调速技术范文10篇

一、技术原理和特性

斩波内馈调速是融斩波控制和内馈电机两项专利技术于一体的新型高压电机调速技术。该技术可在高压中、大容量的风机、泵类节能调速中应用。

斩波实际是变流主电路的数字控制，目的是克服移相控制存在的缺点。从根本上解决了有源逆变器可靠性问题。目前，斩波控制已被视为取代移相控制的发展方向。

内馈调速是一种基于转子的电磁功率控制调速，其原理是把定子传输给转子的电磁功率中的一部分功率移出去。这样定子传输的电磁功率不变，但移出的电功率可任意控制，转子总的电磁功率就被改变，电机转速就可得到控制。

内馈调速巧妙地在异步机的定子上加设一个内馈绕组，专门用来接受转子移出的电功率。内馈绕组此时工作在发电状态，它把接受的电功率又通过电磁感应，反方向传输给定子原绕组，使定子的输入功率减小，与机械功率平衡，实现了高效率的无级调速。

内馈调速最适合于高压大容量电机，其特点如下。

自动化新技术丛书《SPWM变频调速应用技术》（张延滨编著）是一本非常好的书，该书深入浅出的介绍有关变频器知识及应用，使读者对变频控制系统有了更全面的了解，但书中关于恒压供水主体方案的讨论一节的观点有待商榷，本文浅谈自己的观点，供同行一起讨论。

1原文转述

在《SPWM变频调速应用技术》中第226页中7.1.2关于恒压供水主方案的讨论一节中原文摘录如下：

7．1．2关于恒压供水主体方案的讨论

通常，在同一路供水系统中，设置两台常用泵，供水量大时开2台，供水量少时开1台。在采用变频调速进行恒压供水时，存在着一个用1台变频器还是2台变频器的问题，讨论如下：

1．1台泵的变频调速方案这也是应用得较为普遍的方案。其控制过程是：用水少时，由变频器控制1号泵，进行恒压供水控制。当用水量逐渐增加，1号泵的工作频率达到50Hz时，将其电动机切换成由工频电源供电。同时，将变频器切换到2号泵上，由2号泵进行补充供水。反之，当用水量逐渐减少，即使2号泵的工作频率已降到0Hz，而供水压力仍偏大时，则关掉1号泵，同时迅速升高2号泵的工作频率，并进行恒压控制。

摘要：设计皮带调速系统，并将具备图像处理特征的皮带煤量动态计量技术融入到系统设计当中，确保皮带调速机在输送煤炭资源的同时也能将监测到的皮带煤量情况进行实时图像处理并传输到矿井后台监测终端当中，达到有效控制皮带调速机运行成本的目的。

关键词：图像处理；皮带煤量动态计量技术；皮带调速系统

我国主要以开采地下煤炭资源为主，整个开采过程中煤炭运输是核心环节。由于地下煤炭被开采后从地下被运输到地面需要花费的时间较长，对皮带运输机的皮带磨损比较严重，皮带运输机需要消耗的功率也比较大，皮带运输机成为整个煤炭开采中功耗最大的设备。随着我国各项科学技术的完善，变频调速技术被运用到皮带输送机当中，起到明显的设备节能效果，获得煤矿企业的青睐。但是，现有皮带输送机中配备的变频调速系统只能达到皮带软起软停的效果，无法在皮带运输煤矿期间进行变频调速。本文提出对皮带运输煤炭过程进行图像监控，经过图像预处理了解皮带当中的煤炭量，并将参数阐述到调速系统中，达到皮带运输实时变频调速的目的。

1图像处理与皮带煤量动态计量技术概述

图像处理（imageprocessing），用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术，又称影像处理。图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用工业相机、摄像机、扫描仪等设备经过拍摄得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值称为灰度值[1]。图像处理技术的一般包括图像压缩，增强和复原，匹配、描述和识别3个部分。常见的系统有康耐视系统、图智能系统等，是正在兴起的技术。皮带煤量动态计量技术主要是指对皮带输送机上的煤量进行估算。皮带在工作时会呈现出弧形状态，且因为煤量发生变化，皮带的变形程度也会随之改变[2]。如图1所示为皮带宽度与煤量之间的关系示意图，从图中可了解信息，煤量与煤宽之间并不存在线性关系。

2皮带调速系统设计中基于图像处理的皮带煤量动态计量技术的应用

与此同时能够实现将电动机的工作频率在短时间内增加至煤炭开采所需要的转速。在此之后变频调速器则进入控制模式，可以根据电动机的负载变化值以及工作参数的变化适当的调整电动机的转速，从而达到机电设备稳定运行的效果。与软启动等设备相比不仅仅控制了节流以及回流所产生的消耗，并且可以实现机电设备的自动补偿，减少了机电设备以及整个电力网络的无功消耗，极大程度上提高了电能的利用效率；③测控相对便利，安全性较高。变频调速器可以实现开环与闭环等自动控制，从而极大程度减少了人工操作以及测控的环节，为煤炭开采的智能化、自动化提供技术支持；④低耗节能。由于变频调速器的调速性能较高，所以在向矿井中输送物料或提升等机电设备的应用中能够达到最优参数，避免电能的浪费。与此同时，变频调速的过程中能耗低、噪音小。

（1）风机设备变频调速技术改造研究。在风机选型以及设计过程中是以最大用风量为标准。通常情况下矿井的用风量要远远小于额定流量，多余的风量只能够采用自然防风或者人工阻力等方式进行限流措施，从而为矿井的生产提供更好的条件。但是这种方式会导致电能浪费，调节控制的精度很难把握。所以需要变频调节技术以高效合理的对风量进行控制。图1是文中主要研究的矿用隔爆的变频调速技术对旋式轴流局扇进行改进的主回路原理图[2]。由图可见，在虚框中的设备为矿用隔爆变频调速装置，K1，K2为QBZ-80矿用隔爆型真空电磁起动器，M1，M2为2BKJ-II2.2系列对旋隔爆型轴流式局部通风机的Ⅰ，Ⅱ级电动机。对旋隔爆型轴流式局部通风机的控制方式分为手动及自动两种。在自动控制的情况下，Q1,Q2闭合，此时对旋隔爆型轴流式局部通风机主要通过外部的控制信号完成对风机参数的设定以及上位风机的开关信号控制。然后控制K3闭合，使得变频调速器F1输出信号，电动机M1从已经设定完成的最小转速启动，并且能够根据煤矿作业面的瓦斯含量对电动机M1的转速进行闭环调节，从而使风机的工作处于最佳的状态。一旦电动机的转速达到工作频率情况下，则由变频调速器控制将K3断开，使k1处于闭合状态，从而实现电动机M1在额定的转速下工作。如果开采过程中需要增大风量，可以根据作业面对风量的需求利用变频调速器控制K4闭合，则将Ⅱ级电动机M2启动，M2转向与M1相反，并且也是从最小的转速下启动，根据作业面的风量需要对M2的转速进行闭环调节，进而实现2BKJ-II2.2系列对旋隔爆型轴流式局部通风机的供风随着作业面的瓦斯含量以及风量需求的大小而变化，达到了安全生产的目的[3]。（2）煤矿矿井提升设备的变频调速技术改造研究。由于矿井提升设备主要载荷对象是矿石、煤矸石、人员以及井下设备等，所以承载的重量相对较高。煤矿中的矿用提升装置对电气传动的要求相对较高，电气设备的传动能力以及可靠性直接影响到煤矿生产的效率以及安全。对于煤矿矿井提升装置的电气系统的具体要求是：调速能力强，精度高并且能够实现快速的正反向运转，具有精确的制动以及启动的能力。但现阶段我国主要采用直流传动装置，基于ABBDCS400晶闸管变流器的直流传动系统的改进型都存在着直流电动机的固有缺陷，如不能够实现精确制动以及调速、维修量较大等。而中小型的煤矿又常常采用交流电气传动系统，基本原理是利用电动机的转子对电阻进行切换，从而实现调速。但是这种调速的方式、调速的性能较差，电动机转子的电阻消耗了许多电能，从而造成了不必要的浪费。由此可见变频调速技术对煤矿矿井提升设备的改造工作势在必行。针对煤炭矿井的情况，通常通过以下2种方案进行变频调速的改造工作：①两象限变频器调速制动方案；②四象限能量回馈型高压变频器调速方案。虽然以上2种方案效果都明显，但是其实用性有所图2煤矿矿井提升设备主要配置图区别。现阶段主要根据矿用的提升装置的不同进行实用性的划分。两象限变频器调速制动方案常用于市场的处于正力提升的平行轴双绞筒提升机，而对于时常出现负力的单绞筒提升机则适用于四象限能量回馈型高压变频器调速方案。变频调节优化下的煤矿矿井提升设备的配制对于调速效果有很大的影响。现阶段煤矿矿井的提升系统中，大多数的斜井应用单绳单钩提升方式。所以在提升装置下放罐笼减速的过程中，由于罐笼承受荷载的倾斜分力的作用，使得电动机处于发电的状态，发电状态下产生的交流电通过提升设备中的逆变装置续流二极管整流，最终将交流电叠加到变频调速器的直流母线上，提升设备从高速到低速（零速），这时提升设备的频率变化很快，但电动机的转子带着负载有较大的机械惯性，不可能很快的停止，这样就产生反电势（端电压），电动机处于发电状态，其产生反向电压转矩与原电动状态转矩相反，而使电动机具有较强的制动力矩，迫使转子较快停下来，但由于通常变频器是交－直－交主电力AC/DC整流电路是不可逆的，因此无法回馈到电网上去，导致母线产生泵升电压，最终可能对提升设备的其他电气原件造成损坏。所以目前通常采用四象限能量回馈型高压变频器，直接对鼠笼电动机进行驱动，形成完整的电控系统，鼠笼式电动机是由铝条或铜条与短路环焊接而成或铸造而成的三相异步电动机。这种电动机相比于其他的电动机具有结构简单、维修期短、价格低廉等优势，所以提升设备的变频调速装置直接驱动鼠笼式电动机，能够提升能量转换效率，避免上述现象发生。图2所示的是煤矿矿井提升设备的变频调速技术改造后的主要配置图[3]。

由以上研究可以看出，煤炭机电领域变频调速技术的应用越来越多，但是仍然存在技术以及经济等方面的问题，还有非常大的发展空间。所以我国煤炭企业要全面推动变频调速技术在机电领域的发展，根据矿井的特殊环境以及井下作业的特点，研究出更多的具有特殊功能的变频调速机电设备，为我国煤炭数字化发展做贡献。

本文作者：孙晓章工作单位：平煤股份

1概述

矿山按产品类型可分为煤矿、金属矿和非金属等;按采掘方式可分为露天开采矿山和地下开采矿山两大类。本文主要介绍变频调速器在金属矿山中的应用的现状和应用前景，对煤矿亦有参考价值，因为露天煤矿和露天金属矿开采方式和生产设备基本相同，地下矿山除需要考虑设备的防爆问题外，大部分生产设备也与金属矿大同小异。露天采矿和地下采矿所用的生产设备有很大不同。

露天矿山是以大型设备为主要特点，要求优良的电气传动系统，以保证这些大型设备的高效率运行。露天矿山的这些大型设备包括用于穿孔的牙轮钻机，用于装载矿、岩石的电铲(挖掘机)，用于运输矿、岩石的大型汽车等。它们都要求电气传动系统具有良好的调速性能，目前这些大型设备大多采用直流调速传动系统。

地下矿山的生产较露天矿山复杂。由于井下生产的空间窄小，使生产设备环境潮湿、阴暗，粉尘大、噪音大、振动大、并有塌方的危险，工作条件十分恶劣。因此，井下生产设备的体积受限，这些设备以小型化为主，体积小、重量轻，对电气传动的要求不高。但提升、排水、通风、压气等固定设备是地下矿山的要害部门，也是耗电大户，因此，这些设备的安全运行和节能就显得至关重要。

根据我们多年来从事矿山电气传动的经验及在矿山进行变频调速的应用实践，我认为，在矿山应用变频调速技术对于提高矿山生产设备的效率，节约电能都是至关重要的。但遗憾的是在矿山应用变频调速技术还很不普遍，除了因变频器的投资问题外，与人们对变频器的认识不夠有关，也与不能正确了解矿山设备对变频器的特殊要求、不能正确地应用变频器、因此所带来的负面影响有很大关系。

本文主要介绍目前矿山应用变频器的状况，矿山设备对电气传动的特殊要求，以及如何正确地选用变频器等。

摘要本文介绍了三种常见制冷用变频压缩机的发展和技术现状，并从逆变器，微控制器，PWM波的生成方法以及变频压缩机所用电机等4个方面对变频调速系统进行了探讨。

关键词变频压缩机变频调速系统技术现状

1引言

由于传统的制冷系统采用定速压缩机，因此人们对制冷系统及压缩机的研究重点一直是在名义工况和额定转速下稳态工作时的效率和其它工作特性上。传统的制冷系统采用定转速压缩机，实行开关控制，利用压缩机上附带的鼠笼式电动机驱动压缩机，从而调节蒸发温度。这种控制方式使蒸发温度波动较大，容易影响被冷却环境的温度。压缩机电机在工作过程中要不断克服转子从静止到额定转速变化过程中所产生的巨大转动惯量，尤其是带着负荷启动时，启动力矩要高出运行力矩许多倍，其结果不仅要额外耗费电能，而且会加剧压缩机运动部件的磨损。另外这种运行方式在启动过程中还会产生较大的振动、噪声以及冲击电流，引起电源电压的波动，因此应采用变频压缩机替代定转速压缩机，从而避免这种频繁的起停过程。

而变频调速技术主要由以下4个方面的关键技术组成：逆变器，微控制器，PWM波的生成以及变频压缩机的电机选择。

2三种变频压缩机的研究状况

摘要：随着自动化技术的发展，电气工程迎来前所未有的发展机遇，以电气自动化技术为代表的新兴技术逐渐成为电气工程广泛应用与推广的技术内容。其中，变频调速技术作为电气自动化控制技术体系的重要技术，对电气自动化控制效果产生直接影响，同时对电气自动化发展水平产生直接影响。鉴于变频调速技术的重要性，本文着重针对电气自动化控制中变频调速技术的运用实践进行研究与分析，以供参考。

关键词：电气自动化控制；变频调速技术；运用实践；结合

当前发展情况来看，电气自动化技术已经在电气工程中得到了全面推广与应用，至少在远程控制、实时监测、集中化控制等方面实现了技术应用目标。然而，从客观角度上来看，因电气工程自动化控制水平尚未达到先进技术水平，在部分应用层面上还是存在一定的问题，亟待解决。如电气自动化控制设备能耗问题明显、资源浪费问题明显。为及时解决高能耗问题，行业内部主张应用变频调速技术，在缓解高能耗问题的同时，深化设备运行质量与运行效率。鉴于变频调速技术的重要性，建议操作人员应该严格按照变速调频技术原则及要求，准确无误地落实变频调速技术内容。

1电气自动化控制中变频调速技术的应用必要性分析

1.1确保电气设备的安全运行。电气设备运行安全作为确保工业生产工作稳定运行的重要保障，要求管理人员应该肩负起自身的管理重责，重点针对电气设备的安全运行问题进行统筹规划与安全管理。然而，因电气设备运行期间面临的不确定因素较多，如果不强加管控，就很容易出现风险隐患问题。目前，为进一步推动电气设备的安全运行，工业生产方面要求全面推广与应用电气自动化控制设备，自动监测设备运行期间的状态问题等。其中，变频调速技术作为电气自动化控制技术体系的重要内容，可以针对设备运行情况进行适当调整与分析。如时刻针对设备运行状态进行监测与管理，为电气设备安全运行提供保障。1.2深化电气自动化控制效果。变频调速技术作为电气自动化控制技术的重要分支，通过不断改进与创新，不仅可以全面提升电气自动化控制水平，同时，还可以推动电气自动化控制技术的进一步发展。目前，随着变频调速技术的深化发展，生产操作人员可以按照变频调速技术功能，重点针对设备运行状态进行全方位管理与分析。及时发现故障问题并排除故障，为设备安全运行效果奠定保障。最重要的是，通过应用变频调速技术可以减少以往设备电气资源浪费的问题，满足节能减排要求，值得推广与应用。1.3实现全面调控原则，缩小误差范围。变频调速技术在很大程度上可以通过改变电源频率，实现对电机转速问题的调整与控制。其中，在电气自动化控制表现方面，通过运用变速调频技术可以确保电气设备持续、平稳的工作效果。结合当前情况来看，变频器与节能变频器已经成为自动化控制广泛应用的变频调速技术。究其原因，主要是因为变频调速技术不仅可以实现自动化调速功能，同时，还可以满足对电机、电源的全面调控。举例而言，生产操作人员可以按照变频调速技术功能，实现实时监控目标。并可以通过精确调节电流大小，缩小误差范围，规避传统生产作业过程存在的质量隐患问题。

2电气自动化控制中变频调速技术的应用原理分析

1概述

矿山按产品类型可分为煤矿、金属矿和非金属等;按采掘方式可分为露天开采矿山和地下开采矿山两大类。本文主要介绍变频调速器在金属矿山中的应用的现状和应用前景，对煤矿亦有参考价值，因为露天煤矿和露天金属矿开采方式和生产设备基本相同，地下矿山除需要考虑设备的防爆问题外，大部分生产设备也与金属矿大同小异。露天采矿和地下采矿所用的生产设备有很大不同。

露天矿山是以大型设备为主要特点，要求优良的电气传动系统，以保证这些大型设备的高效率运行。露天矿山的这些大型设备包括用于穿孔的牙轮钻机，用于装载矿、岩石的电铲(挖掘机)，用于运输矿、岩石的大型汽车等。它们都要求电气传动系统具有良好的调速性能，目前这些大型设备大多采用直流调速传动系统。

地下矿山的生产较露天矿山复杂。由于井下生产的空间窄小，使生产设备环境潮湿、阴暗，粉尘大、噪音大、振动大、并有塌方的危险，工作条件十分恶劣。因此，井下生产设备的体积受限，这些设备以小型化为主，体积小、重量轻，对电气传动的要求不高。但提升、排水、通风、压气等固定设备是地下矿山的要害部门，也是耗电大户，因此，这些设备的安全运行和节能就显得至关重要。

根据我们多年来从事矿山电气传动的经验及在矿山进行变频调速的应用实践，我认为，在矿山应用变频调速技术对于提高矿山生产设备的效率，节约电能都是至关重要的。但遗憾的是在矿山应用变频调速技术还很不普遍，除了因变频器的投资问题外，与人们对变频器的认识不夠有关，也与不能正确了解矿山设备对变频器的特殊要求、不能正确地应用变频器、因此所带来的负面影响有很大关系。

本文主要介绍目前矿山应用变频器的状况，矿山设备对电气传动的特殊要求，以及如何正确地选用变频器等。

摘要：山东黄台火力发电厂原10万kV机组配套锅炉的引、送风机投用后，一直采用风挡板手动节流调节方式经考察论证，确定对引、送风机实施斩波内馈调速技术改造，取得明显的节能效果。本文介绍了该技术的原理和特性、节能和环境效益，具有广阔的市场潜力。

关键词：高压电机；斩波内溃调速技术；应用；节能；市场

山东黄台火力发电厂原10万kW机组配套锅炉的引、送风机投用后，一直采用风挡板手动节流调节方式。高压电机调速项目于1999年下半年开始经多方考察论证后，确定对5#炉两台引风机和两台送风机实施斩波内馈调速技术改造，于2000年10月19日正式投用，至今运行状况良好，取得了明显的节能效果。

一、技术原理和特性

斩波内馈调速是融斩波控制和内馈电机两项专利技术于一体的新型高压电机调速技术。该技术可在高压中、大容量的风机、泵类节能调速中应用。

斩波实际是变流主电路的数字控制，目的是克服移相控制存在的缺点。从根本上解决了有源逆变器可靠性问题。目前，斩波控制已被视为取代移相控制的发展方向。

摘要：山东黄台火力发电厂原10万kV机组配套锅炉的引、送风机投用后，一直采用风挡板手动节流调节方式经考察论证，确定对引、送风机实施斩波内馈调速技术改造，取得明显的节能效果。本文介绍了该技术的原理和特性、节能和环境效益，具有广阔的市场潜力。

关键词：高压电机；斩波内溃调速技术；应用；节能；市场

山东黄台火力发电厂原10万kW机组配套锅炉的引、送风机投用后，一直采用风挡板手动节流调节方式。高压电机调速项目于1999年下半年开始经多方考察论证后，确定对5#炉两台引风机和两台送风机实施斩波内馈调速技术改造，于2000年10月19日正式投用，至今运行状况良好，取得了明显的节能效果。

一、技术原理和特性

斩波内馈调速是融斩波控制和内馈电机两项专利技术于一体的新型高压电机调速技术。该技术可在高压中、大容量的风机、泵类节能调速中应用。

斩波实际是变流主电路的数字控制，目的是克服移相控制存在的缺点。从根本上解决了有源逆变器可靠性问题。目前，斩波控制已被视为取代移相控制的发展方向。