變頻器應用技術研究論文參考範文

　　隨著我國電力技術和科技的快速發展，電力變頻器廣泛的應用於工業生產以及人類日常生活中。這是小編為大家整理的變頻器應用技術論文參考範文，僅供參考!

　　變頻器應用技術論文參考範文篇一：《變頻器節能技術應用與研究》

　　【摘 要】本文根據水泵、風機軸功率與轉速的平方成正比的特點，闡述變頻調速節能原理，提出泵與風機應採用變頻技術，已降低成本，延長裝置使用壽命，提高經濟效益。

　　【關鍵詞】變頻器;節能;水泵;風機

　　0 引言

　　鍋爐是比較常見的用於集中供熱裝置，通常情況下，由於氣溫和負荷的變化，需對鍋爐燃燒情況進行調節，傳統的調節方式其原理是依靠增加系統的阻力，水泵採用調節閥門來控制流量，風機採用調節風門擋板開度的大小來控制風量。但在執行中調節閥門、擋板的方式，不論供熱需求大小，水泵、風機都要滿負荷運轉，拖動水泵、風機的電動機的軸功率並不會改變，電動機消耗的能量也並沒有減少，而實際生產所需要的流量一般都比設計的最大流量小很多，因而普遍存在著“大馬拉小車”現象。鍋爐這樣的執行方式不僅損失了能量，而且增大了裝置損耗，導致裝置使用壽命縮短，維護、維修費用高。把變頻調速技術應用於水泵***或風機***的控制，代替閥門***或擋板***控制就能在控制過程中不增加管路阻力，提高系統的效率。變頻調速能夠根據負荷的變化使電動機自動、平滑地增速或減速，實現電動機無級變速。變頻調速範圍寬、精度高，是電動機最理想的調速方式。如果將水泵、風機的非調速電動機改造為變頻調速電動機，其耗電量就能隨負荷變化，從而節約大量電能。

　　1 變頻器應用在水泵、風機的節能原理

　　圖1為水泵***風機***的H-Q關係曲線。圖1中，曲線R2為水泵***風機***在給定轉速下滿負荷時，閥門***擋板***全開執行時阻力特徵曲線;曲線 R1為部分負荷時，閥門***擋板***部分開啟時的阻力特性曲線;曲線H***n1***和H***n2***表示不同轉速時的Q=f***H***曲線。採用閥門***擋板***控制時，流***風***量從Q2減小到Q1，阻力曲線從R2移到R1，揚程***風壓***從HA移到HB。採用調速控制時，H***n2***移到H***n1***，流***風***量從Q2減小到Q1，揚程***風壓***從HA移到HC。

　　圖1 水泵***風機***的H-Q關係曲線

　　圖2為水泵***風機***的P-Q的關係曲線。由圖2可以看出，流***風***量Q1時，採用閥門***擋板***控制的功率為PB。採用變頻調速控制的功率為 PC。ΔP=PB-PC就是節省的功率。

　　圖2 為水泵***風機***的P-Q的關係曲線

　　如果不計風機的效率η，則採用閥門***擋板***時的功率消耗在圖中由面積OHBBQ1所代表，而採用調速控制時的功率消耗由面積OHCCQ1所代表，後者較前者面積相差為HCHBBC，即採用調速控制流***風***量比採用閥門***擋板***控制可節約能量。

　　2 水泵、風機的節能計算和分析

　　通常轉速n與頻率f成正比，若將電動機的執行頻率由原來的50Hz降至40Hz時，其實際轉速則降為額定轉速的80%，即實際轉速nsn和額定轉速nn：nsn=***■***nn=0.4nn。設K為電機過載係數，則電動機額定功率Pn=Kn■■。因此電動機執行在40Hz時，實際功率為：

　　Psn=Kn■■=K***0.4nn***3=0.064Kn■■=0.064Pn

　　節能率 =■=■=■=93.6%

　　表1 電動機節能率

　　供熱公司勝利鍋爐房將電動機改為變頻調速，其中：

　　表2 補水泵電動機在定速和變速不同情況下測出的資料

　　根據表2的資料，一個採暖期按190天計算，工業電費單價為0.37元/kWh。加裝變頻器後補水泵電動機節約電費：

　　***11-1.73***×24×190×0.37=15640.344元

　　表3 鼓風機電動機在定速和變速不同情況下測出的資料

　　根據表3的資料，勝利車間有5臺鼓風機電動機。一個採暖期按190天計算，工業電費單價為0.37元/kWh。加裝變頻器後鼓風機電動機節約電費：

　　***18.5-3.95***×24×190×0.37×5=122743.8元

　　表4 引風機電動機在定速和變速不同情況下測出的資料

　　根據表4的資料，勝利車間有5臺鼓風機電動機。一個採暖期按190天計算，工業電費單價為0.37元/kWh。加裝變頻器後引風機電動機節約電費：

　　***37-32.9***×24×190×0.37×5=34587.6元

　　綜上所述，勝利車間安裝變頻後，一個保溫期合計節約電費：

　　15640.344+122743.8+34587.6=172971.744元

　　節能效果明顯。

　　通過上述分析和實際應用，鍋爐水泵、風機採用變頻調速後具有以下優點。

　　***1***水泵、風機的電動機工作電流下降，溫升明顯下降，同時減少了機械磨損，維修工作量大大減少。

　　***2***保護功能可靠，消除了電動機因過載或單相執行而燒壞的現象，延長了使用壽命，能長期穩定執行。

　　***3***電動機實現軟起動，實現平滑地無級調速，精度高，調速範圍寬***0-100%***。頻率變化範圍大***O-50Hz***。效率可高達***90%-95%***以上。減小了對電網的衝擊。

　　***4***安裝容易，除錯方便，操作簡便，維護量小。

　　***5***節能省電，燃煤效率提高。

　　***6***變頻器可採用軟體與計算機可程式設計控制器聯機控制的功能，容易實現生產過程的自動控制。

　　3 結束語

　　引進變頻器可以實現能源的有效利用，避免過多的能源消耗。使用變頻器節能主要是通過改變電動機的轉速實現流量和壓力的控制，來降低管道阻力，減少了閥門半開的能源損失。其次變頻狀態下的水泵***風機***執行轉速明顯低於工頻電源之下，這樣能儘量減少由於摩擦帶來的電力損耗。最後變頻技術是一種先進的現代自動化技術，自動化的執行能增加電力執行的可靠性，節省人力投入，從而實現了成本的節約。

　　【參考文獻】

　　[1]趙斌，莫桂強.變頻調速器在鍋爐風機節能改造中的應用[J].廣西電力.

　　[2]吳民強.泵與風機節能技術問答[M].北京：中國電力出版社，1998.

　　[3]樑學造，蔡澤發.非同步電動機的降損節能方法[Z].湖南省電力工業局.

　　變頻器應用技術論文參考範文篇二：《變頻器技術改造實踐與應用》

　　【摘要】介紹了鍋爐風機電機以及補水泵、迴圈泵電機等裝置變頻器技術改造例項及應用，並對變頻器調速改造中應注意的一些技術問題進行了論述。

　　【關鍵詞】自動化控制;變頻器;技術改造

　　1 鍋爐風機電機應用變頻器調速控制

　　以DHL141.57/150/90AⅡ熱水鍋爐為例，每臺鍋爐配置引風機和鼓風機各六臺，各電機主要技術引數如下：

　　型號 容量***KW*** 電壓***V*** 額定電流***A***

　　引風機 Y280S4 75 380 139.7

　　鼓風機 Y200L4 30 380 57

　　在進行變頻器改造以前，各風機在正常情況下的執行資料統計如下：

　　平均電流 最大電流 最小電流

　　引風機 142 145 139

　　鼓風機 59 63 57

　　首先選擇在1#5#爐的鼓、引風機上進行改造嘗試，並考慮到風機電機功率設計時配置，選擇相匹配功率的變頻器來控制電機，變頻器的型號為ABB ACS51001157A4***引風機***、ZXBP30***鼓風機***，電壓等級為380V，通過一段時間的執行測試，引風機工頻電流由原來的平均140***A***下降到現在的平均95―110***A***，鼓風機工頻電流由原來的平均57***A***下降到現在的平均30***A***節能效果相當顯著，並且變頻器技術性能完全滿足鍋爐執行工藝的要求***主要是風壓、風量、加減風的速率等***，電機在啟動、執行調節、控制操作等方面都得到極大的改善。變頻調速由安裝在鍋爐操作檯上的啟動、停機、轉速調整開關進行遠端控制，並可同DCS系統介面，通過DCS實現變頻器的調速控制，變頻調速裝置還提供報警指示、故障指示、待機狀態、執行狀態、連鎖保護等保護資訊以及轉速給定值和風機實際轉速值等必要指示，以便操作人員進行操作控制。

　　2 補水泵、迴圈泵電機應用變頻器進行調節控制

　　以2臺補水泵、4臺迴圈泵實際應用為例，其電動機的技術引數分別為：

　　序號 型號 功率 額定電流 流量

　　補水泵 1#泵 Y180M4 18.5 35.9 25

　　2#泵 Y180M4 18.5 35.9 25

　　迴圈泵 1#泵 Y315M14 132 237 630

　　2#泵 Y315M14 132 237 630

　　3#泵 Y315M14 132 237 630

　　4#泵 Y2315M4 132 240.4 630

　　正常補水時泵出力太大，緊急補水時一臺泵又不能滿足耗水需要，同時啟動時出力又太大，連續供水補水效率高，效果也好。補水泵改用變頻器調節補水，不僅僅在於考慮它對電機的節能效益，更重要的是從生產裝置執行安全形度考慮，變頻器選用富士FRN132P11S―4CX，電壓等級為380V。

　　為充分利用變頻器，採用1臺變頻器來實現兩臺電機的調速控制;2臺補水泵均可實現變速、定速兩種方式執行，變頻器在同一時間只能作一臺電機的變頻電源，所以每臺電機啟動、停止必須相互閉鎖，用邏輯電路控制，保證可靠切換，出口採用雙投閘刀切換;2臺補水泵工作時，其中一臺由工頻供電作定速執行，另一臺由變頻器供電作變速執行，同一臺電機的變速、定速執行由交流接觸器相互閉鎖，即在變速執行時，定速合不上，如下圖中，1C1與1C2及2C1與2C2不允許同時合上;為確保工藝控制安全、可靠，變頻器及兩臺電機的控制、保護、測量單元全部集中在就地控制櫃內，控制調節通過遮蔽訊號電纜引接到控制室;

　　圖1 補水泵電機變頻器接線，虛框內為改造增加部分3 變頻器調速改造中應注意的一些技術問題

　　鍋爐的安全執行是全隊動力的根本保證，雖然變頻調速裝置是可靠的，但一旦出現問題，必須確保鍋爐安全供熱，所以，必須實現工頻――變頻執行的切換系統***旁路系統***，在生產過程中，採用手工切換如能滿足裝置執行工藝要求，建議儘量不要選用自動旁路，對一般的小功率電機，採用雙投閘刀方式作為手動、自動切換手段也是比較理想的方法。

　　對於大慣量負荷的電機***如鍋爐引風機***，在變頻改造後，要注意風機可能存在扭曲共振現象，執行中，一旦發生共振，將嚴重損壞風機和拖動電機。所以，必須計算或測量風機――電機連線軸系扭振臨界轉速以及採取相應的技術措施***如設定頻率跳躍功能避開共振點、軟連線及機座加震動吸收橡膠等***。

　　採用變頻調速控制後，如果變頻器長時間執行在1/2工頻以下，隨著電機轉速的下降，電機散熱能力也下降，同時電機發熱量也隨之減少。所以電機的本身溫度其實是下降的，仍舊能夠正常執行而不至溫度過高。

　　變頻器不能由輸出口反向送電，在電氣迴路設計中必須注意，如在補水泵和迴圈泵變頻器改造接線圖中，要求1C1與1C2及2C1與2C2不允許同時合上，不僅要求在電氣二次迴路中實現電氣的連鎖，同時要求在機械上實現機構互鎖，以確保變頻器的執行安全。

　　低壓變頻器，由於體積較小，在改造中的安裝地點選擇比較容易些。選擇變頻器室位置，既要考慮離電機裝置不能太遠，又要考慮周圍環境對變頻器執行可能造成的影響。變頻器的安裝和執行環境要求較高，為了使變頻器能長期穩定和可靠執行，對安裝變頻器室的室內環境溫度要求最好控制在0-40℃之間，如果溫度超過允許值，應考慮配備相應的空調裝置。同時，室內不應有較大灰塵、腐蝕或爆炸性氣體、導電粉塵等。

　　要保證變頻器櫃體和廠房大地的可靠連線，保證人員和裝置安全。為防止訊號干擾，控制系統最好埋設獨立的接地系統，對接地電阻的要求不大於4Ω。到變頻器的訊號線，必須採用遮蔽電纜，遮蔽線的一端要求可靠接地。

　　隨著電力電子技術的發展，變頻器的各項技術性能也得到拓寬和提高，在熱電行業中，風機水泵類負荷較多，充分應用變頻器進行節能改造已經逐漸被大家所接受。對於目前低壓變頻器，投資較低、效益高，一年左右就可以收回投資而被廣泛應用。隨著目前國產變頻器的迅速發展，使得變頻器的效能價格比大大提高，為利用變頻器進行節能技術改造提供了更加廣闊的前景。

　　參考文獻：

　　[1]王佔奎.變頻調速應用百例.北京：科學出版社出版，1999.4

　　[2]吳忠智，吳加林.變頻器應用手冊.北京：機械工業出版社，2002.7

　　變頻器應用技術論文參考範文篇三：《淺議變頻調速技術的應用》

　　摘要：調速和起制動效能、高效率、高功率因數的節電效果、適用範圍廣等優點,而被國內外公認為最有發展前途的調速方式。隨著工業自動化程度的不斷提高和能源全球性短缺,變頻器越來越廣泛地應用在冶金、機械、石油、化工、紡織、造紙、食品等各個行業以及風機、水泵等節能場合,並取得了顯著的經濟效益。近年來高電壓、大電流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智慧模組IPM***IntelligentPowerModule***等器件的生產以及並聯、串聯技術的發展應用,使高電壓、大功率變頻器產品的生產及應用成為現實。

　　關鍵詞：變頻器，控制技術，應用

　　電力電子技術誕生至今已近50年,他對人類的文明起了巨大的作用.近10年來,隨著電力電子技術、計算機技術、自動控制技術的迅速發展,電氣傳動技術面臨著一場歷史革命,即交流調速取代直流調速和計算機數字控制技術取代模擬控制技術已成為發展趨勢。交流電機變頻調速技術是當今節電、改善工藝流程以提高產品質量和改善環境、推動技術進步的一種主要手段。變頻調速以其有益的

　　調速和起制動效能、高效率、高功率因數的節電效果、適用範圍廣等優點,而被國內外公認為最有發展前途的調速方式。

　　1.變頻調速技術的現狀

　　電氣傳動控制系統通常由電動機、控制裝置和資訊裝置三部分組成。電氣傳動可分為調速和不調速兩大類,調速又分為交流調速和直流調速兩種方式。不調速電動機直接由電網供電。但是,隨著電力電子技術的發展,原本不調速的機械越來越多地改用調速傳動以節約電能,改善產品質量,提高產量。以我國為例,60%的發電量是通過電動機消耗的。因此,調速傳動有著巨大的節能潛力,變頻調速是交流調速的基礎和主幹內容,變頻調速技術的出現使頻率變為可以充分利用的資源。近年來。變頻調速技術已成為交流調速中最活躍、發展最快的技術。

　　1.1國外現狀

　　採用變頻的方法,實現對電機轉速的控制,大約已有40年的歷史,但變頻調速技術的高速發展,則是近十年的事情,主要是由下面幾個因素決定:

　　1.1.1市場有大量需求

　　隨著工業自動化程度的不斷提高和能源全球性短缺,變頻器越來越廣泛地應用在冶金、機械、石油、化工、紡織、造紙、食品等各個行業以及風機、水泵等節能場合,並取得了顯著的經濟效益。

　　1.1.2功率器件發展迅速

　　變頻調速技術是建立在電力電子技術基礎之上的。近年來高電壓、大電流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智慧模組IPM***Intelligent Power Module***等器件的生產以及並聯、串聯技術的發展應用,使高電壓、大功率變頻器產品的生產及應用成為現實。在大功率交—交變頻***迴圈交流器***調速技術方面,法國阿爾斯通已能提供單機容量達30000kW的電器傳動裝置用於船舶推進系統。在大功率無換向器電機變頻調速技術方面,義大利ABB公司提供了單機容量為60000kW的裝置用於抽水蓄能電站;在中功率變頻調速技術方面,德國西門子公司Simovert A電流型閘流體變頻調速裝置單機容量為10-2600kVA和Simovert PGTOPWM變頻調速裝置單機容量為100-900kVA,其控制系統已實現全數字化,用於電機風車,風機,水泵傳動;在小功率變頻調速技術方面,日本富士BJT變頻器最大單機容量可達700kVA,IGBT變頻器已形成系列產品,其控制系統也已實現全數字化。

　　IPM投入應用比IGBT約晚二年,由於IPM包含了1GBT晶片及外圍的驅動和保護電路,有的甚至還把光耦也集成於一體,是一種更為適用的整合型功率器件。目前,在模組額定電流10-600A範圍內,通用變頻器均有采用IPM的趨向。IPM除了在工業變頻器中被大量採用之外,經濟型的IPM在近年內也開始在一些民用品,如家用空調變頻器,冰箱變頻器,洗衣機變頻器中得到應用。IPM也在向更高的水平發展,日本三菱電機最近開發的專用智慧模組ASIPM將不需要外接光耦,通過內部自舉電路可單電源供電,並採用了低電感的封裝技術,在實現系統小型化、專用化、高效能、低成本方面又推近了一步。

　　1.1.3控制理論和微電子技術的支援

　　在現代自動化控制領域中,以現代控制論為基礎,融入模糊控制、專家控制、神經控制等新的控制理論,為高效能變頻調速提供了理論基礎;16位、32位高速微處理器以及訊號處理器***DSP***和專用積體電路***ASIC***技術的快速發展,則為實現變頻調速的高精度、多功能提供了硬體手段。

　　1.2國內現狀

　　從整體上看我國電氣傳動系統製造技術水平較國際先進水平差距10-15年。在大功率交-交,無換向器電動機等變頻技術方面,國內只有少數科研單位有能力製造,但在數字化及系統可靠性方面與國外還有相當差距。而這方面產品在諸如抽水蓄能電站機組啟動及執行、大容量風機、壓縮機和軋機傳動、礦井捲揚機方面有很大需求。在中小頻率技術方面,國內學者做了大量變頻理論的基礎研究。早在80年代,已成功引入向量控制的理論,針對交流電機具有多變數、強耦合、非線性的特點,採用了線性解耦和非線性解耦的方法,探討交流電機變頻調速的控制策略。

　　進入90年代,隨著高效能微控制器和數字訊號處理的使用,國內學者緊跟國外最新控制策略,針對交流電機感應特點,採用高次諧波注入SPWM和空間磁通向量PWM等方法,控制演算法採用模糊控制,神經網路理論對感應電機轉子電阻、磁鏈和轉矩進行線上觀測,在實現無速度感測器交流變頻調速系統的研究上作了有益的基礎研究。在新型電力電子器件應用方面,由於GTR,GTO,IGBT,IPM等全控制器件的使用,使得中小功率的變流主電路大大簡化,大功率SCR,GTO,IG-BT,IGCT等器件的並聯、串聯技術應用,使高電壓、大電流變頻器產品的生產及應用成為現實。在控制器件方面,實現了從16位微控制器到32位DSP的應用。國內學者一直致力於變頻調速新型控制策略的研究,但由於半導體功率器件和DSP等器件依賴進口,使得變頻器的製造成本較高,無法形成產業化,與國外的知名品牌相抗衡。國內幾乎所有的產品都是普通的V/f控制,僅有少量的樣機採用向量控制,品種與質量還不能滿足市場需要,每年需大量進口高效能的變頻器。

　　因此,國內交流變頻調速技術產業狀況表現如下:***1***變頻器控制策略的基礎研究與國外差距不大。***2***變頻器的整機技術落後,國內雖有很多單位投入了一定的人力、物力,但由於力量分散,並沒形成一定的技術和生產規模。***3***變頻器產品所用半導體功率器件的製造業幾乎是空白。***4***相關配套產業及行業落後。***5***產銷量少,可靠性及工藝水平不高。

　　2.變頻調速技術未來發展的方向

　　變頻調速技術主要向著兩個方向發展:一是實現高功率因數、高效率、無諧波干擾,研製具有良好電磁相容效能的“綠色電器”;二是向變頻器應用的深度和廣度發展。隨著變流器應用領域深度和廣度的不斷開拓,變頻調速技術將越來越清楚地展示它在一個國家國民經濟中的重要性。可以預料,現代控制理論和人工智慧技術在變頻調速技術的應用和推廣,將賦予它更強的生命力和更高的技術含量。其發展方向具有如下幾項:***1***實現高水平的控制;***2***開發清潔電能的變流器;***3***縮小裝置的尺寸;***4***高速度的數字控制;***5***模擬與計算機輔助設計***CAD***技術。論文檢測。

　　3變頻調速技術的應用

　　縱觀我國變頻調速技術的應用,總的說來走的是一個由試驗到實用,由零星到大範圍,由輔助系統到生產裝置,由單純考慮節能到全面改善工藝水平,由手動控制到自動控制,由低壓中小容量到高壓大容量,一句話,由低階到高階的過程。論文檢測。我國是一個能耗大國,60%的發電量被電動機消耗掉,據有關資料統計,我國大約有風機、水泵、空氣壓縮機4200萬臺,裝機容量約1.1億萬千瓦,然而實際工作效率只有40%-60%,損耗電能佔總發電量的40%,已有經驗表明,應用變頻調速技術,節電率一般可達10%-30%,有的甚至高達40%,節能潛力巨大。

　　有關資料表明,我國火力發電廠有八種泵與風機配套電動機的總容量為12829MW,年總用電量為450。2億千瓦小時。還有總容量約為3913MW的泵與風機需要進行節能改造,完成改造後,估計年節電量可達25。論文檢測。69億千瓦小時;冶金企業也是我國的能耗大戶,單位產品能耗高出日本3倍,法國4。9倍,印度1。9倍,冶金企業使用的風機泵類非常多,實施變頻改造,不僅可以大幅度節約電能,還可改善產品質量。

　　參考文獻

　　[1]何慶華,陳道兵. 變頻器常見故障的處理及日常維護[J]. 變頻器世界, 2009, ***04*** .

　　[2]龍卓珉,羅雪蓮. 矩陣式變頻調速系統抗干擾設計[J]. 變頻器世界, 2009, ***04*** .

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