序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇變頻技術(shù)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

篇（1）

一、引言

在通用變頻器、異步電動(dòng)機(jī)和機(jī)械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)所傳動(dòng)的位能負(fù)載下放時(shí)，電動(dòng)機(jī)將可能處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)；或當(dāng)電動(dòng)機(jī)從高速到低速（含停車）減速時(shí)，頻率可以突減，但因電機(jī)的機(jī)械慣性，電機(jī)可能處于再生發(fā)電狀態(tài)，傳動(dòng)系統(tǒng)中所儲(chǔ)存的機(jī)械能經(jīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，通過(guò)逆變器的六個(gè)續(xù)流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時(shí)的逆變器處于整流狀態(tài)。這時(shí)，如果變頻器中沒(méi)采取消耗能量的措施，這部分能量將導(dǎo)致中間回路的儲(chǔ)能電容器的電壓上升。如果當(dāng)制動(dòng)過(guò)快或機(jī)械負(fù)載為提升機(jī)類時(shí)，這部分能量就可能對(duì)變頻器帶來(lái)?yè)p壞，所以這部分能量我們就應(yīng)該考慮考慮了。

在通用變頻器中，對(duì)再生能量最常用的處理方式有兩種：(1)、耗散到直流回路中人為設(shè)置的與電容器并聯(lián)的“制動(dòng)電阻”中，稱之為動(dòng)力制動(dòng)狀態(tài)；(2)、使之回饋到電網(wǎng)，則稱之為回饋制動(dòng)狀態(tài)（又稱再生制動(dòng)狀態(tài)）。還有一種制動(dòng)方式，即直流制動(dòng)，可以用于要求準(zhǔn)確停車的情況或起動(dòng)前制動(dòng)電機(jī)由于外界因素引起的不規(guī)則旋轉(zhuǎn)。

在書(shū)籍、刊物上有許多專家談?wù)撨^(guò)有關(guān)變頻器制動(dòng)方面的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，尤其是近些時(shí)間有過(guò)許多關(guān)于“能量回饋制動(dòng)”方面的文章。今天，筆者提供一種新型的制動(dòng)方法，它具有“回饋制動(dòng)”的四象限運(yùn)轉(zhuǎn)、運(yùn)行效率高等優(yōu)點(diǎn)，也具有“能耗制動(dòng)”對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染、可靠性高等好處。

二、能耗制動(dòng)

利用設(shè)置在直流回路中的制動(dòng)電阻吸收電機(jī)的再生電能的方式稱為能耗制動(dòng)。

其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單；對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染（與回饋制動(dòng)作比較），成本低廉；缺點(diǎn)是運(yùn)行效率低，特別是在頻繁制動(dòng)時(shí)將要消耗大量的能量且制動(dòng)電阻的容量將增大。

一般在通用變頻器中，小功率變頻器（22kW以下）內(nèi)置有了剎車單元，只需外加剎車電阻。大功率變頻器（22kW以上）就需外置剎車單元、剎車電阻了。

三、回饋制動(dòng)

實(shí)現(xiàn)能量回饋制動(dòng)就要求電壓同頻同相控制、回饋電流控制等條件。它是采用有源逆變技術(shù)，將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。回饋制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是能四象限運(yùn)行,如圖3所示，電能回饋提高了系統(tǒng)的效率。其缺點(diǎn)是：(1)、只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下（電網(wǎng)電壓波動(dòng)不大于10%），才可以采用這種回饋制動(dòng)方式。因?yàn)樵诎l(fā)電制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)電壓故障時(shí)間大于2ms，則可能發(fā)生換相失敗，損壞器件。(2)、在回饋時(shí)，對(duì)電網(wǎng)有諧波污染。(3)、控制復(fù)雜，成本較高。

四、新型制動(dòng)方式（電容反饋制動(dòng)）

1、主回路原理

整流部分采用普通的不可控整流橋進(jìn)行整流，濾波回路采用通用的電解電容，延時(shí)回路采用接觸器或可控硅都行。充電、反饋回路由功率模塊IGBT、充電、反饋電抗器L及大電解電容C（容量約零點(diǎn)幾法，可根據(jù)變頻器所在的工況系統(tǒng)決定）組成。逆變部分由功率模塊IGBT組成。保護(hù)回路，由IGBT、功率電阻組成。

(1)電動(dòng)機(jī)發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)

CPU對(duì)輸入的交流電壓和直流回路電壓νd的實(shí)時(shí)監(jiān)控，決定向VT1是否發(fā)出充電信號(hào)，一旦νd比輸入交流電壓所對(duì)應(yīng)的直流電壓值（如380VAC—530VDC）高到一定值時(shí)，CPU關(guān)斷VT3，通過(guò)對(duì)VT1的脈沖導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)對(duì)電解電容C的充電過(guò)程。此時(shí)的電抗器L與電解電容C分壓，從而確保電解電容C工作在安全范圍內(nèi)。當(dāng)電解電容C上的電壓快到危險(xiǎn)值（比如說(shuō)370V），而系統(tǒng)仍處于發(fā)電狀態(tài)，電能不斷通過(guò)逆變部分回送到直流回路中時(shí)，安全回路發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)（電阻制動(dòng)），控制VT3的關(guān)斷與開(kāi)通，從而實(shí)現(xiàn)電阻R消耗多余的能量，一般這種情況是不會(huì)出現(xiàn)的。

(2)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)

當(dāng)CPU發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不再充電時(shí)，則對(duì)VT3進(jìn)行脈沖導(dǎo)通，使得在電抗器L上行成了一個(gè)瞬時(shí)左正右負(fù)的電壓（如圖標(biāo)識(shí)），再加上電解電容C上的電壓就能實(shí)現(xiàn)從電容到直流回路的能量反饋過(guò)程。CPU通過(guò)對(duì)電解電容C上的電壓和直流回路的電壓的檢測(cè)，控制VT3的開(kāi)關(guān)頻率以及占空比,從而控制反饋電流，確保直流回路電壓νd不出現(xiàn)過(guò)高。2、系統(tǒng)難點(diǎn)

(1)電抗器的選取

（a）、我們考慮到工況的特殊性，假設(shè)系統(tǒng)出現(xiàn)某種故障，導(dǎo)致電機(jī)所載的位能負(fù)載自由加速下落，這時(shí)電機(jī)處于一種發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，再生能量通過(guò)六個(gè)續(xù)流二極管回送至直流回路，致使νd升高，很快使變頻器處于充電狀態(tài)，這時(shí)的電流會(huì)很大。所以所選取電抗器線徑要大到能通過(guò)此時(shí)的電流。

（b）、在反饋回路中，為了使電解電容在下次充電前把盡可能多的電能釋放出來(lái)，選取普通的鐵芯（硅鋼片）是不能達(dá)到目的的，最好選用鐵氧體材料制成的鐵芯，再看看上述考慮的電流值如此大，可見(jiàn)這個(gè)鐵芯有多大，素不知市面上有無(wú)這么大的鐵氧體鐵芯，即使有，其價(jià)格也肯定不會(huì)很低。所以筆者建議充電、反饋回路各采用一個(gè)電抗器。

(2)控制上的難點(diǎn)

（a）、變頻器的直流回路中，電壓νd一般都高于500VDC，而電解電容C的耐壓才400VDC，可見(jiàn)這種充電過(guò)程的控制就不像能量制動(dòng)（電阻制動(dòng)）的控制方式了。其在電抗器上所產(chǎn)生的瞬時(shí)電壓降為，電解電容C的瞬時(shí)充電電壓為νc=νd-νL，為了確保電解電容工作在安全范圍內(nèi)（≤400V），就得有效的控制電抗器上的電壓降νL，而電壓降νL又取決于電感量和電流的瞬時(shí)變化率。

（b）、在反饋過(guò)程中，還得防止電解電容C所放的電能通過(guò)電抗器造成直流回路電壓過(guò)高，以致系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)。

3、主要應(yīng)用場(chǎng)合及應(yīng)用實(shí)例

正是由于變頻器的這種新型制動(dòng)方式（電容反饋制動(dòng)）所具有的優(yōu)越性，近些來(lái)，不少用戶結(jié)合其設(shè)備的特點(diǎn)，紛紛提出了要配備這種系統(tǒng)。由于技術(shù)上有一定的難度，國(guó)外還不知有無(wú)此制動(dòng)方式？國(guó)內(nèi)目前只有山東風(fēng)光電子公司由以前采用回饋制動(dòng)方式的變頻器（仍有2臺(tái)在正常運(yùn)行中）改用了這種電容反饋制動(dòng)方式的新型礦用提升機(jī)系列。

篇（2）

1.1對(duì)機(jī)械設(shè)備的危害與干擾

從機(jī)器自身結(jié)構(gòu)來(lái)看，大部分空壓機(jī)生產(chǎn)簡(jiǎn)單有明顯的技術(shù)缺陷：輸入的壓力數(shù)大于一定值時(shí)，變頻空壓機(jī)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，嚴(yán)重浪費(fèi)電力資源并且損害機(jī)器本身，繼而導(dǎo)致異步電動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)和頻繁暫停，降低電動(dòng)機(jī)的使用壽命。變頻空壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)需要很大的電流，對(duì)電網(wǎng)沖擊較大，而且嚴(yán)重磨損了電器本身的轉(zhuǎn)動(dòng)軸承設(shè)備。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的噪音污染，電動(dòng)機(jī)周圍的工作環(huán)境比較惡劣，也對(duì)工作人員的健康產(chǎn)生不利影響，且以人為調(diào)節(jié)法來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的輸出壓力，運(yùn)轉(zhuǎn)效率低，嚴(yán)重浪費(fèi)人力資源。

1.2對(duì)機(jī)械設(shè)備相關(guān)電器的危害

對(duì)變壓器的危害表現(xiàn)在：加大銅損和鐵損，使得變壓器的溫度升高，影響絕緣；引起電動(dòng)機(jī)附加零件的發(fā)熱，引發(fā)機(jī)器本身溫度的額外升高；導(dǎo)致電容器組溫度過(guò)熱，增加中介電質(zhì)的感應(yīng)能力，嚴(yán)重的情況下可以損壞電力電容器組；對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的危害，啟動(dòng)瞬間開(kāi)關(guān)將會(huì)產(chǎn)生較大的電流變化，達(dá)到電壓保險(xiǎn)值直至絕緣體的破壞；在保護(hù)電氣的時(shí)候，改變電器固有屬性，引發(fā)電器動(dòng)作紊亂；引發(fā)測(cè)量?jī)x表的數(shù)據(jù)顯示誤差，降低數(shù)據(jù)精確度。

2變頻技術(shù)在機(jī)電控制方面的策略

2.1基本思路

在世紀(jì)工業(yè)過(guò)程中對(duì)變頻技術(shù)進(jìn)行較為尖端的的軟件和硬件設(shè)計(jì)，先根據(jù)傳統(tǒng)空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，全方位分析其耗能原因和工作特性，從而設(shè)計(jì)出變頻技術(shù)調(diào)速、空氣技術(shù)壓縮、壓力傳感技術(shù)提升等控制方式，根據(jù)控制電路進(jìn)行變頻器的確定以及電器初始化的設(shè)計(jì)，控制方式要用矢量控制，詳細(xì)分析矢量控制原理，對(duì)變頻矢量進(jìn)行仿真檢查，科學(xué)地改變變頻器的運(yùn)行參數(shù)。另一方面，變換變頻器的控斜參數(shù)。通過(guò)復(fù)合信號(hào)控制變頻器的輸入與輸出，可以在容器的進(jìn)口處增加電器使用流量信號(hào)記錄，容器上增加電器壓力信號(hào)，這樣可以減少對(duì)機(jī)械設(shè)備的危害。

2.2具體策略

首先在系統(tǒng)線路中建立安裝濾波器，過(guò)濾掉高次諧波的干擾信號(hào)。其次是屏蔽干擾源，這是抵御干擾行之有效的方法之一，具體做法是用鋼管來(lái)屏蔽輸出線路。再次是將電機(jī)正確接地，接地時(shí)要與其他的動(dòng)力電器設(shè)備接地點(diǎn)分開(kāi)。然后是對(duì)線路進(jìn)行合理布局，電動(dòng)機(jī)設(shè)備的信號(hào)線和電源線應(yīng)該盡量避開(kāi)變頻器的輸入和輸出線，而其他設(shè)備的電源線和信號(hào)線也同樣要避開(kāi)變頻器的輸入和輸出線，進(jìn)行平行鋪設(shè)。最后是合理使用電抗器，交流電抗器中的串聯(lián)電路減弱了輸入電路中電流對(duì)變頻器的打擊，而直流電抗器減弱了輸入電流中的高次諧波。在設(shè)置之前，電動(dòng)機(jī)電網(wǎng)中的高次諧波含量已達(dá)到40％，而安裝了濾波器之后，高次諧波的含量降到了20.6％，特別是三到八次過(guò)后，已經(jīng)低于標(biāo)準(zhǔn)含量值了。在變頻器選擇方面，需要學(xué)會(huì)優(yōu)先考慮諧波含量低且攜帶濾波器和電抗器的變頻工具。變壓機(jī)電動(dòng)機(jī)安裝時(shí)，控制信號(hào)電纜和本身的動(dòng)力電纜要有屬于各自的架構(gòu)線路的電纜結(jié)構(gòu)，做好及屏蔽措施，禁止線路交叉或者架構(gòu)紊亂，安裝時(shí)兩者要保持距離以及設(shè)立必要的防護(hù)措施，綜合達(dá)到既發(fā)展工業(yè)經(jīng)濟(jì)又節(jié)能減耗的“雙贏”效果。值得我們借鑒的是，國(guó)際上針對(duì)變頻空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)重新設(shè)計(jì)了空壓機(jī)，將電機(jī)由傳統(tǒng)意義上的單相電改為三相交流電，并且具有良好的調(diào)速性能。我國(guó)目前大量生產(chǎn)和應(yīng)用的空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)，如果要持續(xù)發(fā)展就必須要開(kāi)發(fā)出單相電機(jī)的變頻器。最后對(duì)改造之后的空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算，并進(jìn)行成本分析，驗(yàn)證是否能夠讓改造后的空壓機(jī)更加有效地節(jié)省能源。

篇（3）

2變頻技術(shù)

在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用變頻技術(shù)的主要應(yīng)用對(duì)象是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的各種設(shè)備，在煤礦機(jī)電設(shè)備中主要包括風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、壓縮機(jī)系統(tǒng)、采煤機(jī)系統(tǒng)、煤炭輸送系統(tǒng)、各類泵等。

2.1風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的改進(jìn)

以某礦井主通風(fēng)機(jī)的變頻改造為例，在改造之前，風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)裕量過(guò)大，即使通過(guò)調(diào)節(jié)葉片或者改變管網(wǎng)特性依然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)所需風(fēng)量。利用變頻器Harvest-A06/120進(jìn)行改造，主要參數(shù)為：輸入頻率為45～55Hz，額定輸入電壓6000V±10%，輸出頻率范圍0.5～120Hz。在利用電壓源型串聯(lián)多電平脈寬調(diào)制高壓變頻器進(jìn)行改造后，風(fēng)機(jī)效率由45%提高到78%以上，年均用電量減少920000kWh，同時(shí)該礦井風(fēng)機(jī)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，大大降低了對(duì)電網(wǎng)的沖擊以及對(duì)設(shè)備的損壞，降低了人工成本。

2.2空壓機(jī)系統(tǒng)的改進(jìn)變頻技術(shù)

對(duì)于空壓機(jī)啟動(dòng)方式的變革具有重要的意義。傳統(tǒng)的直接啟動(dòng)方式在啟動(dòng)瞬間會(huì)產(chǎn)生較大電流，不利于設(shè)備的正常使用壽命的保持。采用變頻技術(shù)可以降低瞬時(shí)大電流對(duì)于設(shè)備的危害，延長(zhǎng)使用壽命?？諌簷C(jī)中壓風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)一般采用的是壓力閉環(huán)控制的變頻系統(tǒng)，主要利用系統(tǒng)壓力檢測(cè)來(lái)對(duì)空壓機(jī)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部壓力發(fā)生變化時(shí)，變頻系統(tǒng)會(huì)根據(jù)反饋的壓力數(shù)值進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整，最終保持系統(tǒng)內(nèi)部壓力的恒定。采用此種方式進(jìn)行壓風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，與傳統(tǒng)方式相比，響應(yīng)速度更快，同時(shí)能夠更加精確地控制風(fēng)力，保持壓風(fēng)系統(tǒng)較高的可靠性。以唐山礦業(yè)某井空壓機(jī)變頻改造為例，對(duì)泵房進(jìn)行變頻改造，采用三套ACS800變頻控制柜，利用一臺(tái)PLC集控柜進(jìn)行控制。其主要參數(shù)為：三相輸入電壓U3in=（380～415）V±10%，U5in=（380～500）V±10%，輸出頻率0～±300Hz，DTC（直接轉(zhuǎn)矩控制）控制。通過(guò)該控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的一拖三變頻調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠保持系統(tǒng)內(nèi)的恒定壓力控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全可靠運(yùn)行。與改造前相比，年均可節(jié)省電費(fèi)50余萬(wàn)元；可實(shí)現(xiàn)設(shè)備自0Hz起的軟啟動(dòng)，設(shè)備檢修周期延長(zhǎng)，降低了檢修成本。同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備保護(hù)功能的進(jìn)一步完善，完善了設(shè)備超壓保護(hù)、防自啟動(dòng)保護(hù)等多種功能，改善了設(shè)備的工作環(huán)境。

2.3采煤機(jī)的改進(jìn)提高采煤機(jī)對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)性

是采煤機(jī)改進(jìn)的主要方向。工作環(huán)境愈加復(fù)雜，使傳統(tǒng)采煤機(jī)的不適應(yīng)性更加突出。電牽引采煤機(jī)在適應(yīng)性方面有很好的表現(xiàn)，已在許多礦山中得到應(yīng)用。采煤機(jī)的變頻調(diào)速能力是其工作性能的一大指標(biāo)。與傳統(tǒng)滑差調(diào)速相比，變頻調(diào)速將采煤機(jī)的變速性能實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。能量回饋型四象限變頻器在采煤機(jī)中的應(yīng)用是煤礦機(jī)電設(shè)備改造的向前邁進(jìn)一大步的標(biāo)志，它標(biāo)志著井下采煤機(jī)由“一拖二”向“一拖一”的進(jìn)步，提高了煤礦開(kāi)采效率，同時(shí)降低了采煤機(jī)的故障率以及維修成本。由PLC控制的MG700-WD交流變頻調(diào)速采煤機(jī)，能夠?qū)⒉擅簷C(jī)事故率控制在較低的范圍內(nèi)，同時(shí)由于PLC程序的開(kāi)放性，可以更好地進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，能夠在故障發(fā)生時(shí)較為準(zhǔn)確地定位故障位置。對(duì)于采煤機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，除去目前市面上已有的成熟產(chǎn)品外，還有很多學(xué)者對(duì)不同類型的變頻調(diào)速控制方式進(jìn)行了研究，目前已有一定的理論基礎(chǔ)，有待于在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行試驗(yàn)以及普及。以ALPHA6900系列變頻器在采煤機(jī)中的應(yīng)用為例，可實(shí)現(xiàn)主從控制功能，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，通過(guò)PLC控制電路，對(duì)變頻器的輸入輸出端口進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集包括轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等在內(nèi)的多種信息，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。其中，采用ALPHA6900系列變頻器的電氣控制系統(tǒng)可以分為一拖一單/雙電機(jī)控制方式，通過(guò)采煤機(jī)工作環(huán)境的變化，對(duì)其牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)設(shè)備的有效保護(hù)。

篇（4）

2短路法和低頻加熱技術(shù)

2．1短路法加熱

由于工頻電源的易于獲得，工頻短路法加熱變壓器繞組的方法最先被采用［2］。短路法的基本原理是將換流變壓器一側(cè)繞組（通常為閥側(cè)繞組）短路，從另一側(cè)繞組（通常為網(wǎng)側(cè)繞組）施加交流電壓，使繞組內(nèi)部流過(guò)電流（應(yīng)控制不超過(guò)其額定電流），使繞組內(nèi)部發(fā)熱，從內(nèi)部將變壓器器身絕緣均勻加熱到指定溫度，再經(jīng)過(guò)抽真空和熱油循環(huán)處理，帶出絕緣內(nèi)的潮氣，從而達(dá)到干燥的效果。短路法是繞組從器身內(nèi)部加熱，能大大提高效率，縮短加熱時(shí)間，器身的干燥效果優(yōu)于普通的熱油循環(huán)效果。其使用的設(shè)備及接線完全與變壓器負(fù)載試驗(yàn)相同。但是工頻短路法有諸多缺點(diǎn)難以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。工頻短路法需要用到調(diào)壓器、升壓變、補(bǔ)償裝置等大型設(shè)備，設(shè)備布置和接線工作量大；試驗(yàn)電壓為變壓器阻抗電壓，高達(dá)幾十kV，且試驗(yàn)占地面積大，進(jìn)行短路法加熱干燥時(shí)需要大量的人員長(zhǎng)時(shí)間值班看守，現(xiàn)場(chǎng)安全難以把控。因此，工頻短路現(xiàn)場(chǎng)加熱干燥方法補(bǔ)償電容器組容量大，使用的調(diào)壓器、中間變壓器均為體積大、重量重的大型設(shè)備，不便現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)整體加熱裝置的小型化，在保證加熱能力的同時(shí)滿足移動(dòng)方便的要求，是研制現(xiàn)場(chǎng)短路法加熱裝置的難點(diǎn)。當(dāng)換流變壓器電壓等級(jí)升高、容量增大時(shí)，利用這種基于調(diào)壓器的短路法進(jìn)行變壓器現(xiàn)場(chǎng)加熱更為困難。

2．2低頻加熱的電壓及容量

工頻短路加熱存在的局限性，可以通過(guò)降低頻率的方法進(jìn)行克服，也即低頻加熱技術(shù)。變壓器的短路狀態(tài)下的等效電路如圖1所示，其阻抗為Z＝R＋jωL。在工頻狀態(tài)下，jωLR，因此減小頻率ω可以顯著減小阻抗電壓。當(dāng)然在頻率減小到一定程度后，R的大小不再可以忽略不計(jì)，進(jìn)一步減小ω不會(huì)引起阻抗電壓的降低。當(dāng)頻率足夠低時(shí)，jωLR，變壓器阻抗電壓主要有變壓器的直流電阻決定。圖2顯示了阻抗電壓及無(wú)功容量與頻率的關(guān)系。從圖中可以明顯地看出，阻抗電壓總體上與頻率成正比，當(dāng)頻率接近零時(shí)，阻抗電壓趨近于常數(shù)，該常數(shù)即為變壓器直流電阻與短路電流的乘積。無(wú)功容量與頻率成正比。因此通過(guò)降低頻率不單降低了阻抗電壓，還降低了無(wú)功容量，提高了加熱電源的功率因數(shù)，避免了用大容量的補(bǔ)償裝置。相比于工頻短路加熱，低頻加熱技術(shù)明顯地能夠克服其局限性。對(duì)于特高壓換流變壓器，頻率低至1Hz以下時(shí)，其阻抗電壓低于1kV，通過(guò)簡(jiǎn)單的絕緣措施就可以保證安全，避免大量的安全監(jiān)護(hù)人員長(zhǎng)時(shí)間值守。同時(shí)升壓裝置和補(bǔ)償裝置都可以省略，大大減少了設(shè)備占地面積，減少了現(xiàn)場(chǎng)工作量，提高了工作效率。

2．3低頻加熱電源干燥效果的仿真

采用基菲克第二定律描述電力變壓器干燥處理的水分?jǐn)U散模型，建立有限元模型進(jìn)行模擬對(duì)比低頻加熱和傳統(tǒng)的熱油循環(huán)干燥處理效果。低頻加熱和熱油循環(huán)組合使用時(shí)會(huì)是干燥處理效果得到明顯改善。模擬考慮了5mm的絕緣紙片，原始水分含量為5％。模擬干燥時(shí)間為7天。干燥方式分為油循環(huán)干燥方式及加低頻加熱，熱油循環(huán)溫度為60℃和80℃兩種油溫條件，有低頻加熱時(shí)將油溫度分別加熱到80℃，95℃和110℃等三種情況。圖3可以觀察到熱油循環(huán)在60℃時(shí)（沒(méi)有低頻加熱）的干燥過(guò)程，以及同樣的油溫下采用低頻加熱溫度為80℃，95℃和110℃的情況。當(dāng)熱油加熱沒(méi)有低頻加熱時(shí)，曲線的坡度是平的，因此干燥過(guò)程非常慢。這是因?yàn)樵?0℃時(shí)，絕緣材料的水分?jǐn)U散系數(shù)很低，絕緣紙中的水分遷移速度很慢。根據(jù)模擬，在這種情況下，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的規(guī)定）需要的處理時(shí)間則長(zhǎng)達(dá)255h。如果采用低頻加熱的方式，完成干燥處理會(huì)更快。使含水量降低到2％所需要的干燥時(shí)間會(huì)隨著絕緣材料溫度的增加而減少，低頻加熱80℃所需時(shí)間為64．5h，95℃為25．5h，110℃為10．7h。低頻加熱7天，三個(gè)加熱溫度下最終的紙板含水量將分別達(dá)到1．4％，1．3％和1．2％．當(dāng)在熱油循環(huán)80℃的油溫下采用低頻加熱，獲得的模擬結(jié)果如圖4所示。在這種情況下，不同溫度的最終含水量彼此很接近。然而當(dāng)采用低頻加熱時(shí)，在開(kāi)始處理的幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)就可以達(dá)到最終含水量。這種方式的干燥處理節(jié)約大量的處理時(shí)間和電力，是非常經(jīng)濟(jì)的。然而以上模擬結(jié)果以及討論均是基于模型的Foss擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行推論的，然而實(shí)際的試驗(yàn)數(shù)據(jù)則顯示該模型的擴(kuò)散系數(shù)太過(guò)樂(lè)觀了，實(shí)際的干燥時(shí)間會(huì)比這個(gè)模型估計(jì)的干燥時(shí)間要長(zhǎng)。即使如此，以上的討論和研究也是很有價(jià)值的，例如通過(guò)模擬推論的結(jié)論在趨勢(shì)上是正確的。

3低頻加熱電源的研制

3．1電源容量

按照現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，發(fā)熱電源的發(fā)熱功率（有功）達(dá)到換流變負(fù)載損耗的60％左右即可滿足現(xiàn)場(chǎng)加熱的需要。（6）式中：cosφ是功率因數(shù)，采用基于方波調(diào)制的交交變頻技術(shù)方案功率因數(shù)接近1，此處取0．98；η是電源效率，該方案電源自身?yè)p耗較小，效率是較高的，可以取90％。最大加熱容量為819．7kW，因此根據(jù)上式加熱電源功率應(yīng)為P＝930kV•A，則能滿足大部分場(chǎng)合需求。

3．2電壓與電流

考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)電源接線的方便和安全性，加熱電源輸入電壓選擇380V，輸入電流1413A。由于直接由380V整流后的直流電壓最高僅537V，對(duì)于部分變壓器該電壓即使在直流情況下也無(wú)法達(dá)到額定電流相當(dāng)?shù)募訜犭娏鳎虼诵枰鋫渖龎鹤儔浩魈岣哒鳂螂妷?。設(shè)升壓后線電壓為U，則直流電壓近似為槡2U。

3．3整流橋與驅(qū)動(dòng)電路

3．3．1晶閘管的選型變頻技術(shù)電源工作電壓為700V，工作電流為1200A。晶閘管的最大電流與電源的工作額定電流相等，最大電壓為相間電壓的一半。為了整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠，根據(jù)晶閘管選用慣例，晶閘管電壓選為大于其最大承受電壓的2倍以上，額定電流為工作最大承受電流的3倍以上。因此晶閘管最終選型為南車公司的1000V／46000A晶閘管。

3．3．2整流橋的控制方式

不同的被加熱換流變壓器具有不同等效直流電阻，一定的加熱電流情況下，變頻電源的工作電壓是不同的。為了較好地調(diào)節(jié)低頻加熱電源的工作電壓，交－交變頻技術(shù)法的低頻加熱電源應(yīng)采用可控整流的方式，通過(guò)控制導(dǎo)通角來(lái)調(diào)節(jié)電壓。同時(shí)，為避免兩個(gè)反向整流橋同時(shí)導(dǎo)通造成電源的短路，應(yīng)首先將前一個(gè)工作整流橋關(guān)閉觸發(fā)脈沖，等全部整流橋中的晶閘管自然關(guān)斷后再啟動(dòng)另一個(gè)整流橋，實(shí)現(xiàn)電流的極性發(fā)轉(zhuǎn)。

3．4測(cè)量和控制系統(tǒng)

整流橋工作在全波整流工作狀態(tài)，可以用電平觸發(fā)的方式進(jìn)行控制，為了避免兩個(gè)反向的整流橋同時(shí)導(dǎo)通導(dǎo)致電源短路，開(kāi)通一整流橋之前必須確認(rèn)對(duì)側(cè)整流橋已經(jīng)全部關(guān)斷。檢測(cè)方法是通過(guò)檢測(cè)負(fù)載電流過(guò)零比較結(jié)果與方波輸出相。若需要調(diào)節(jié)導(dǎo)通角α，則不能采用電平觸發(fā)，而用脈沖觸發(fā)。以AC相線電壓為參考電壓，當(dāng)線電壓正向過(guò)零時(shí)延時(shí)180°－α角度后給晶閘管1發(fā)出觸發(fā)脈沖，其余各晶閘管的觸發(fā)脈沖依次再延遲60°角觸發(fā)。但是觸發(fā)脈沖的可靠性不好，因此不建議調(diào)節(jié)導(dǎo)通角，本方案仍采用電平觸發(fā)的方式。作為加熱電源，需要有調(diào)節(jié)輸出電流的機(jī)制。根據(jù)式（13），輸出電流與頻率有關(guān)，通過(guò)控制頻率可以比較方便地控制輸出電流。式（13）僅是電流波形的近似計(jì)算公式，當(dāng)頻率較高時(shí)，電感未充電完成即撤去整流橋觸發(fā)電平，負(fù)載電流就會(huì)進(jìn)一步減小，電流波形如圖5虛線所示?？梢?jiàn)進(jìn)一步提高調(diào)制頻率，可以繼續(xù)減小負(fù)載電流，直至減小到接近于零。所以通過(guò)控制調(diào)制頻率完全能夠?qū)崿F(xiàn)加熱電流的零起上升。

4低頻加熱電源的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

4．1加熱對(duì)象

加熱對(duì)象為哈密換流站低端換流變壓器極IIYDB相，變壓器的主要參數(shù)如下：額定容量405．2MV•A；額定電壓530／槡3＋23－5×1．25％／171．9kV；額定電流1324．2A／2357．2A；阻抗電壓19．71％；直流電阻（20℃）網(wǎng)側(cè)0．16131Ω，閥側(cè)0．05492Ω；生產(chǎn)廠家為特變電工沈陽(yáng)變壓器集團(tuán)有限公司。

4．2試驗(yàn)接線

低頻加熱電源從400V低壓配電室獲取電源點(diǎn)，單相輸出線連接到換流變壓器網(wǎng)側(cè)套管和中性點(diǎn)端子上，閥側(cè)兩套管短路線連接。連接圖如圖6所示。

4．3加熱結(jié)果

該換流變油重138t，為其加熱的兩臺(tái)濾油機(jī)加熱功率共為120kW×2＝240kW。由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度較低，采用傳統(tǒng)工藝完全利用濾油機(jī)工作，濾油機(jī)出口油溫保持70℃情況下，經(jīng)過(guò)48h換流變下層油溫達(dá)到35℃后，隨后增長(zhǎng)緩慢，安裝人員經(jīng)驗(yàn)時(shí)間為3～5d才能到達(dá)需要保持的油溫60℃。當(dāng)晚20：33至第二日凌晨6：30，采用湖北電科院設(shè)計(jì)的低頻加熱電源，結(jié)合濾油機(jī)，僅用了10h就將換流變下層提升了近50℃，之后利用濾油機(jī)使油溫達(dá)到安裝要求。

篇（5）

2竹節(jié)絲性能及單絲截面參數(shù)

2.1絲條物理機(jī)械性能

從表3可以看出，三種粘膠竹節(jié)絲的變頻技術(shù)平均線密度都比設(shè)計(jì)基準(zhǔn)值低，這與計(jì)量泵電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)不到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)值有關(guān);絲條強(qiáng)度低于常規(guī)絲，伸長(zhǎng)率特別是濕伸率較高，說(shuō)明其纖維素大分子結(jié)構(gòu)不緊密，分子間作用力較小。竹節(jié)絲物理指標(biāo)的均勻性明顯比常規(guī)絲差，這表明其纖維結(jié)構(gòu)不均勻。從表4看出，當(dāng)竹節(jié)倍數(shù)(C)一定時(shí)，隨著節(jié)長(zhǎng)(L)的增加，絲條線密度、伸長(zhǎng)增加，強(qiáng)度下降，各CV值增加;當(dāng)節(jié)長(zhǎng)(L)一定時(shí)，隨著竹節(jié)倍數(shù)(C)的增加，絲條線密度、強(qiáng)度、伸長(zhǎng)都下降，各CV值增加。說(shuō)明分別提高竹節(jié)倍數(shù)與節(jié)長(zhǎng)，都有利于竹節(jié)絲結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的體現(xiàn)，但提高節(jié)長(zhǎng)效果顯得更加明顯。

2.2單絲纖度和直徑

從表5的測(cè)試結(jié)果可以看出，竹節(jié)絲軸向單絲纖度CV值隨著竹節(jié)倍數(shù)與節(jié)長(zhǎng)的增加而加大，但其極值遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。這是由于竹節(jié)絲在紡絲成形時(shí)單絲的纖度存在“均化效應(yīng)”。產(chǎn)生“均化效應(yīng)”的原因主要有以下幾個(gè)方面:(1)計(jì)量泵自身的脈沖與變頻產(chǎn)生的脈沖的疊加;(2)機(jī)械傳動(dòng)部分的間隙造成的反應(yīng)滯后與轉(zhuǎn)速傳遞效率的損失;(3)粘膠細(xì)流的粘彈性;(4)計(jì)量泵之后粘膠管道的阻力作用。隨著竹節(jié)倍數(shù)與節(jié)長(zhǎng)的增加，竹節(jié)絲軸向單絲纖度波動(dòng)幅度加大，進(jìn)一步說(shuō)明這是計(jì)量泵自身脈沖疊加作用的結(jié)果;當(dāng)竹節(jié)倍數(shù)一定時(shí)，竹節(jié)周期變化基本與設(shè)計(jì)相吻合，并隨著節(jié)長(zhǎng)的增加竹節(jié)絲“時(shí)粗時(shí)細(xì)”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表現(xiàn)得更加鮮明;當(dāng)節(jié)長(zhǎng)一定時(shí)，隨著竹節(jié)倍數(shù)的增加單絲纖度提高、節(jié)長(zhǎng)延長(zhǎng)，說(shuō)明“均化效應(yīng)”較強(qiáng)。從表6的測(cè)試結(jié)果可以看出，竹節(jié)絲軸向單絲直徑基本與單絲纖度相吻合，且軸向單絲直徑波動(dòng)幅度隨著竹節(jié)倍數(shù)與節(jié)長(zhǎng)增加而加大。

2.3單絲截面積

從表7所示竹節(jié)絲的單絲截面積比較可以看出，粘膠竹節(jié)絲的單絲截面積明顯不均勻，隨著竹節(jié)倍數(shù)與節(jié)長(zhǎng)的增加，單絲截面積的極值差異加大，說(shuō)明竹節(jié)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表現(xiàn)得愈發(fā)突出;2.5/2規(guī)格的竹節(jié)絲單絲截面積的CV值為最大。

篇（6）

2榨季后期

當(dāng)沒(méi)法通過(guò)頻率調(diào)整來(lái)降低蔗渣轉(zhuǎn)光度和蔗渣水分時(shí)，我們結(jié)合調(diào)整榨機(jī)前后輥尺寸和調(diào)整頻率的試驗(yàn)。先通過(guò)中期濕榨試驗(yàn)（五），得出以下結(jié)果，見(jiàn)表5。從濕榨試驗(yàn)（五）結(jié)果分析：第一，第一座收回率不算高，還有提升空間，可再調(diào)整。第二，第五座纖維分比第四座低，違反各座榨機(jī)纖維分應(yīng)有規(guī)律地上升這一規(guī)律，說(shuō)明這座效能低。第三，各座榨機(jī)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，前、后輥及頂輥都出現(xiàn)磨損，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)榨機(jī)負(fù)荷輕，應(yīng)結(jié)合調(diào)整。根據(jù)以上分析作出以下調(diào)整：第一，第一座收前輥調(diào)整螺栓使入口縮小2.4mm、后輥調(diào)整螺栓使出口縮小1.6mm，榨機(jī)頻率調(diào)整為45Hz，油壓為18MPa。第二，第二座收前輥調(diào)整螺栓使入口縮小1.6mm、后輥調(diào)整螺栓使出口縮小2.4mm，榨機(jī)頻率調(diào)整為40Hz，油壓為18MPa。第三，第三座收前輥調(diào)整螺栓使入口縮小1.6mm、后輥調(diào)整螺栓使出口縮小2.4mm，榨機(jī)頻率調(diào)整為40Hz，油壓為18MPa。第四，第四座收前輥調(diào)整螺栓使入口縮小1.6mm、后輥調(diào)整螺栓使出口縮小2.4mm，榨機(jī)頻率調(diào)整為40Hz，油壓為18MPa。第五，第五座收前輥調(diào)整螺栓使入口縮小2.4mm、后輥調(diào)整螺栓使出口縮小2.4mm，榨機(jī)頻率調(diào)整為38Hz，油壓為20MPa。經(jīng)調(diào)整后運(yùn)行正常，沒(méi)有出現(xiàn)電機(jī)發(fā)熱現(xiàn)象，蔗渣轉(zhuǎn)光度和蔗渣水分明顯降低。查定得出以下結(jié)果，見(jiàn)表6。經(jīng)過(guò)上述調(diào)整，榨機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)化驗(yàn)室給出的數(shù)據(jù)，結(jié)合榨機(jī)電機(jī)電流，我們及時(shí)調(diào)整各座榨機(jī)的頻率，使蔗渣轉(zhuǎn)光度穩(wěn)定在2.0％以下和蔗渣水分控制在50％以內(nèi)。各座榨機(jī)的頻率最低可調(diào)整至第一座40Hz、第二座32Hz、第三座33Hz、第四座35Hz、第五座35Hz。

3下雨天或甘蔗砍運(yùn)接不上日榨2000噸甘蔗的變頻調(diào)速應(yīng)用和研究

在我們這里離城市很近，附近又是工業(yè)園，砍蔗民工很缺，甘蔗經(jīng)常接不上，特別是下雨天，就要通過(guò)減少日榨量來(lái)配合，以避免斷槽。象這樣的情況，以前我們單靠調(diào)整榨機(jī)出入口是沒(méi)法降低蔗渣轉(zhuǎn)光度和蔗渣水分，抽出率很低。而且甘蔗一接上又要提高榨量調(diào)整榨機(jī)，很麻煩且容易出現(xiàn)調(diào)整錯(cuò)誤，損壞榨機(jī)。為此，我們進(jìn)行了試驗(yàn)。下面是我們?cè)谡C(jī)沒(méi)有變頻調(diào)速時(shí)濕榨試驗(yàn)（七）得出的結(jié)果，見(jiàn)表7。從濕榨試驗(yàn)（七）結(jié)果分析：第一，第一座收回率太低，影響到全機(jī)列的收回率，應(yīng)作為重點(diǎn)調(diào)整。第二，第五座蔗渣纖維分比第四座蔗渣纖維分雖然有提高，但提高很少，效能不高，應(yīng)調(diào)整。第三，各座榨機(jī)蔗渣水分偏高，影響收回率，應(yīng)調(diào)整。第四，各座榨機(jī)蔗渣轉(zhuǎn)光度偏高，影響收回率，應(yīng)調(diào)整。第五，各座榨機(jī)負(fù)荷很輕，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)以上分析作出以下調(diào)整：第一，第一座榨機(jī)頻率調(diào)整為35Hz，油壓為20MPa。第二，第二座榨機(jī)頻率調(diào)整為31Hz，油壓為20MPa。第三，第三座榨機(jī)頻率調(diào)整為31Hz，油壓為20MPa。第四，第四座榨機(jī)頻率調(diào)整為33Hz，油壓為20MPa。第五，第五座榨機(jī)頻率調(diào)整為35Hz，油壓為20MPa。經(jīng)調(diào)整后運(yùn)行正常，沒(méi)有出現(xiàn)電機(jī)發(fā)熱現(xiàn)象，蔗渣轉(zhuǎn)光度和蔗渣水分明顯降低。查定得出以下結(jié)果，見(jiàn)表8。

4產(chǎn)生的效果和效益

通過(guò)榨機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)我們發(fā)現(xiàn)榨季停榨后榨機(jī)磨損很小且安全率高，運(yùn)行平穩(wěn)，同時(shí)解決了常見(jiàn)的塞轆問(wèn)題。根據(jù)有關(guān)資料：蔗渣轉(zhuǎn)光度每降低0.1％，壓榨收回率提高0.2％。蔗渣水分降低1％，壓榨收回率提高0.08％。而壓榨收回率提高1％，產(chǎn)糖率可提高0.116％，我們公司這些榨季通過(guò)榨機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)，抽出率明顯提高且穩(wěn)定在96.5％。產(chǎn)糖率由11％提高到上榨季的12.04％，預(yù)計(jì)2014/2015榨季可達(dá)12.3％以上。

篇（7）

2高壓變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)中的變頻方式

高壓變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)中進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，其主要的變頻方式包括“高-低-高”、“高-低”、“高-高”等，其中效率最高的變頻方式就是“高-高”方式，能夠更好地滿足風(fēng)機(jī)節(jié)能降耗的要求?！案?高”方式的變頻器中包括集中不同的類型，其中輸入為6kV-10kV的變頻器，并不需要進(jìn)行升壓變頻器的設(shè)置；輸出電壓為10kV的變頻器，每項(xiàng)中包含了8個(gè)功率單元，而且這些功率單元之間是通過(guò)串聯(lián)的方式連接。如果每個(gè)單元的輸入電壓都為三相710kV，那么其輸出的電壓則為單相0kV-710kV，而每個(gè)功率單元之間都是通過(guò)串聯(lián)方式連接的，疊加之后的輸出相電壓則為5680kV。變頻器的中點(diǎn)與電動(dòng)機(jī)中性點(diǎn)之間并不相互連接，因此變頻器輸出實(shí)際上是線電壓，通過(guò)A相與B相輸出電壓形成UAB輸出線電壓，該線電壓最大可以達(dá)到10kv，其階梯波為37。由于變頻器中采用了多重疊加的方法，輸出電壓中諧波含量比較小，已經(jīng)達(dá)到了常規(guī)供電電壓允許的諧波含量，并不會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)由于附加的諧波而出現(xiàn)發(fā)熱的情況。輸出電壓也比較小，給電極增加的應(yīng)力并不明顯，能夠直接向普通標(biāo)準(zhǔn)型的交流電將會(huì)因動(dòng)機(jī)進(jìn)行供電行為，并不需要對(duì)其進(jìn)行降容之后再使用，能夠在舊設(shè)備的改造中進(jìn)行利用。此外，輸出電壓諧波較小，并不需要另外在附加輸出濾波器，輸出電纜的長(zhǎng)度也并不受限制。“高-低-高”方式的變頻器具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：第一，在該種類型的變頻器中采用了降壓變壓器與升壓變壓器，導(dǎo)致變頻調(diào)速系統(tǒng)的效率出現(xiàn)了下降的情況。第二，升壓變壓器在工作的過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致輸出波形嚴(yán)重畸變的情況，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)由于附加諧波而出現(xiàn)發(fā)聲的情況，最終導(dǎo)致機(jī)械共振及傳動(dòng)、軸承磨損嚴(yán)重的情況。第三，該種類型的變頻器在使用的過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生比較大的噪聲。通過(guò)兩種不同變頻方式的變頻器的比較之后發(fā)現(xiàn)，“高-高”方式變頻器有著非常顯著的優(yōu)勢(shì)，逐漸取代了“高-低-高”方式變頻器。

3高壓變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)節(jié)能中的應(yīng)用

3.1風(fēng)機(jī)情況概述

本文選取某企業(yè)的1臺(tái)風(fēng)機(jī)作為節(jié)能改造的對(duì)象，選取的風(fēng)機(jī)在流量調(diào)節(jié)的過(guò)程中主要采用風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)的方式，風(fēng)門(mén)的開(kāi)度在百分之三十到百分之八十之間。實(shí)現(xiàn)高壓變頻技術(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速節(jié)能改造之后，與傳統(tǒng)的風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)方式相比，生產(chǎn)負(fù)荷決定了風(fēng)機(jī)的節(jié)電量，生產(chǎn)負(fù)荷的變化越大，風(fēng)機(jī)節(jié)能的效果就越好。實(shí)現(xiàn)高壓變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)節(jié)能中的應(yīng)用，一方面可以達(dá)到調(diào)速節(jié)能的目的，另一方面能夠提高整個(gè)調(diào)試系統(tǒng)的工作效率。

3.2改造前的電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行模式

本文選取的高壓電機(jī)都采用的是風(fēng)機(jī)傳動(dòng)的方式，通過(guò)風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)流量的調(diào)節(jié)工作。當(dāng)前，風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)的方式為改變風(fēng)機(jī)管網(wǎng)特性曲線實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)，其主要的原理如圖1所示。由圖1可知，風(fēng)機(jī)在管網(wǎng)特征曲線R1處工作時(shí)，工況點(diǎn)為M1，風(fēng)量為Q1，風(fēng)壓為H1。如果要實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的降低，則需要關(guān)小風(fēng)機(jī)的防風(fēng)版，管網(wǎng)特性曲線變?yōu)镽2，工況點(diǎn)也隨之變?yōu)镸2，風(fēng)量為Q2，風(fēng)壓為H2。管網(wǎng)特性曲線的改變實(shí)際上就是通過(guò)人為的方式實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)管網(wǎng)阻力的增加或者降低，在確保風(fēng)機(jī)性能曲線不變的情況下，工況點(diǎn)從M1轉(zhuǎn)移到M2，如果想要實(shí)現(xiàn)擋風(fēng)板繼續(xù)減小，則管網(wǎng)特性曲線變?yōu)镽3，工況點(diǎn)為M3，風(fēng)量為Q3，風(fēng)壓為H3。通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)流量的調(diào)節(jié)。通過(guò)風(fēng)機(jī)調(diào)價(jià)風(fēng)量的方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便捷的特點(diǎn)，大部分的風(fēng)機(jī)都采用這種調(diào)節(jié)方式。然而，通過(guò)人為的方式實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)管網(wǎng)阻力的改變，勢(shì)必會(huì)造成部分能量的消耗，尤其是風(fēng)量的變化越大，能量的損耗就越多。如果通過(guò)電機(jī)直接調(diào)試的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)流量的控制，就可以實(shí)現(xiàn)人為改變風(fēng)機(jī)官網(wǎng)阻力所消耗的能量的節(jié)約。因此，提出了電機(jī)調(diào)速控制模式。

3.3主回路系統(tǒng)方案

3.3.1手動(dòng)一拖一動(dòng)回路手動(dòng)一拖一動(dòng)回路如圖2所示，其基本的原理為：回路中包含了三個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)，分別為QS1、QS2與QS3。在使用的過(guò)程中，不能夠同時(shí)出現(xiàn)閉合的狀態(tài)。在變頻運(yùn)行的過(guò)程中，QS1、QS2閉合，則QS3斷開(kāi)；在工頻運(yùn)行的過(guò)程中，QS3閉合，QS1與QS2斷開(kāi)。手動(dòng)一拖一動(dòng)回路的優(yōu)點(diǎn)為：在變頻器進(jìn)行檢修的過(guò)程中，這種明顯的斷電點(diǎn)能夠確保維修人員的安全，同時(shí)也可以通過(guò)手動(dòng)的方式將負(fù)載投入到工頻電網(wǎng)運(yùn)行。3.3.2手動(dòng)一拖二動(dòng)回路手動(dòng)一拖二動(dòng)回路如圖3所示，其基本的原理為：手動(dòng)一拖二動(dòng)回路中包含了QS1—QS6六個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)，其中QS2與QS3、QS5與QS6有電氣互鎖，QS1與QS5、QS4與QS6安裝機(jī)械互鎖裝置。M1與M2分別處于變頻狀態(tài)與工頻狀態(tài)中，而且可以進(jìn)行互換；在變頻器檢修的過(guò)程中，都可以處于工頻運(yùn)行中。手動(dòng)一拖二動(dòng)回路優(yōu)點(diǎn)指的是只有一個(gè)負(fù)載工作在變頻狀態(tài)中，能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)使用壽命的延長(zhǎng)。

篇（8）

2腈綸生產(chǎn)線

紡絲的工藝復(fù)雜，工位多，要求張力控制，有的要求位置控制。大慶腈綸廠95年對(duì)其引進(jìn)美國(guó)CHEMTEX公司采用美國(guó)ACC工藝技術(shù)的年產(chǎn)5萬(wàn)噸腈綸生產(chǎn)線進(jìn)行了變頻PLC改造。我們采用了“同步運(yùn)行方式”，設(shè)置“無(wú)張力控制環(huán)節(jié)”、“松緊架同步裝置”、“總線速度控制方式”、“轉(zhuǎn)矩矢量控制”等技術(shù)，使整條生產(chǎn)線20個(gè)絲束處理單元同步運(yùn)行，平穩(wěn)可靠，牽伸倍率由1.04到1.4，年增產(chǎn)達(dá)382噸，故障降低、節(jié)省維修費(fèi)57.5萬(wàn)元，年提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高等級(jí)合格率經(jīng)濟(jì)效益達(dá)325萬(wàn)元，年節(jié)電58萬(wàn)kW。97年該項(xiàng)目通過(guò)中國(guó)石化總公司鑒定，專家結(jié)論達(dá)到90年代國(guó)際先進(jìn)水平。

蘭化化學(xué)纖維廠是我國(guó)1965年從英國(guó)考陶爾茨(Courtaulds)引進(jìn)的第一套8000t/a腈綸生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)工藝采用硫氰酸鈉一步法。

腈綸生產(chǎn)過(guò)程是一種相當(dāng)精細(xì)的生產(chǎn)過(guò)程，調(diào)速精度要求非常高。除纖維的成型和后處理以及毛條加工直接依賴調(diào)速外，紡前準(zhǔn)備和原液系統(tǒng)的液位、壓力、流量控制以及生產(chǎn)的平穩(wěn)性、絲束質(zhì)量、能耗、物耗等都與調(diào)速性能有直接或間接的關(guān)系。該紡絲生產(chǎn)線長(zhǎng)達(dá)170m，各道工序絲束的運(yùn)行速度都是根據(jù)工藝要求來(lái)設(shè)定的。原設(shè)計(jì)速度控制系統(tǒng)全部采用滑差電機(jī)、直流電機(jī)及與其配套的電子系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但由于原英國(guó)裝置已運(yùn)行20多年，設(shè)備嚴(yán)重老化、故障率高，加上設(shè)備本身復(fù)雜，維修量大，生產(chǎn)上往往一處波動(dòng)都會(huì)引起全線波動(dòng)，甚至造成全線停車，生產(chǎn)穩(wěn)定性差，非計(jì)劃停車次數(shù)多，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。

1995年對(duì)紡絲生產(chǎn)線的調(diào)速系統(tǒng)及主要調(diào)速設(shè)備進(jìn)行了全面改造。三條紡絲生產(chǎn)線共安裝變頻調(diào)速器113臺(tái)，全部淘汰了滑差電機(jī)和直流電機(jī)，生產(chǎn)穩(wěn)定性明顯提高，非計(jì)劃停車次數(shù)逐步減少，廢絲、廢膠量明顯降低，產(chǎn)品質(zhì)量有了顯著的提高。

采用變頻調(diào)速技術(shù)后，1995年產(chǎn)量達(dá)到16000t/a，把原設(shè)計(jì)能力翻了一番。這一成績(jī)的取得，除設(shè)備改造更新后，積極大膽廣泛地采用變頻調(diào)速技術(shù)也是關(guān)鍵因素，僅增加產(chǎn)量一項(xiàng)，每年即可創(chuàng)效益近500萬(wàn)元以上。

變頻調(diào)速技術(shù)因其穩(wěn)定性好，可靠性高，大大提高了設(shè)備的運(yùn)行周期，使過(guò)去由于電氣儀表原因造成的非計(jì)劃停車次數(shù)大幅度下降，每年可增加產(chǎn)量近150噸，增加效益近百萬(wàn)元。產(chǎn)品質(zhì)量有了明顯提高，廢絲、廢膠率逐年下降，NaSCN等原料的單耗亦下降，生產(chǎn)成本降低。

1995年與1993年相比，減少?gòu)U絲294.004噸，廢膠450.151噸，增加利潤(rùn)89.49萬(wàn)元;節(jié)約NaSCN320.16噸，增加利潤(rùn)192.096萬(wàn)元，節(jié)約材料費(fèi)近30萬(wàn)元。合計(jì)增加效益311.50萬(wàn)元。

從表1可知，節(jié)電效果顯著，經(jīng)實(shí)測(cè)，當(dāng)用變頻調(diào)速器協(xié)調(diào)控制時(shí)，電機(jī)使用功率平均比原來(lái)下降50%以上。

該廠目前有200臺(tái)電動(dòng)機(jī)使用了變頻調(diào)速器，其使用變頻器前電動(dòng)機(jī)功率總和為828.4kW，使用后功率總和為467.61kW。每臺(tái)電動(dòng)機(jī)按設(shè)計(jì)一年運(yùn)行8000小時(shí)，(實(shí)際上大于8000小時(shí))則每年可節(jié)電288萬(wàn)kW.h，每度電按0.21元計(jì)，每年可節(jié)約60萬(wàn)元左右。200臺(tái)變頻器投資約300萬(wàn)元，綜合效益1000萬(wàn)元。

3滌綸前紡生產(chǎn)線

儀征化纖聯(lián)合公司滌綸一廠前紡變頻控制系統(tǒng)是80年代引進(jìn)西德AEG公司技術(shù)，由國(guó)內(nèi)組裝的SCR逆變器，由于系統(tǒng)是分立器件，可靠性低，由于SCR不能自關(guān)斷、要是使其關(guān)斷，增加強(qiáng)迫關(guān)斷電路，使設(shè)備體積增大。由計(jì)量泵和卷繞機(jī)構(gòu)組成一條生產(chǎn)線，計(jì)量泵有24臺(tái)、由1臺(tái)變頻器控制，卷繞由7輥、5輥和喂入輪組成。7輥有7臺(tái)電機(jī)，由1臺(tái)變頻器控制;5輥有5臺(tái)電機(jī)，由1臺(tái)變頻器控制，喂入輪1臺(tái)電機(jī)由單臺(tái)變頻器控制。為了保證精度，從計(jì)量泵到卷繞機(jī)構(gòu)共計(jì)37臺(tái)電機(jī)全部采用永磁或永磁反應(yīng)式同步電機(jī)，卷繞7輥、5輥和喂入輪嚴(yán)格按工藝給定的比例運(yùn)行，保證微張力牽伸。并要求在低速伸頭完成后，卷繞各輥按比例和固定的斜率升到高速生產(chǎn)。原系統(tǒng)為4備1(或2備1)系統(tǒng)，即有4條常用生產(chǎn)線，1條線后備，主回路由電磁接觸器聯(lián)鎖切換，控制信號(hào)的邏輯電路由中間繼電器構(gòu)成并完成切換，而模擬電路(如設(shè)定信號(hào)、比例信號(hào))的切換，靠更換接插頭電纜完成，切換很頻繁，與中央控制的邏輯聯(lián)系靠很多中間繼電器來(lái)完成。由于控制落后，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)，已造成必然。1993年深圳華能公司和滌綸一廠工同設(shè)計(jì)了由富士變頻器和可編程控制器組成的前紡電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)頻率設(shè)定電路采用數(shù)字設(shè)定方法，不僅達(dá)到工藝要求的高精度要求，設(shè)定分辨率達(dá)到0.01Hz，而且從根本上解決了模擬設(shè)定電路的溫度漂移問(wèn)題。在調(diào)試和生產(chǎn)運(yùn)行中證明了這一點(diǎn)。

系統(tǒng)的所有操作，即變頻器的啟動(dòng)、停止，包括現(xiàn)場(chǎng)的低速、高速信號(hào)和系統(tǒng)間的連鎖信號(hào)與儀表系統(tǒng)的信號(hào)控制、主臺(tái)與備臺(tái)的切換邏輯連鎖，全部用1臺(tái)PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)，大大簡(jiǎn)化了外部接線，省去了所有的中間繼電器，從而大大提高了系統(tǒng)的可靠性，因?yàn)镻LC的所有輸入、輸出均有指示，也為系統(tǒng)的維護(hù)帶來(lái)很多便利條件。

以主臺(tái)與備臺(tái)的切換舉例，原系統(tǒng)在主備臺(tái)切換時(shí)，有專用的切換控制柜，在切換柜上完成主回路的切換，有一批中間繼電器完成相應(yīng)的邏輯連鎖。變頻器的模擬設(shè)定等信號(hào)要靠接插件改變連接來(lái)實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)在的系統(tǒng)只要一只轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，就可將主回路的切換和控制回路、設(shè)定電路的所有信號(hào)的切換工作完成，中間邏輯、連鎖邏輯完全由PLC的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而大大簡(jiǎn)化了切換操作，提高了切換速度，降低了故障率。

4切斷機(jī)

儀征化纖工業(yè)聯(lián)合公司滌綸四廠紡絲車間切斷機(jī)為20世紀(jì)80年代引進(jìn)德國(guó)產(chǎn)品，屬雙閉環(huán)直流調(diào)速控制，投產(chǎn)以來(lái)，逐漸暴露一點(diǎn)問(wèn)題，不能適應(yīng)“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”的要求，其問(wèn)題是:

(1)系統(tǒng)振蕩?？刂葡到y(tǒng)屬于雙閉環(huán)直流調(diào)速，對(duì)速度環(huán)，電流環(huán)和反饋等參數(shù)的調(diào)整配合要求相當(dāng)高。稍有參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，反饋信號(hào)干擾，就會(huì)產(chǎn)生切斷機(jī)刀盤(pán)振蕩，造成切絲長(zhǎng)度不等，機(jī)械齒輪磨損等，嚴(yán)重影響紡絲的正常運(yùn)行。

(1)插卡故障高。由于該系統(tǒng)由兩組可控硅實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，現(xiàn)場(chǎng)操作正、反轉(zhuǎn)頻繁，系統(tǒng)經(jīng)常在兩個(gè)象限間變化，因而封鎖邏輯功能負(fù)擔(dān)很重。在使用過(guò)程中，曾出現(xiàn)封鎖邏輯損壞現(xiàn)象。

(3)制動(dòng)抱閘卡死。系統(tǒng)制動(dòng)部分采用電磁抱閘原理。實(shí)際運(yùn)行中，啟停車相當(dāng)頻繁，而制動(dòng)單元摩擦片極易損壞并卡死，現(xiàn)場(chǎng)條件又使得換卸工作相當(dāng)不便，這種類型故障往往需相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間才能修復(fù)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

(4)電機(jī)碳刷磨損快、火花大。直流電機(jī)及測(cè)速發(fā)電機(jī)碳刷磨損快，經(jīng)常造成火花增大，從而使系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性降低，并增加了日常工作的維護(hù)量。

為此，1993年在深圳華能的配合下，對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了改造，設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)如下:

4.1新系統(tǒng)的特點(diǎn)

(1)在新系統(tǒng)中，核心環(huán)節(jié)變頻單元，選擇了具有90年代水平日本富士公司生產(chǎn)的FRN5000G7S系列變頻器，該變頻器控制器采用了雙16位CPU，并具有高速轉(zhuǎn)矩限定，轉(zhuǎn)差率補(bǔ)償控制等特殊功能。對(duì)中心環(huán)節(jié)-信號(hào)處理單元，選擇了具有90年代先進(jìn)水平的可編程控制器。

(2)新系統(tǒng)中采用了微處理機(jī)，增加了全工藝流程顯示功能，一旦出現(xiàn)故障，馬上能采取相應(yīng)的處理手段，充分利用富士變頻器的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)輸出電流、輸出頻率(輸出轉(zhuǎn)速)都做了限定(并對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理)，從而提供了系統(tǒng)的可靠性。

(3)利用國(guó)產(chǎn)交流電機(jī)與系統(tǒng)配套，采用原系統(tǒng)中的產(chǎn)量顯示功能，可靠并降低了成本。

(4)由于富士變頻控制器、微處理機(jī)都具有計(jì)算機(jī)通訊接口，便于今后系統(tǒng)擴(kuò)充，系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。實(shí)踐證明，新設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是十分成功的。

4.2新系統(tǒng)的運(yùn)行效果

新系統(tǒng)于1993年3月制造完成，4月調(diào)試空運(yùn)成功。7月上機(jī)運(yùn)行，經(jīng)過(guò)5個(gè)月的運(yùn)行，證明其性能優(yōu)異，完全滿足工藝生產(chǎn)要求。運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，無(wú)任何故障出現(xiàn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，完全達(dá)到原系統(tǒng)的指標(biāo)，經(jīng)試用證明，新系統(tǒng)的運(yùn)行效果如下:

(1)該系統(tǒng)控制性能，產(chǎn)品適應(yīng)范圍(調(diào)速范圍)達(dá)到并超過(guò)了原德國(guó)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，切斷速度在原設(shè)計(jì)50~350m/min之內(nèi)系統(tǒng)控制穩(wěn)定，并根據(jù)工藝要求可調(diào)。

(2)新系統(tǒng)保護(hù)功能強(qiáng)(13種)，并具有故障記憶、自診斷、顯示功能。對(duì)分析故障及解決問(wèn)題提供了強(qiáng)有力的手段。

(3)調(diào)試簡(jiǎn)單。新系統(tǒng)所有參數(shù)的設(shè)定及修改均由面板的主鍵盤(pán)來(lái)完成。與以前的系統(tǒng)相比，大大縮短了時(shí)間，簡(jiǎn)化了調(diào)整方法，使其更易掌握。

(4)新系統(tǒng)中采用的變頻器具有很多獨(dú)特的、有實(shí)用價(jià)值的功能。如高速轉(zhuǎn)矩的計(jì)算、轉(zhuǎn)矩的限定、電流限定等功能。這些特性保證了新系統(tǒng)的性能優(yōu)異。

(5)新系統(tǒng)功率因數(shù)高，諧波成分小。因?yàn)橄到y(tǒng)中變頻器整流側(cè)采用的二極管橋，因此實(shí)測(cè)功率因數(shù)都很高，均在0.95以上，而原設(shè)計(jì)系統(tǒng)功率因數(shù)值僅在0.45~0.8之間。

(6)新系統(tǒng)有比較優(yōu)越的價(jià)格性能比，而且體積小，重量輕，更換方便。

(7)系統(tǒng)可靠性高。由于該系統(tǒng)采用交流電機(jī)，無(wú)滑環(huán)和炭刷、不可能打火和更換，提高了設(shè)備可靠性。

(8)提高生產(chǎn)效益。原切斷機(jī)投產(chǎn)以來(lái)，累計(jì)故障停產(chǎn)50次，每次平均1.5天。

(9)電控系統(tǒng)比較如表2所示。

5長(zhǎng)絲高速紡

天津石油化工廠高速紡螺桿擠壓機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是80年代由日本引進(jìn)的。經(jīng)過(guò)幾年來(lái)(特別是近年來(lái))的運(yùn)行，逐漸暴露出了問(wèn)題。

(1)不適應(yīng)符合品種大范圍變化的需求，生產(chǎn)過(guò)程中時(shí)有跳閘現(xiàn)象出現(xiàn)(先天存在)。據(jù)開(kāi)車6年來(lái)統(tǒng)計(jì)，每年均在十次以上(90、91年多達(dá)40次/年以上)，嚴(yán)重影響了紡機(jī)的正常運(yùn)行。

(1)由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不良等原因，造成PG測(cè)速反饋環(huán)節(jié)故障而導(dǎo)致的螺桿擠壓機(jī)停車現(xiàn)象也屢有發(fā)生(開(kāi)車以來(lái)發(fā)生16起)。

(3)原裝置功率因數(shù)低，諧波成分高，對(duì)電網(wǎng)污染大。

(4)原裝置本身由于元器件等問(wèn)題，近年來(lái)也偶有故障發(fā)生，然而備件供應(yīng)困難、周期長(zhǎng)(要2年左右)，價(jià)格高(一套控制板要13萬(wàn)元人民幣左右)，因此這一環(huán)節(jié)也直接影響了生產(chǎn)的穩(wěn)定。

5.1螺桿擠壓機(jī)的變頻改造

由于上述問(wèn)題的存在，從90年代開(kāi)始，被迫在部分螺桿擠壓機(jī)上采取了減位生產(chǎn)等措施。僅此一項(xiàng)每年就使該廠損失利稅數(shù)百萬(wàn)元以上。

據(jù)此原因，該廠會(huì)同深圳華能公司對(duì)POY螺桿擠壓機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行改造。

(1)在新系統(tǒng)中，核心環(huán)節(jié)-變頻單元，我們選擇了90年代水平，日本富士公司生產(chǎn)的FRN5000G7-4系列變頻器。該變頻器控制回路采用雙十六位CPU，控制采用磁通控制SPWM模式，并具有高速轉(zhuǎn)矩限定、轉(zhuǎn)差頻率補(bǔ)償控制等特殊功能。

(2)新系統(tǒng)中壓力調(diào)節(jié)部分仍采用了原裝置中的智能化壓力調(diào)節(jié)器(型號(hào):SLCD-120*B〈日本YEW公司產(chǎn)〉)。

(3)利用FRNIC5000G/P7系統(tǒng)變頻器特有的轉(zhuǎn)差補(bǔ)償控制功能，去掉PG測(cè)速反饋環(huán)節(jié)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。

(4)該系統(tǒng)控制性能，產(chǎn)品適應(yīng)范圍(調(diào)速范圍)達(dá)到并超過(guò)了原日方設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)在生產(chǎn)250dtex(最大規(guī)格品種)poy絲時(shí)，喉部壓力可保證在＋(－)0.5Mpa之內(nèi)。這小于工藝允許壓力偏差值，而調(diào)速范圍可達(dá)原系統(tǒng)的數(shù)倍以上。

(5)新系統(tǒng)保護(hù)功能強(qiáng)(13種)并具有故障記憶及自診斷功能。一旦變頻器出現(xiàn)問(wèn)題，這對(duì)分析故障及解決問(wèn)題提供了強(qiáng)有力的手段。

(6)調(diào)試簡(jiǎn)單:新系統(tǒng)所有參數(shù)的設(shè)定及修改均由面板上的鍵盤(pán)來(lái)完成。較以前的系統(tǒng)，大大縮短了調(diào)整時(shí)間，簡(jiǎn)化了調(diào)整方法，使一般人更易掌握。

(7)新系統(tǒng)中采用的變頻器具有很多獨(dú)特的、有實(shí)用價(jià)值的功能。如:高速轉(zhuǎn)矩計(jì)算、轉(zhuǎn)矩限定、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償控制、電流限定等功能。這些特性，保證了新系統(tǒng)的優(yōu)異性能。

(8)新系統(tǒng)功率因數(shù)高，諧波成分小。因?yàn)橄到y(tǒng)中變頻器整流側(cè)采用的二極管橋，因此實(shí)測(cè)功率因數(shù)很高，均在0.97以上，而日方設(shè)計(jì)系統(tǒng)cosφ值在0.4-0.8之間。表3是3臺(tái)螺桿機(jī)實(shí)測(cè)值:

(9)新系統(tǒng)有比較優(yōu)越的價(jià)格性能比，且體積小、重量輕、更換方便。

(10)系統(tǒng)可靠性高。由于系統(tǒng)采用GTR元件只有一個(gè)功率控制級(jí)，因此可靠性能大大提高(原系統(tǒng)有整流、逆變兩個(gè)功率控制級(jí))。

－)1Mpa≤＋(－)0.5Mpa

5控制電路型式數(shù)-?；旌想pCPU全數(shù)字化

6控制功能實(shí)現(xiàn)硬件編碼設(shè)定(軟件)

7電流波形階梯波接近正弦波

8速度環(huán)有無(wú)

9轉(zhuǎn)矩限定功能無(wú)有

10調(diào)整方式電位器鍵盤(pán)輸入

11保護(hù)功能5種13種(故障記憶)

12通訊功能無(wú)RS232C串行接口

13擴(kuò)展不方便5種標(biāo)準(zhǔn)選擇、方便

14電流檢測(cè)CT霍耳元件

15顯示LED燈顯示數(shù)顯

16容量44KVA60KVA

17價(jià)格(萬(wàn)元)726.1

6卷繞機(jī)

天津石化公司長(zhǎng)絲廠1985年引進(jìn)全套日本帝人公司POY紡絲設(shè)備，電氣調(diào)速系統(tǒng)采用變頻器集中控制，其中卷繞機(jī)使用FRNIC-1000可控硅電壓型變頻器。

6.1原系統(tǒng)的主要特點(diǎn):

(1)主件開(kāi)關(guān)速度慢

(2)輸出波形不好

(3)變頻器設(shè)計(jì)復(fù)雜，故障率較高

(4)用集中控制，一臺(tái)變頻器帶幾十臺(tái)卷繞機(jī)，若某一臺(tái)卷繞機(jī)出現(xiàn)故障或操作不當(dāng)都可能使變頻器跳閘，易使故障擴(kuò)大，這種故障每年發(fā)生10次左右，并逐年增加。

(5)卷繞機(jī)使用的電動(dòng)機(jī)是特殊電機(jī)，起動(dòng)電流是運(yùn)行電流的15倍左右，頻繁起動(dòng)容易燒毀電機(jī)。

(6)鋸齒波發(fā)生器是模擬量控制，控制精度低、溫漂大、抗干擾差。

基于以上原因，1996年初決定對(duì)原集中變頻系統(tǒng)進(jìn)行改造，雙方工程技術(shù)人員經(jīng)過(guò)試驗(yàn)分析，選用了在國(guó)際上較先進(jìn)的日本明電舍VT210S具有卷繞機(jī)要求的擺頻功能系列變頻器。

6.2變頻改造后的系統(tǒng)特點(diǎn)

(1)頻率精度較高，數(shù)字設(shè)定±0.01%，適合紡絲生產(chǎn)要求;

(2)抗干擾能力較強(qiáng)，而對(duì)其他電氣設(shè)備干擾小;

(3)故障診斷功能強(qiáng):23種代碼分別代表過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱、過(guò)載、I/O、接地、CPU等等。對(duì)故障狀態(tài)下的電流、頻率都有記載，便于故障分析和處理。

(4)內(nèi)部輸入/輸出信號(hào)，既有RY接點(diǎn)繼電器輸出，又有集電極開(kāi)路輸出;

(5)變頻器具有往復(fù)運(yùn)行方式功能，適合紡織機(jī)械要求橫動(dòng)速度反復(fù)變化的需要，不用另加鋸齒波信號(hào)源:

改造后的變頻器的負(fù)載運(yùn)行測(cè)試數(shù)據(jù)如表5所示。

注:FR為磨擦輥電機(jī)，TR為橫動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

以上數(shù)據(jù)看出采用明電舍210S型變頻器做卷繞機(jī)單臺(tái)控制后電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流明顯減小，實(shí)現(xiàn)了所謂的“軟”起動(dòng)，與改造前起動(dòng)電流50A比較，沖擊電流見(jiàn)效80%。

設(shè)備投入運(yùn)行以來(lái)，沒(méi)有一臺(tái)卷繞機(jī)電動(dòng)機(jī)燒毀，過(guò)去平均每月要燒毀電動(dòng)機(jī)1.5-2臺(tái)。

改造后擺頻部分的工藝參數(shù)可以用數(shù)字量精確控制，使產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量大幅度提高。

48臺(tái)卷繞機(jī)變頻系統(tǒng)由“集中”變頻控制改造成“單臺(tái)”變頻控制后，穩(wěn)定了工藝，不到一年即收回改造投資，改造非常成功，為該廠提高產(chǎn)品質(zhì)量和增加產(chǎn)品產(chǎn)量打下基礎(chǔ)。

7聚酯生產(chǎn)線

聚酯生產(chǎn)是連續(xù)的過(guò)程，我國(guó)的聚酯生產(chǎn)裝置最初是從國(guó)外成套引進(jìn)，最近幾年由于擴(kuò)容，多數(shù)由國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)并購(gòu)國(guó)內(nèi)設(shè)備來(lái)完成增容改造。我公司參加并完成如遼化聚酯廠和浙化聯(lián)聚酯裝置的改造，由于均選用進(jìn)口變頻器，低壓開(kāi)關(guān)，接觸器等。既保證了設(shè)備可靠性，又降低了設(shè)備成本。

聚酯生產(chǎn)中，有調(diào)速要求的有漿料輸送泵電機(jī)、預(yù)聚反應(yīng)器攪拌器電機(jī)、預(yù)聚物輸送泵電機(jī)、后縮聚反應(yīng)器攪拌器入口電機(jī)、后縮聚反應(yīng)器攪拌器出口電機(jī)、熔體輸送泵電機(jī)、消光劑輸送泵電機(jī)等。聚酯生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)連續(xù)的、自動(dòng)化的過(guò)程，裝置由DCS(集散控制系統(tǒng))系統(tǒng)集中監(jiān)控，各個(gè)傳動(dòng)部位接收來(lái)自DCS的控制指令并回饋相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)給DCS系統(tǒng)。

一般情況下不允許其中某個(gè)環(huán)節(jié)突然中斷，一旦發(fā)生較長(zhǎng)時(shí)間的中斷可能導(dǎo)致巨額的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在有可能的部位，管道設(shè)計(jì)成兩個(gè)通路，每個(gè)通路設(shè)有傳動(dòng)裝置，可以互為備用，也可同時(shí)工作。后縮聚反應(yīng)器攪拌器出入口電機(jī)對(duì)連續(xù)工作的要求更高，由于該部位電機(jī)本身無(wú)法備份，對(duì)變頻器的可靠性要求就大大提高，因此一般要求變頻器設(shè)置二套互為備用，在運(yùn)行變頻器出現(xiàn)故障情況下備用變頻器應(yīng)能盡快投入運(yùn)行，保證連續(xù)生產(chǎn)的需要。

由于聚酯生產(chǎn)裝置對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性要求較高，滿足電機(jī)的在線啟動(dòng)，重載啟動(dòng)功能及較強(qiáng)的通訊擴(kuò)展功能，我們采用德國(guó)西門(mén)子變頻器及日本富士變頻器。

聚酯變頻器調(diào)速系統(tǒng)的一次回路構(gòu)成如圖1所示。

由于一套裝置中采用了較多的變頻器，因此變頻器產(chǎn)生的諧波問(wèn)題就比較突出。為此在變頻器輸入側(cè)和輸出側(cè)均安裝了交流電抗器。輸入電抗器主要起抑制諧波對(duì)電網(wǎng)的污染并有效地改善功率因數(shù)的作用。輸出側(cè)電抗器則主要起抑制高次諧波的作用。變頻器輸出電壓中包含的高次諧波有兩個(gè)不利的影響:一是干擾弱電控制系統(tǒng)，二是在較長(zhǎng)的電纜中產(chǎn)生漏電流，這個(gè)漏電流有時(shí)足以使變頻器和計(jì)算機(jī)無(wú)法工作。在沒(méi)有輸出濾波電抗器情況下，電機(jī)與變頻器之間的最大允許導(dǎo)線長(zhǎng)度在100米左右，而使用輸出濾波電抗器時(shí)這個(gè)長(zhǎng)度可以達(dá)到600~800米。由于聚酯生產(chǎn)裝置往往比較龐大，電機(jī)與變頻器之間的距離都比較遠(yuǎn)，所以為了保險(xiǎn)起見(jiàn)需加裝電抗器。另外，輸出電抗器對(duì)保護(hù)電機(jī)絕緣也有好處。

上述一次線路構(gòu)成適用于漿料輸送泵、預(yù)聚物輸送泵、熔體輸送泵、消光劑輸送泵、預(yù)聚反應(yīng)器攪拌器電機(jī)等的變頻驅(qū)動(dòng)。對(duì)于后縮聚反應(yīng)器攪拌器出/入口電機(jī)的變頻驅(qū)動(dòng)來(lái)說(shuō)，由于電機(jī)無(wú)法備用設(shè)置，為了提高可靠性，采用兩套變頻器互為備用的方式，其一次線路圖如圖2。

這樣設(shè)計(jì)的調(diào)速系統(tǒng)，在遼化、浙化聯(lián)運(yùn)行的都很成功，達(dá)到了工藝要求和增容的目標(biāo)。同國(guó)外進(jìn)口的聚酯裝置相比，有如下的特點(diǎn):

(1)可靠性、實(shí)用性高于原進(jìn)口設(shè)備。由于是國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)，目的性明確，且設(shè)備均選用國(guó)外最先進(jìn)的變頻器和低壓電器，因而在可靠性、實(shí)用性方面都要優(yōu)于原進(jìn)口設(shè)備。

(2)工藝連續(xù)性優(yōu)于原進(jìn)口設(shè)備。原進(jìn)口設(shè)備的不足之處，實(shí)用后做了改進(jìn)，在我們改造中體現(xiàn)出來(lái)，更為實(shí)用。

(3)造價(jià)僅為原進(jìn)口的1/3。

8粘膠長(zhǎng)絲靜變頻電源

粘膠長(zhǎng)絲是以棉籽等做原料的非常受歡迎的化纖產(chǎn)品，出口很多。

粘膠纖維行業(yè)紡絲設(shè)備多數(shù)是高速電機(jī)，眾多的紡錠電機(jī)為150Hz/160V。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)粘膠行業(yè)一直使用電動(dòng)-發(fā)電機(jī)組中頻電源供電，稱動(dòng)變頻。由于這種方法弊病太多，而逐步采用交流變頻電源供電，稱靜變頻。我公司首先為邵陽(yáng)化纖廠提供8套150HZ/160V160KW靜變頻電源;接著為吉林化纖廠提供25套150HZ/160V200kW;湖北化纖廠14套;九江化纖廠12套;宜賓化纖廠7套;維坊巨龍化纖廠16套靜變頻電源，均采用日本富士變頻器。邵陽(yáng)化纖廠是我國(guó)粘膠行業(yè)最早自行應(yīng)用靜變頻的廠家，8臺(tái)160kW變頻器分二組供電(每組一臺(tái)備用)。自1992年12月生產(chǎn)以來(lái)，比動(dòng)變頻有明顯優(yōu)勢(shì)。

(1)可靠。運(yùn)行多年，未發(fā)生故障跳閘。

(2)運(yùn)行穩(wěn)定，電壓、頻率波動(dòng)極小。

(3)調(diào)頻方便，為工廠生產(chǎn)不同捻度的絲餅創(chuàng)造了條件。

(4)噪音小，改善了操作人員的環(huán)境

(5)提高了產(chǎn)品質(zhì)量。該廠一期工程(采用動(dòng)變頻供電)，粘膠長(zhǎng)絲合格率僅55.1%，一等品合格率為零，二等品合格率20%。而二期工程(采用靜變頻供電)平均合格率98.12%，一等品合格率為88.7%。

(6)增加了產(chǎn)量。一期工程設(shè)計(jì)能力2000噸/年，試生產(chǎn)半年，產(chǎn)量?jī)H365.53噸，而二期工程設(shè)計(jì)能力1000噸/年，試生產(chǎn)半年，生產(chǎn)長(zhǎng)絲685.25噸，大大超過(guò)設(shè)計(jì)能力。

(7)節(jié)電13%。

由于靜變頻電源給企業(yè)帶來(lái)頗豐的利益，優(yōu)質(zhì)、增產(chǎn)、節(jié)能、降耗、降噪聲。全國(guó)15家粘膠長(zhǎng)絲生產(chǎn)廠，基本上淘汰了動(dòng)變頻設(shè)備，而選擇了靜變頻電源。

參考文獻(xiàn)

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篇（9）

2技術(shù)改造實(shí)施方案

空壓機(jī)組控制系統(tǒng)如圖1所示，包括工控機(jī)（上位機(jī)）系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)（集控柜）、壓力、溫度傳感器、高壓變頻控制系統(tǒng)、高壓切換系統(tǒng)等。（1）新建集中控制系統(tǒng)，在空壓機(jī)房安裝集中控制柜、監(jiān)視操作用工控計(jì)算機(jī)（上位機(jī)）。其主要完成空氣壓縮機(jī)組遠(yuǎn)程參數(shù)的監(jiān)視、控制、運(yùn)行參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)曲線、歷史報(bào)表查詢及其他數(shù)據(jù)的處理等功能。選用ACS4000型集控柜：由電源開(kāi)關(guān)及熔斷器、觸摸顯示屏、PLC控制器、輸出繼電器、24V直流電源、通訊轉(zhuǎn)換模塊、指示及報(bào)警裝置等組成。高壓變頻器、高壓?jiǎn)?dòng)柜、空氣壓縮機(jī)與集控柜通訊模塊通過(guò)通訊電纜進(jìn)行通訊，將空壓機(jī)運(yùn)行、變頻器運(yùn)行參數(shù)、高壓?jiǎn)?dòng)柜電壓、電流、儲(chǔ)氣罐溫度傳輸?shù)郊毓襁M(jìn)行數(shù)據(jù)處理、顯示。根據(jù)運(yùn)算數(shù)據(jù)控制空壓機(jī)與變頻器運(yùn)行。運(yùn)行狀況及各種參數(shù)、數(shù)據(jù)在上位機(jī)上顯示。（2）在主供風(fēng)管路上安裝壓力變送器。主要是檢測(cè)供風(fēng)出口壓力并把壓力信號(hào)傳輸給集控柜PLC，PLC運(yùn)算后根據(jù)總管壓力和空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)智能地控制變頻器的運(yùn)行頻率，從而達(dá)到根據(jù)設(shè)定壓力范圍來(lái)控制空壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的目的。（3）增設(shè)高壓變頻器，控制空壓機(jī)在需要的工況下運(yùn)行。（4）增設(shè)高壓切換柜，如圖2所示，內(nèi)裝4臺(tái)高壓真空接觸器，與空氣壓縮機(jī)高壓?jiǎn)?dòng)柜一一對(duì)應(yīng)，并相互閉鎖，達(dá)到有選擇性地控制空壓機(jī)在變頻狀態(tài)下運(yùn)行的目的。（5）空壓機(jī)組控制。1）每臺(tái)空壓機(jī)啟動(dòng)、停止、變頻狀態(tài)下運(yùn)行均由PLC控制，PLC內(nèi)設(shè)空壓機(jī)運(yùn)行程序。2）工作方式設(shè)定為5種：就地啟動(dòng)／停止、遠(yuǎn)程啟動(dòng)／停止、緊急停機(jī)、聯(lián)機(jī)控制、單臺(tái)控制。3）風(fēng)壓設(shè)定：5．5～6．2kg／cm2；空壓機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍：電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的60％～100％。4）空壓機(jī)啟動(dòng)停止全部由PLC程序控制?？諌簷C(jī)運(yùn)行規(guī)定，連續(xù)運(yùn)行不得超過(guò)72h，按照空壓機(jī)編號(hào)設(shè)定主機(jī)1、主機(jī)2、主機(jī)3、主機(jī)4，程序控制每72h更換一次主機(jī)，輔機(jī)每24h更換一次。主機(jī)、輔機(jī)分別在工頻、變頻狀態(tài)下運(yùn)行。變頻頻率達(dá)到50Hz、10min內(nèi)風(fēng)壓達(dá)不到設(shè)定值，該臺(tái)空壓機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，同時(shí)啟動(dòng)第3臺(tái)空壓機(jī)變頻運(yùn)行，以控制風(fēng)壓穩(wěn)定?？諌簷C(jī)變頻方式運(yùn)行頻率30Hz及以下達(dá)10min以上時(shí)，該臺(tái)空壓機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行，同時(shí)原輔機(jī)或主機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)為變頻方式運(yùn)行。

3技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點(diǎn)

（1）工頻、變頻狀態(tài)下空壓機(jī)運(yùn)行曲線的智能擬合。（2）ACS400集控系統(tǒng)、高壓變頻的配合控制。（3）變頻方式與工頻方式轉(zhuǎn)換控制。（4）主機(jī)、輔機(jī)按時(shí)切換控制。

4經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益分析

2011年1月系統(tǒng)改造完成并投入工業(yè)性運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)空壓機(jī)組聯(lián)動(dòng)控制，運(yùn)行狀況良好。（1）節(jié)能降耗效果顯著：通過(guò)實(shí)際測(cè)定，技術(shù)改造后比原運(yùn)行方式節(jié)能13％～15％，年節(jié)電耗43．2萬(wàn)kW•h，約21．6萬(wàn)元，節(jié)能效果明顯。（2）實(shí)現(xiàn)了大型設(shè)備車間真正無(wú)人值守。機(jī)組自動(dòng)24h穩(wěn)定高效運(yùn)行，減少操作人員9人，年可節(jié)約人工費(fèi)用54萬(wàn)元。（3）穩(wěn)定的壓力輸出，減少了對(duì)生產(chǎn)的影響，為礦井安全生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。（4）維護(hù)量小，運(yùn)行效率高。集控系統(tǒng)及變頻的投入運(yùn)行減少了空壓機(jī)配件的磨損，延長(zhǎng)了電機(jī)及空壓機(jī)的使用壽命，年可維修及配件費(fèi)用可減少10余萬(wàn)元。（5）實(shí)時(shí)設(shè)備運(yùn)行狀況，便于人員觀察和及時(shí)掌握，發(fā)生異常及時(shí)處理，避免機(jī)械事故的發(fā)生。（6）采用變頻控制，實(shí)測(cè)減少噪聲15dB，減少噪聲污染。

篇（10）

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，變頻節(jié)能技術(shù)是指一種利用科技手段及設(shè)備實(shí)現(xiàn)電流頻率改變的技術(shù)。其中，負(fù)責(zé)控制電頻頻率的設(shè)備叫做變頻器，變頻器的構(gòu)成比較復(fù)雜，主要由電源板、電極電容、控制面板及鍵盤(pán)等部件組成，通過(guò)這些部件的有效結(jié)合，能夠使電動(dòng)機(jī)在最節(jié)能的狀態(tài)下運(yùn)行。傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備中的電流頻率是不可改變的，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，其轉(zhuǎn)數(shù)也不能改變和控制，這就導(dǎo)致其設(shè)備長(zhǎng)期處于恒定運(yùn)行狀態(tài)，這樣不能因地制宜地改變轉(zhuǎn)速，不但使設(shè)備的使用壽命大大縮短，而且還會(huì)造成大量的能源消耗。隨著變頻節(jié)能技術(shù)的出現(xiàn)，機(jī)電設(shè)備的這一缺陷得到了很大改善。將變頻節(jié)能技術(shù)運(yùn)用到機(jī)電設(shè)備中，不但能夠改變機(jī)電設(shè)備的靈活性，還可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要調(diào)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)節(jié)約能源，這樣就能夠大大增加設(shè)備的使用年限和減少能源消耗。

1.2變頻節(jié)能技術(shù)的基本原理

變頻器的工作原理可以簡(jiǎn)單概括為“交—直—交”工作方式，變頻器是通過(guò)整流器將工頻交流電源轉(zhuǎn)化成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)化成頻率和電壓可以控制的交流電，最后再供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的工作電路主要由以下四部分組成：整流部分、直流環(huán)節(jié)部分、逆變部分、控制部分。其中整流部分主要應(yīng)用的是三相橋式不可控整流器；直流環(huán)節(jié)部分主要是用來(lái)濾波，直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率的；逆變部分主要采用的是IGBT三相橋式逆變器，它輸出的為脈沖寬度可以調(diào)制的波形（PWM），它在整個(gè)變頻器中起到了至關(guān)重要的作用，也是變頻器的核心技術(shù)。變頻節(jié)能技術(shù)實(shí)際上是通過(guò)變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到節(jié)能效果的。

2變頻節(jié)能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

變頻節(jié)能技術(shù)是隨著當(dāng)今時(shí)代信息技術(shù)的迅速發(fā)展及節(jié)能理念的不斷推廣，才逐漸被應(yīng)用于各類煤礦機(jī)電設(shè)備當(dāng)中的，例如采煤機(jī)、礦井提升機(jī)、皮帶輸送機(jī)及流體負(fù)荷設(shè)備等，都在運(yùn)用變頻節(jié)能技術(shù)。經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的煤礦機(jī)電設(shè)備相比，應(yīng)用了變頻節(jié)能技術(shù)的機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率得到了大大提高、能源消耗量大大減少，且維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用也大大降低，總體來(lái)看，其使得煤礦產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到了顯著提升。由此可以證明，變頻節(jié)能技術(shù)確實(shí)能夠有效改善傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的一些性能。變頻節(jié)能技術(shù)將傳統(tǒng)煤礦機(jī)電設(shè)備中的交流電的固定頻率轉(zhuǎn)化成為了一種變動(dòng)資源，其具有以下四點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：首先，變頻節(jié)能技術(shù)的功率器件是使用的智能功率模塊IPM，這種功率模塊是在GTRIGBT的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)功率的變頻；其次，變頻節(jié)能技術(shù)改進(jìn)了壓頻比的控制方式，使其控制理論得到了進(jìn)一步革新，也即是采用直接轉(zhuǎn)矩控制和矢量控制的方式來(lái)擴(kuò)展了自身技術(shù)的應(yīng)用范圍；再次，變頻節(jié)能技術(shù)采用了創(chuàng)新的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及模糊自優(yōu)化控制技術(shù)，從而更加集中了自身的集成系統(tǒng)，并將原來(lái)單一的數(shù)字信息處理技術(shù)發(fā)展成為了先進(jìn)的專用集成電路；最后，變頻節(jié)能技術(shù)的綜合應(yīng)用范圍也正在越擴(kuò)越大，如今的變頻節(jié)能技術(shù)不僅擁有基本的調(diào)速功能，更具備通信、編程序參數(shù)辨識(shí)等功能。

3煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

從變頻節(jié)能技術(shù)的出現(xiàn)到如今的迅速發(fā)展，其在節(jié)能和安全等方面的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越顯著。目前，變頻節(jié)能技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)煤礦機(jī)電設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用，以下筆者就來(lái)詳細(xì)介紹變頻節(jié)能技術(shù)在采煤機(jī)、礦井提升機(jī)、皮帶輸送機(jī)及流體負(fù)荷設(shè)備等主要煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用。

3.1變頻節(jié)能技術(shù)在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用

礦井提升機(jī)在煤礦生產(chǎn)中的條件比較復(fù)雜，大多數(shù)礦井提升機(jī)都是在非常惡劣和繁重的環(huán)境下運(yùn)作的，因此這就對(duì)其性能和質(zhì)量提出了較高的要求。在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，礦井提升機(jī)往往需要反復(fù)啟動(dòng)與操作，其中調(diào)速任務(wù)有很多，并且比較容易引發(fā)設(shè)備故障，從而對(duì)煤礦的正常生產(chǎn)產(chǎn)生較大的不利影響。而隨著變頻節(jié)能技術(shù)被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于礦井提升機(jī)中，其在進(jìn)一步提升礦井提升機(jī)工作效益的同時(shí)，還對(duì)其起到了一定的保護(hù)作用。利用了變頻節(jié)能技術(shù)的礦井提升機(jī)，能夠在內(nèi)部軟件的輔助下更高質(zhì)量和更快速度地完成工作任務(wù)，并且其運(yùn)行能耗也比原來(lái)大大減少，尤其節(jié)約了大量的電能。目前，科研人員又研究出了一種專門(mén)用于礦井提升機(jī)的風(fēng)光提升機(jī)變頻器，其具有很高的兼容性，能夠強(qiáng)化礦井提升機(jī)的性能。如圖1所示，就是利用變頻節(jié)能技術(shù)的礦井提升機(jī)的系統(tǒng)，變頻裝置替換掉復(fù)雜的串聯(lián)電阻切換裝置，并完成提升機(jī)運(yùn)行速度曲線、轉(zhuǎn)矩大小的要求，極大地使控制操作流程得到簡(jiǎn)化，提高控制精度。

3.2變頻節(jié)能技術(shù)在皮帶輸送機(jī)中的應(yīng)用

由于皮帶輸送機(jī)具有功率大、電壓高等特點(diǎn)，因此其在煤礦生產(chǎn)中具有很重要的作用，甚至可以說(shuō)是整個(gè)煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的咽喉。所以，皮帶輸送機(jī)的性能和質(zhì)量必須要達(dá)到要求，要能夠保障煤礦生產(chǎn)的正常進(jìn)行。通常情況下，皮帶輸送機(jī)在輕載或空載的情況下仍然是處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的，這無(wú)疑大大損耗了不必要的電能，造成了極大的能源浪費(fèi)；另外，一些皮帶輸送機(jī)所使用的軟啟動(dòng)裝置是液力耦合器，其非常容易發(fā)生電機(jī)失控，從而造成設(shè)備損壞。變頻節(jié)能技術(shù)的出現(xiàn)很好地解決了這一問(wèn)題，其能夠有效保護(hù)皮帶輸送機(jī)不被損壞，大大減少了電機(jī)失控情況的發(fā)生，并且還能夠提高輸送機(jī)的工作效率，使其更加節(jié)能高效。以爬坡皮帶輸送機(jī)為例，采用GI800變頻器控制，由一臺(tái)交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其變頻器通過(guò)外部電位器設(shè)定值與皮帶電子稱實(shí)時(shí)測(cè)量信號(hào)相加，作為初級(jí)給定信號(hào)，并通過(guò)濾波、PID、限幅等處理后作為實(shí)際頻率控制給定值信號(hào)，實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)皮帶走速控制和調(diào)節(jié)，達(dá)到根據(jù)輸送機(jī)皮帶上實(shí)際料量大小自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的目的。