函数关系推导出不同运行工况下的除尘风量参与系统控制。从工程角度讲，温度变送器可以在恶劣的工业场合应用，抗干扰能力强、工作稳定性好、控制精度高、安全可靠、免维护且价格便宜。而粉尘浓度检测装置具有价格昂贵、稳定性差、故障率高、维护量大、现场检测点数据采集很难具有广泛代表性等缺点。基于上述原因，选用除尘烟道的烟气温度作为现场过程量。同时，以吹氧量和冷风门开度作为除尘风量的修整参量，从而提高系统响应速度，改善控制品质，达到良好的除尘效果，实现除尘风量自动控制、降低运行人员劳动强度、提高系统效率，达到最佳的节电效果。
为了保证系统的可靠性，另外增加了除尘风量手动控制回路，对除尘风量的控制采用分段调速的方式，由炉前操作台控制变频运行的频率点，从而实现不同运行工况下的风量调节。
实践证明：系统在设计了两套控制方案后大大提高了系统的实用性和可操作性，很好地满足了现场生产要求。同时，在改善现场工作环境、提高产品质量、降低吨钢能耗方面起到了积极作用。
3．系统特点。变频调速技术在电炉除尘系统中应用后，主要体现了以下几个特点：
①除尘设备功耗随电炉炼钢生产工艺变负荷运行，提高了系统效率，实现了除尘系统的最佳工况运行，取得显著的节能效果。
②大大有效降低了除尘系统负荷率，延长了除尘器、除尘风机、除尘电机、烟道等设备的使用寿命。
③对降低炉内热量损失、合理控制过程温度、确保终点温度起到一定的作用。
④对除尘系统进行变频改造，有助于改善炉内吹炼工况，缩短炼钢时间，提高钢产量，改善出钢品质。
⑤降低补炉期间的能耗和炉衬散热损失。
4．节能分析。为了对除尘系统变频改造后的效果进行评价，在系统投入正常运行一个月后对设备实际使用和节电情况进行了测定和数据分析。
随机抽取一个正常生产日，将系统切换至变频运行系统采用挡板控制调节风量。采用网侧有功电度表进行耗电量计量，见表1。然后，连续采集变频运行的7个正常生产日用电量进行变频运行工况下的单耗计算，以期变频运行的数据更接近真实运行工况，具体数据采样值见表1。
通过对上表原始数据的处理，可以得出：除尘系统在变频改造后较改造前，吨钢除尘电耗降低了17.390kW•h。设备节电率高达58.63%，节能效果显著。
5．结论。通过对某炼钢厂#8电炉除尘系统变频改造前后的技术分析，可以看出：在电炉除尘系统中应用高压变频调速技术不仅对有效改善现场生产状况、提高钢产量、降低吨耗有着重要的意义，而且每年可节约230万元左右的电费开支。在电炉除尘系统中应用高压变频调速技术是完全正确的。
参考文献
1 邱绍岐、祝桂华编著.电炉炼钢原理与工艺.北京:冶金工业出版社,1996
篇5
关键词：矿山机电设备；变频控制技术；节能
在倡导节能环保发展理念的新形势下，变频技术本身有着节能、高效、污染少等特点，在机电设备中被广泛的应用。在进行矿山资源开采的过程中，所需要的通风、人员物料输送、气压调节等操作系统都是通过一定的机电设备才能够完成的。将变频控制技术应用在矿山机电设备中去，能够更加方便的将机电设备的使用速度和效率进行转换，并且能够对于能源消耗进行很好的控制，节省能源。不难发现，变频控制技术是矿山机电设备未来技术发展新方向。
1变频控制技术的原理分析
变频控制技术在总体上可以分为电机传动技术、电子技术和微机技术。这三点内容在技术上进行配合，达到控制变频的目的。在技术上来看，变频控制技术都是需要经过交流变频调速处理技术来对电压进行转换的，把工频的交流电压转变为直流电流。在逆变器的帮助和协调之下，把直流的电压转换为能够调节电流频率和电压的交流电压，让其为交流电机进行供电。电机成为了一种能够让电压和电流都能够依靠其进行调速的工作电源，最终能够达到无附加损耗，进而稳定调速的目的，是一种无附加损耗的有效调速方式。变频控制技术的应用，能够利用电机所承受的负荷出现的变化，将调速处理到平稳的状态，并且能够自动的进行同步，进而让当前的机电设备能够大大的提高工作效率。目前，节能减排已经成为了工业发展的趋势。在变频控制的设备上装置一定的智能控制模块，能够在一定程度上提高调速系统的自动化的程度，达到形成一个集合计算机系统、集成电路系统和数字处理器等综合一体的控制模块的目的。在一定程度上丰富了变频控制器的使用范围，并且能够在变频控制设备中增加一定的参数识别的能力，进而将变频器的适用范围扩大，提高工作效率。
2矿山机电设备中的变频控制技术分析
变频控制技术本身对工业生产等有着很重要的作用，不仅能够提高工作效率，还能够降低能耗，节能减排。在矿山机电设备中，变频控制技术的应用日趋广泛。具体表现在以下几个方面。
2．1变频控制技术在传送以及升降设备中的应用
在矿山作业中，机电设备是必不可少的，而机电设备中有超过一半的机器都是用来对矿石、原料、工人以及其他设备等进行传送或者是升降的。所以，传送以及升降设备是矿山产业中必不可少的组成部分。在传统手段中，对升降机进行调速的控制，主要是利用电动机转子电路中进行金属电阻的嵌入，通过鼓形控制器或接触器对电阻进行切断，实现调速的目的。但是在实际应用中，电阻消耗的能源大，并且会产生很高的热量，体现出机电设备散热性比较差。再加上对电阻调速的范围是有限的，精确度不高，在进行升降活动减速运行的时候，容易对设备造成损毁，且消耗大量的电能，造成浪费。变频技术应用在矿山设备中的升降机电路中，就能够更加方便快速的实现升降机的变速效果，并且调速系统中的稳定性能也得到了进一步的加强。利用变频控制技术对后台的程序编译器进行控制，就能够对电控系统中的继电逻辑的预编译进行编辑和完成，保证控制电路能够进行快速的转变。而因为控制电路中的继电器变少了，发生故障的概率也降到最低，减少了对设备的维护和保养工作。且利用更加智能化的人机交互界面，更能够方便快捷的及时发现故障，提高了故障处理的效率。利用设备内置的控制程序，能够对电路进行升级，不需要更换系统内部的各种硬件，真正实现了对设备的柔性控制。而在电路中装置一定的反馈电力设备，更能够节约资源，降低能耗。电气设备的电子化，与传统的机械化设备相比较而言，在一定程度上降低了对设备的损耗，延长了设备的使用寿命［1］。
2．2变频控制技术在通风变压设备中的应用
矿山作业大都是在井下进行的，通风是非常必要的。井下作业需要连续长时间的保障供风的质量，按照不同时间段，通过风机设备适当地对风压和风速进行调整，适应对空气循环不同的要求。随着采掘作业的不断深入，井下的空间不断增加，对空气的压力、流速等要求也越来越高。因此，利用风机调节通风网速是重要的手段之一。利用变频控制技术，根据矿山作业的不同进度设置不同的进风量，从而达到调节风速的的目的。对通风进行智能化控制目的，能够在一定程度上减少矿山机电设备消耗的电能。将变频软启动功能设置在鼓风机当中，可很好地防止机电设备启动时所带来的电流，降低风机在启动和停止的时候出现故障的风险。对风机的转速进行控制，能够在一定程度上降低风机工作时所带来的损坏，延长风机的使用寿命。与此同时，变频控制设备中的智能控制可有效保证所有的风机保持同样的速度，防止在井下巷道内形成风阻，保证通风效果［2］。
2．3变频控制技术在采掘设备中的应用
矿山的采掘设备都是大功率的设备，所以，其变频调速的系统中，已经从原有的一对多的控制方式，发展成为现在的一对一的方式。当前变频控制技术的发展情况来看，交流变频调速的技术已经在矿山采掘设备中得到了很好的应用。尤其是在采煤机中的应用，我国当前已经开发出了能量回馈型的四象限运行交流变频控制技术，这也是在这一范围内的最高水准。能够在提前设置的额定转速的前提下，达到固定转矩调节的目的，并且能够对超出额定转述的功率调节和变频器之间的控制和转矩之间进行控制。根据当前国内的四象限电牵引采煤机的现状来看，我国的四象限变频器最大的优势就是能够将制动力矩进行调节，同时，还能够保证牵引的速度处于稳定的状态内，防止矿山机电设备出现下滑、跑车的问题。简单的设备结构和简单的操作，更能够让其与现实中复杂的环境相适应［3］。
3结语
变频控制技术的不断发展，为矿山机电设备提供了便利的条件。而矿山机电设备又为变频控制技术的发展提供了应用的平台。根据矿山机电设备在矿山中的应用情况来看，变频控制技术主要是在矿山机电设备中的运输升降设备、通风设备以及采矿设备中有很好的应用，有效提高了各机电设备的运行性能，降低了电能损耗。在未来的发展中，变频控制技术能够更好地为矿山机电设备服务，不仅完善变频调节功能，还起到节能减排效果，有效推动企业经济发展，也能够为其他行业的发展提供技术上的支持。
作者:张慧慧 单位:山西焦煤西山煤电股份公司
参考文献：
［1］王友财．矿山机电设备变频控制技术的应用［J］．内蒙古煤炭经济，2014（10）：119－120．
篇6
集中供热系统采用变频技术实现水泵转速调节后，将供热系统中的管线和水泵的阀门全部打开，通过调节电机电源频率的办法来实现电机转速改变，从而使流量发生改变；水泵以调速控制或者阀门控制时，水泵的扬程H与流量Q的关系。如图1所示，曲线1表示的是水泵在n1转速时H-Q曲线；曲线2表示的是供热系统管路的阻力特性曲线；曲线3表示的是将阀门关闭后，Q2流量时的供热系统管路阻力特性曲线；曲线4表示的是当水泵在n2转速时的H-Q曲线；水泵工作情况由A、B、C三点表示。供热系统中，水泵所需要消耗的轴功率可有以下公式算出：P=HQr/S（5）该公式中，水泵的效率用S表示，流体的容重用r表示。从公式5可以得出，水泵的扬程与流量的乘积与水泵的轴功率成正比，所以在A点，H1与Q1的乘积的面积A与水泵的轴功率成正比。由系统的工艺要求得出，供热系统水泵的流量从Q1降低为Q2时，如果使用水泵阀门调节的方法就等同于将管路的阻力增加，这样管路特性由曲线3表示，供热系统也会转到工况B点工作。如果供热系统使用变频技术对水泵转速进行调节，当水泵的转速由n1减少为n2时，曲线4为此时的H-Q曲线，由曲线4可知，当水泵的流量为Q2时，水泵的扬程H3将明显降低，与此同时水泵的功率也会相应减少，曲线所包围的面积将同节省出来的功率成正比，这样就能产生明显的节能效果；即使是将由于水泵转速下降，导致功率降低考虑进来，变频技术仍然可以产生明显的节能效果。集中供热系统中使用的离心泵，其流量调节主要采用泵变转速调节和出口阀门调节两种方式，出口阀门调节所节省的能耗要明显小于泵变转速调节，这个结论可以由两种调节方式的功耗对比分析和功耗分析中得出。由离心泵的扬程和流量之间的关系图可以非常明显的看出采用不同的调节方式，二者之间的能量消耗关系。施工变频技术除了可以降低水泵的流量外，还可以有效的减少离心泵汽蚀情况的发生。变频调节技术所节省的能耗随着流量减少而增大，即使用阀门调节技术所产生的损耗也会相应增大，但是采用水泵变速过大时，会降低水泵的工作效率，有可能会超出水泵比例定律的使用范围，所以，在实际的集中供热系统中，应当充分考虑两种方式的优劣，从而找出流量调节的最佳方法。
2变频技术的应用效果
当供热系统水泵出现扬程富余且运行不稳定时，这时就需要大幅度的调节水泵的流量，有时水泵会在小流量节流情况下工作，有时会在大流量汽蚀情况下工作，不仅工作效率低而且会降低水泵的使用寿命；使用变频技术可以对水泵流量进行非常精确的控制，实行慢减速和软启动，进而延长供热系统中水泵的使用寿命。应用变频技术的水泵可以在一定负荷下工作，当处于低频率时就会进入软启动，此时的启动电流要明显小于没有进行变频调速的电流，正常情况下为1.5倍的额定电流。当循环泵开始工作后，频率会保持在启动的10HZ上，之后呈线性增长到预先标定的频率值，此时循环泵的工作电压和转速，会随着频率的变化而升高到相应值，这是由于水泵频率的变化与转速和工作电压成线性关系，因此，当系统缓慢启动时，可以有效的预防启动电流过大对循环水泵绝缘和绕组造成的破坏和损失。同时，由于系统缓慢的启动，可以有效降低冲击力，进而能够减少和避免出现接卸故障，进而将循环水泵的使用寿命延长，有效的提高系统效率。使用变频技术调节水泵的转速，可以使水泵流量实现无级变运行。由于集中供热的用户每年都可能出现变化，使得系统的热负荷也相应的发生变化，这时需要结合当年情况进行热力工况、水力工况以及运行计划的编制，并按照编制好的计划进行流量的调节，结合水温流量调节曲线，进而达到按需供热的目的，确保用户室温达到设计要求，这样也能够避免多余供热的发生。
3结语
篇7
关键词：煤矿 设备 变频技术
煤炭企业是耗电大户，其电耗成本占其生产成本相当大的比例，在煤炭行业中采煤机、运输机、提升机、风机、水泵等设备都采用电动机拖动，其电能消耗和损失量较大。例如风机、水泵、提升机、皮带机类设备维护维修的费用占到生产成本的7％-25％。通过变频器和交流电动机的结合，实现对生产机械的传动控制。具有综合性的技术优势，应用到不同场合，可体现出不同的功能，达到不同的目的，得到满意的效果。
一、变频技术简介
1.1什么是变频技术
变频技术是指通过改变交流电频率的方式实现交流电控制的技术，变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。它是一种无附加转差损耗的高效调速方式。由于变频技术是根据电机的负载变化来实现自身的功能变化，这样就大大提高了电机的效率，也减少了磨损。
1.2变频技术的发展状况
近年来，变频技术在理论和应用方面都取得了较快的发展。在功率器件方面，经过了GTR、IGBT的更替，并进一步发展为智能功率模块（IPM）；在控制理论方面，压频比（U1，f）控制方式得到很大改进，矢量控制和转矩直接控制方式在实际变频器中广泛应用，模糊自优化控制、人工神经网络等控制方法成为新的研发方向；在功能方面，变频器的综合化程度越来越高，除了能完成基本的调速功能外，还具有内置的可编程序、参数辨识及通信等功能。
二、变频技术在煤矿机电设备中的应用
2.1变频技术在提升机的应用
变频技术在矿井提升机的应用，主要采用了高压变频调速控制系统和PLC控制系统：第一，在提升机电控系统设计中，高压变频调速控制系统，采用单元串联多电平能量回馈型四象限高压变频控制系统。高压主电路与低压控制电路之间的通讯采用光纤传输，保证电隔离性能安全可靠。系统抗干扰能力强。第二，提升机电气控制系统采用PLC控制，实现提升全过程的位置控制、速度控制、动态画面监视和绞车系统的各项保护功能，满足电磁兼容性的技术要求。
2.2变频技术在水泵中的应用
矿井中应用较多的另一种设备是多级离心泵。电能输送给水泵电机后，电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把井下的水举排到地面。由于水泵是在井底工作，工作环境非常恶劣，传统的供电方式一全压、工频使它故障频繁，运行成本大增。一方面，水泵在工频启动时，启动电流大，电机电缆的压降较大，使得电机电缆在启动过程中的反压较高，使绝缘性能降低，每次开机都会使水泵寿命降低，大大影响了水泵的使用寿命。另一方面，水泵在正常工作时，普遍存在着电机负载率较低的情况，水泵的功率因数较低，耗电量多，“大马拉小车”现象严重。通过改变电动机转速，在降低水流量的同时，可有效降低系统的电能损耗。
2.3变频技术在煤矿通风机的应用
主扇风机在煤矿生产中有着重要的地位，作为矿井主通风，它每天24h不停地运转，是整个矿井的“呼吸”系统。由于变频器改造后风机可以实现变频软起动，避免了起动电流的冲击，不仅对电网没有任何冲击，而且还可以随时起动或停止。进行变频改造后，风机的大部分工作时间都在较低的速度下运行，因而大大降低了风机工作的机械强度和电气冲击，将会大大延长风机的使用寿命。
2.4变频技术在煤矿采煤机中的应用
采煤机作为煤矿井下的主要综采设备，常工作在比较恶劣的环境当中。其所处环境一般粉尘较大，空气相对湿度较高。目前，我闰能量回馈型四象限运行的交流变频调速采煤技术处于世界领先水平，国产电牵引采煤机行走功率最大2×l10kW，变频器电压380V，能够实现额定转速下恒定转矩调速.额定转速以上恒定功率调速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。
2.5变频技术在矿井皮带输送机中的应用
目前，我国许多煤矿用的皮带输送机除装车系统使用外，井下也大量使用。由于诸多原因，使用中相当长时间都处于空载或轻载运行状态，电能浪费严重。若在皮带输送机上安装变频器，可随时将电机产生的负力回馈到电网中，减少发热损耗，解决机械系统及电气系统的冲击问题，延长设备的使用寿命，并能有效地节约电能。
三、变频技术在煤矿机电设备的应用前景
虽然，目前煤矿井下交流变频调速技术的应用尚在起步阶段，但在煤矿企业技术改造和产品更新换代，在节能和实现生产过程自动化方面已取得了明显的节能效果。（1）推广而较广，矿山中大小机电设备种类繁多，能解决好变频器与这些设备的匹配向问题，就能得到更广泛的推广。（2）需求量很大，我国矿山基数大，在机电设备的改造中必然需要大量的变频器，会极大推动变频技术在矿山的发展。（3）专业化可以加强，矿山有很多特殊工作环境，如井下工作等，需要具有特殊功能的专业变频器配置这些装备。（4）多功能、网络化的更新。电子技术日新月异，矿山改造过程中对变频器的使用和控制也会呈现多功能的趋势，对变频器的控制也会成为矿山网络化管理中的一个重要环节。
参考文献：
篇8
关键词：变频技术；煤矿提升设备；提升机
中图分类号：TD63 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）02-0097-02
煤矿提升设备在工作的过程中，由于长期处于运动的状况，如果其运动的速度不能保持一定速度时，就会影响工作的效率，特别是由于现代自动化技术的不断发展，使得煤矿企业采煤的速度有所提高，不加强配套设备的改进，就会引起采出来的煤不能快速地运送到地面上，导致企业经营的时效性不强。变频技术正是基于这一特点，针对传统提升设备的速度不能进行调节，本技术应用到煤矿提升设备中将会使得设备能够进行速度调节。并且传统的提升设备由于长时间地处于工作状态，使得一些元件容易发生故障，而变频调速技术正好能够进行自动化调整，结合当前的工作情况进行有规律的变化，以免设备发生不必要的事故，引起煤矿生产过程中的不安全因素的产生。
1 技术原理
自主开发的现场参数预制系统，可根据现场设备实际运行情况，快速方便地进行参数的修改和调整.显示部分用TFT真彩触摸屏人机界面与中文字符显示器进行显示。根据提升设备的运行情况，驱动系统自动生成“S”型速度曲线进行操控和保护，实现提升机快速响应和稳定的速度和力矩控制。运行可靠，具有完善的自诊断和显示功能。工作中，提升设备在运行后将采集到的数据传输给控制中心，由所编写的程序将这些数据进行分析以及对运行状态的情况进行设定，确保提升机是在一个安全的参数下进行工作，这一切都是在（PLC）下来进行自动化控制，矢量控制型变频器直接驱动鼠笼电动机，具有变频调速、控制、保护、监控四大部分。研发的现场参数预制系统，可根据现场设备实际运行情况，快速方便地对参数进行修改和调整，实现提升机快速响应和稳定的速度和力矩控制，并具有完善系统的自诊断和保护功能。该成果对我国中小型矿井提升设备的技术改造和技术装备具有重要的现实意义和经济
意义。
2 构成提升机变频控制系统的环节
2.1 变频器
变频器是控制系统的关键部件，其通过相关的原理和技术对提升设备的电动机进行变频控制，一般选用的控制型号是与该提升设备电动机相匹配的，能够使提升设备速率的控制可调。
2.2 PLC
选用计算功能较强且可接收多路旋转编码器信号的PLC。扩展1块模拟量输出模块，给液压站提供2路模拟信号；扩展1块Modem模块，以实现远程通信或联网。
2.3 安全保护环节
由于煤矿提升设备在工作的过程中会出现不同程度的故障，例如在速度方面最主要的是会发生等速过速或低速过速等现象，这就需要在对该设备进行PLC控制时，要进行安全保护措施，确保PLC在进行信号传输的过程中是保持独立的，而不能两个PLC控制同一参数，会引起不必须的故障，而导致安全事件的发生，需要积极地采取有效的措施进行控制。
2.4 检测单元
在对煤矿提升设备进行检测工作时，需要将这些信号传输给控制中心，要保证能够形成电流环，同时，在其内部控制中又能对其进行保护，确保变频器在运行过程中不会出故障。同时，在对信号的转换过程中，要有效地根据电动机的参数变化情况，从各个不同的方面对其进行保护，特别是在检测过程中，主要对设定的参数进行核实，并在工作过程中不断地进行修正。
2.5 可调闸
可调闸是在对煤矿提升设备进行变频改造的过程中保证安全的重要部件，在正常运行的过程中，可调闸是处于不工作的状态，但一旦有紧急情况的发生，这个可调闸就会起到紧急制动的作用，从而避免事故的发生。
2.6 显示单元
这个部分主要是方便操作人员操作，在人机界面上可以对提升设备的运行动态进行实时监控，确保在工作的过程中不会出现意外事故或人为操作失误。
3 变频技术在煤矿提升机中的应用
3.1 调速部分
变频调速是电机调速的主流技术。当对提升设备的电动机进行变频调控时，其电机的转速是可调的，而传统的电动机一直都是稳定的速度，这样不利于煤矿这个特殊的工作环境，因此在进行调速的过程中，要与当地的煤矿开采实际情况结合在一起，特别是设定的参数要与设备本身的指标和开采的指标结合在一起，不能盲目地设定参数。调速控制时PLC对变频器的控制是要遵循相关设备的原理和技术来进行的，不能发生两者不能一起控制电机的情况，否则会导致很严重的后果。转矩的相对高的动态上升率是高水平的闭环控制同路一个很好的基础，可以选择电流控制形式；电流控制形式用于带有异步电机的速度检测的编码器。
3.2 控制部分
主控系统由两套德国西门子公司生产的可编程序控制器，隔离式电源变压器，山特在线式UPS不间断电源，10.4英寸TFT真彩触摸屏人机界面，欧姆龙继电器、操作台、控制柜等组成，在操纵台上选用10.4英寸真彩触摸屏，具有运行时间显示、打点信号显示、本班提升钩数、总提升钩数显示；安全回路工况监视；绞车位置显示，其显示形式可以是数字的、模拟的、图形和曲线等。绞车速度显示，其显示形式可以是数字的、模拟的、图形和曲线等。故障智能诊断，设备状态、运行参数、故障信息、维护信息的显示、储存和打印功能。自主开发的现场参数预系统，可根据现场设备实际运作情况，快速方便地进行参数的修改和调整。
3.3 保护部分
要根据煤放生产产量及所属矿井数量与局、矿的距离，按不同矿井的年产量、地质条件、开拓开采系统、通风方式、瓦斯等级、装备水平、安全生产状态及现有环境安全监测装备情况等方面，统筹考虑各矿级组织的煤矿提升设备的技术改造。变频技术在煤矿提升设备的改造过程中应根据矿井规模加以区分。要结合当地煤矿的具体情况，对变频技术与PLC控制技术进行修正，能够适应当地煤矿的实际情况。对不同地质的煤矿采取的提升设备也不同，因此其电动机的型号也不同，变频器和PLC的选择也不同，但要做到可靠安全，能够保护设备的正常运行。
4 结语
总之，提升机是矿山运输系统中的主要设备之一，主要用于矿山提升矿物（主井）或提升、下放人员、材料（副井）。矿井提升又分为立井提升（提升容器有罐笼或箕斗）和斜井提升（提升容器有串车或箕斗）。已经定型的交流拖动控制系统，一般采用绕线性感应电动机转子串电阻调速方式，继电器或PLC逻辑控制，实现对提升机的自动或半自动控制。
参考文献
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篇9
[关键词]潜油电泵；变频技术；研究；应用效果
中图分类号：r197.1 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）16-0229-01
1、前言
在生产中，潜油电泵受到高温、高压、腐蚀、气蚀和地层能量等井下工况的影响，加上地面供电系统电压波动较大和机组本身匹配性较差，造成机泵运行寿命短、泵效低、能耗高、无法自动控制井下液位及压力，使电泵机组不能在最佳状态下运行，在一定程度上已经成为制约油田经济效益的重要因素之一。但随着自动控制、电子新技术结合变频技术对潜油电泵的控制系统进行改进，可以提高其生产效率，实现节约能源、减少维修费用的功效。
2、潜油电泵变频器设计方案
近年来，交流变频技术在调频范围、动态响应、调速精度、低频转矩、转差补偿、智能控制等方面较以往的交流调速方式发展较快，其主要设备具有体积小、通用性强、使用领域广、保护功能完善、可靠性强、节能效果好、操作简便等优点。
2.1 变频调速器工作原理
异步电动机的转速与供电电源的频率成正比，其关系式为：n=60f（1-s）/p
式中：n---异步电动机转速，r/min；s——转差率，%；f----频率，hz；p----极对数，个。
由以上关系式看出，由于转差率s变化不大，电动机的转速n与供电频率f成正比。因而可以通过改变供电电源的频率，从而改变电机的转速。
2.2 潜油电泵控制系统的组成
潜油电泵变频控制系统由变频器、保护及控制单元、波形处理单元组成（见图1）。
3、潜油电泵变频器在电泵控制方面的功能
3.1 软启动功能
变频器在工作状态下，在启动时间内，随着频率的逐渐递增，缓慢、平稳的启动电动机。在整个软启动过程中，不存在工频启动电机时的大电流、高电压冲击现象，有效的保护了井下电机和电缆。
3.2 稳压保护功能
由于电泵井的泵挂普遍较深，动力电缆线路压降较大，加上电网电压的波动和异常，以及井底高温高压环境，极易烧毁电机和导致机械故障。变频器可自动控制输向电机的端电压。如发生过电压时，变频器可自动稳压处理；发生前电压时，变频器可自动沿v/f曲线降频处理，始终能保持电机工作在正常电压励磁状态，从而减少井下机组的故障次数。
3.3 软失速功能
当井下电泵发生卡泵时，工频供电会瞬时加大电机转矩电流，如不能解卡，则会导致电机故障。变频器的软失速功能可以控制机组转矩不超过额定水平，并且可以在变频器上进行反转电机操作，反转吐砂，确保电泵机组正常运转。
3.4 控制功能
（1）手动控制。在地面上可人为手动控制变频器输出频率输出范围，从而控制电机转速、电泵排量，达到正常生产、节约能源的目的。
（2）转矩电流控制。使用转矩电流控制可以控制电泵井液面。其原理见图 h为井深，h2为液面高度，则井液提升高度为h1=h-h2。当h2减少时，电机提升井液的高度h1会增加，电机转矩电流也会相应增加，利用转矩电流可构成闭环控制，使电机转速减慢，电泵排量降低，h2逐步恢复原有水平，达到平衡。
（3）间歇控制。对液面较深、供液能力差的井，利用高、低频供电自动循环方式，给电机供电；在电泵井液面较深时，电机低速运行，电泵井能逐步恢复液面，并节约大量电能。当电泵井液面上升到一定高度时，电机高速运转，电泵井正常生产排液，达到电泵井不停井运行的目的。
4、潜油电泵变频技术现场应用效果及评价
目前我矿开电泵井83口，占全矿油井生产井数的26.7%，而电泵井产量却占总井产量的53.3%，所以电泵井的正常生产与否，对稳定原油产量起到了至关重要的作用。自2011年始，潜油电泵专用变频器相继在我矿11口电泵井上安装运行，取得了一定的效果，专用变频器具有较完善的保护功能，如：过压、欠压、过流、短路、缺相、温升过高等多种保护；过载能力：150%，1分钟；输出频率2～50hz连续可
调，额定输出电压在电源波动+15%时输出电压波动3%；安装时与原控制屏串接，即控制屏的保护功能和变频器的保护功能同时存在。控制屏的输出为变频器的输入，变频器的输出接下井电缆机组。
我矿目前有7口电潜泵井使用变频器生产，从目前的生产情况来看，运转比较平稳。平均单井液量比安装前降低了8.35吨，平均单井油量比安装前降低了0.8吨，单井电流比安装前平均降低了11.6a，平均单井功率因数提高了22%，平均免修期延长了66天。
篇10
关键词:风机变频；变频调速；节能
中图分类号：TN830.2文献标识码：A文章编号：
引言：
风机是水泥厂运行的主要设备,耗电量占厂用电的30%左右,其运行调节方式通常是通过调节挡板、阀门开度来调节风量,由于在挡板上产生了附加的压力损失,浪费了大量能源。采用变频调速技术改造风机系统，不仅可以节约能源，而且使系统运行更加合理可靠。
1.节能分析
变频调速是近代电气工程中发展最快的一种电机调速方式，其转速方程式为：n=60f(1-s)/p,只要改变f，就可实现n的变化而达到无级调速的目的。其中：f-电源频率；p-电机极对数；s-电机转差率；n-电机转速。从流体力学原理得知,风量与转速成正比,风压与转速平方成正比,轴功率与转速立方成正比。根据贵方提供挡风在75%-80%，不需用风量25%-20%被放调，按最保守情况估计,使用变频器后电机最高运行频率为43HZ，根据轴功率与转速三次方成正比例，即P´/P=(43/50)3 =63.61%,即节电率为(1-63.61%)=36.39%。风机率效因素及外界管路损耗影响外，保守估计节电率不低于20%。此外还没有考虑软启动和对电机及机械系统保护发生的修理而节约的费用。根据贵方工况情况一年可节电如下:
132KW电机的变频改造电额为：
132KW*24（小时/天）*30（天/月）*12（月/年）*0.87（功率因数）*（节电率）*0.7电费（元/度）
附表风机/泵类负载应用变频器的节电率
2.风机调速的节能原理
根据流体力学原理，风量正比于风机转速，而轴功率正比于风机转速的三次方。具体举例说明如下:
2.1当风机的转速下降到原来的80％时，风量也下降到原来的80％。而此时轴功率下降到原来的(80％)3=51.2％。这样在风量Q仅下降到80％(实际下降2喘)的情况下，轴功率则下降到满负荷的51.2％(实际下降48.8％)，即理论节能48.8％。
2.2而实际上由于改造水封闭设施等因素，绝大多数锅炉的实际用风量会下降到80％以下。
3.调速方式的选取
一般水泥厂用的较多的电机调速方式有电磁滑差离合器调速、液力耦合器调速和液力离合器调速。这几种调速方式的优点是投资少,节能效果较好,缺点是存在转差损失,效率较低,运行可靠性低,维修量大。近些年来电力电子技术、计算机控制技术和自动控制技术飞速发展,交流变频调速技术已进入大功率、高性能的发展阶段,这项技术具有优异的调速和启、制动性能,且调节精度高,控制灵活,节能效果显著。
4.变频调速节能原理
异步电机的转速n与电源频率f、转差率S、电机极对数P的关系由下式决定,可用以下表示:
可以看出,转速n与电源频率f成正比,即改变f就可改变n。基于这一原理,制成变频器作为变频电源来调节电动机的转速。变频调速不存在励磁滑差损耗和挡板、阀门节流功率损耗,不存在转差损耗,因此节能效果良好。变频调速的调速范围大,电机可在0%～100%频率转速下运行,可以实现无级调速。采用变频调速对引风机改造无需更换电动机。这项技术可使控制方式更加灵活,便于集中调控,提高了自动化水平。
5.改造前设备工况
由于设备是通过调节挡风板和阀门的开启角度的机械调节方法来满足不同的用风量，这种操作方式的缺点是:
5.1电机及风机的转速高，负荷强度重，电能浪费严重；
5.2调节精度差，控制不精确；
5.3电气控制直接起动，启动时电流对电网冲击大，需要的电源（电网）容量大，功率因素较低；
5.4起动时机械冲击大,设备使用寿命低；
5.5电气保护特性差，当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备等。采用变频器可实现大的电动机的软停、软起，避免了启动时的电压冲击，减少电动机故障率，延长使用寿命，同时也降低了对电网的容量要求和无功损耗。
6.变频改造方案
变频柜具有工/变频切换功能，系统各台电机均由相应变频器驱动，在变频器出现故障时可自动切换到工频启动，以保证生产的连续性。能远程控制起动、停止。
7.节能效果分析
按一台收尘风机计算
引风机功率：132KW
改造前每天耗电量：132X24=3168KWH
每年耗电量：3168X300=950400KWH(按每年运行300天计算)
改造后每天耗电量： 132X24X51.2％=1622.016KWH
每年耗电量：1622.016X300X51.2=486604.8KWH (按每年运行150天计算)
改造前后每年节省电能：950400—486604.8=463795.2KWH
按每KWH电0．7元计算
每年节电：463795.2X0．7=324656.64元
实际使用中，再考虑到现场的其它诸多因素，一台132千瓦收尘风机可节省电费30万元左右，设备投资约100000元左右。这样半年左右便可收回设备投资。同时由于风量调节比较合理，提高了风机收尘效率。最重要的由于降低了风机转速，因而大幅度的降低了噪音，对环保方面也有很大改善。
对于罗茨风机，虽然节能比率低一些（10%以上），由于罗茨风机运行时间较长节能效果也同样非常可观。
8.采用变频器控制将有以下诸多优点
8.1采用变频器控制电机的转速，取消挡板调节，降低了设备的故障率，节电效果显著；
8.2采用变频器控制电机，实现了电机的软启动，延长了设备的使用寿命，避免了对电网的冲击；
8.3电机在低于额定转速的状态下运行，减少了噪声对环境的影响；
8.4具有过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能；
8.5变频具有工/变频自动切换功能，能够保证生产的连续性。
9.结束语
实践证明，变频改造具有显著的节电效果，是一种理想的调速控制方式。既提高了设备效率，又满足了生产工艺要求，并且还大大减少了设备维护、维修费用，另外当采用变频调速时，由于变频装置内的直流电抗器能很好的改善功率因数，也可以为电网节约容量。直接和间接经济效益十分明显。
参考文献：
[1]黄元培,张学.变频器应用技术及电动机调速.人民邮电出版社,1998.
