变频电机范文1
提高工作效率变频器的基本工作原理就是通过半导体元器件将工频电流信号转变成其他频率信号，使交流电转换成直流电，之后通过逆变器实现对电流与电压的调节与控制，使煤矿机械设备实现调速运转，简而言之也就是“交—直—交”的转换过程。在这个过程中，频比控制模式起着极其重要的作用。机电设备的转速和电源输入频率呈正相关关系，通过调节、控制电源频率，可以达到调整机电设备转速的目的。根据这一原理，可以改进压频比控制模式，在煤矿机电设备运转过程中逐渐加大变频功率，同时辅之以先进的操作控制系统，从而在一定程度上提升煤矿机电设备的运行效率，具体如下：
（1）功率器件方面，智能功率模块（IPM）可以有效提高变频功率；
（2）压频比控制方式方面，目前转矩直接控制模式和矢量控制模式很好地拓宽了该技术的应用范围，已经在诸多企业获得了应用。
2根据负载合理选择
变频器与电机负载是选择变频器和电机时必须考量的因素，具体要求为：
（1）一般的恒转矩负载要求
变频器必须具备以下几个条件：过载能力较大；过载时间足够；具备较大的启动及转动转矩；具备恒定转矩特性。
（2）对于风机、泵类的负载
选择变频调速系统时需符合以下两个条件：设备经济性、可靠性较高，能够提供稳定的转速；可以针对机电设备的情况选择变频控制模式。
（3）对于恒功率负载
选择变频器时需符合以下两个条件：输出为定值控制；该变频器能够满足对其进行针对性设计的需求。因此，为了确保电机处于经济运行状态，必须根据负载的机械特性，选择合适的变频调速电机。而使用中的变频调速电机，要尽量避免长时间空载、轻载，同时要加强设备维护检修，使其保持在最佳工作状态，
3改进四象限变频器，提高煤矿机电设备的灵活性
采煤作业环境复杂多变，大量机电设备处于负荷频繁波动状态，这些因素给煤矿安全生产带来了很大困扰。当前煤矿机电设备采用四象变频器技术大大缓解了这个现象。四象限变频器将整流电路由原来的全波整流桥调整为由智能功率模块构成的可控整流桥，以便更好地完成采掘工作。四象限变频器与普通变频器的区别在于电机处于发电状态时，其逆变电路和整流电路将会发生互换，从而实现将电机所产生的电量输送至其他设备的目的。
3．1在采煤机中的应用
我国采煤机变频调速系统已由之前的“一拖二”改进为现在的“一拖一”。我国自主研发的采煤机已处于世界领先水平，例如采煤机ACS－800变频器，可以确保加速时不过流、减速时不过压。整个过程可根据电机功率进行计算，还能根据现场情况做适当调整，从而实现降低能耗、提升工作效率的目的。
3．2在提升机中的应用
在煤矿提升装置中应用时，普通变频器存在较大的弊端，问题主要在于电机制动产生的能量会过多消耗在电阻上。变频技术的创新，可以将电机处于二、四象限运行过程中发电产生的电能回馈给电网侧使用，从而让提升机实现匀速、加速工作与平稳启动、关闭，并借助数字控制系统有效提升工作效率，这对保障工作人员的人身安全起着重要作用。
3．3在胶带输送机中的应用
胶带输送机具有大功率、高电压等特点，主要通过胶带与轮毂之间的摩擦作用实现煤炭传送。可以采用变频节能技术对上山胶带输送机进行改造，原理和提升机相似，改造可以改变胶带输送机的启动模式，彻底实现软启动，让机电设备实现平稳运行。变频节能技术还能降低机电设备的发热量，在降低能耗的基础上延长胶带的使用寿命，最终提高胶带输送机的工作效率。
4使用变频技术改善各电路元件间的逻辑关系
优化电路变频器由键盘、电机、电源板、控制主板等构成，结构相对复杂。采用变频节能技术改善电路元件之间的逻辑关系，不仅可以优化电路，为煤矿机电设备提供适宜的运行环境，而且能够在一定程度上延长煤矿机电设备的使用寿命。变频节能技术实现这一功能的关键在于通过IGBT等功率开关器件以及PWM控制技术，实现从交流到直流再到交流的转换。变频器电路一般包括主电路和控制电路两个部分，主电路的正常运行需要控制信号配合。通常电压检测电路会设置一个电压上限值，如果检测到的直流母线电压超过该上限值，电压检测电路便向变频器发出控制信号，使变频器的过压保护启动。
5结语
变频电机范文2
Abstract： Starting with the existing problems of mine DC trolley electric locomotive， the article discussed the retrofit scheme of electric locomotive based on the direction of variable frequency speed regulating， and contrasted the DC rheostatic speed regulating electric locomotive with AC traction frequency control electric locomotive， and highlighted the performance and advantages of frequency control electric locomotive， so as to lay a good theoretical basis for the application of variable frequency electric locomotive in mine work.
关键词： 直流架线式电机车；问题；改造方案；交流变频调速电机车
Key words： DC trolley locomotive；problem；modification scheme；AC variable frequency speed regulating electric locomotive
中图分类号：U266.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）28-0067-02
0 引言
直流架线式电机车是矿井重要的运输设备，机车牵引电机通常采用一两台直流串激电动机作为牵引动力。为控制起动电流，初步起动时先以串联的方式连接两台电机，并将最大的起动限流电阻串联在回路上。启动后电机的转速逐步增加，操作者逐步切断电阻，再以并联的方式接入电机。此时一定要接入起动电阻，再逐步将电阻切断，当电阻完全切除时电机车便可全速运行。电机通过能耗制动，就是切断电机的工作电源，将其接成串激发电机然后将电阻以串联的方式接入。此时电机将电机车的惯转换为电能消耗在电阻上，电机车就能加速停车。制动力矩的调节可通过改变制动电阻阻值来实现。而通常都要借助控制器来切换各线路。控制器由主控制器鼓与换向两大元部件构成。电机车前后运行主要由换向鼓来操控。而两台电动机的串联或并联，电阻的接入与切换，以及电动机接成能耗制动的操作则要通过主控制器鼓来实现。但随着技术提升，交流变频调速系统越来越多的被应用到矿用电机车中。
1 直流架线式电机车存在的问题
①直流电动机构造复杂，制造成本高，不耐潮，而且转子上有线圈和易磨损的炭刷，运行时故障频出，备件和维修成本都较高；②通过司车头控制器的切换来调控速度，平滑性不好，而且仅能通过零档与1档的切换实现低速运行，触头烧蚀现象频繁出现，常常破坏生产秩序；③控制器接地或接触不良导致设备单机运行或出现电气制动失灵的问题，安全运行无保障；④电阻降压调速带电阻动行，电能消耗量大，节能效果差。
2 装置改造的必要性
井下作业环境比较特殊化，电机车没有好的运行环境，运行时电网电压往往出现大的波动，架线线路高低错落，致使受电弓子频繁跳动。铺设的运输铁轨低洼错落，而且回馈线电阻也会因铁轨接洽处处理不当而造成电阻阻值变大，线路的电压随着与变电站距离的拉大而逐渐减小。通常井下多弯道、漏斗和无电区，车斗只经过简单的连接，运行时发生碰撞产生较大的冲击力。这些都是直流架线式电机车井下运行所要面临的问题。为此可采取以下措施解决这些问题：①为控制改造时的成本投入比例，节省施工时间，经改造的电机车工作电源仍然在直流架线下工作，同时可根据原有尺寸安装三相交流电动机机座和机轮，允许互换安装；②为适应多弯道的井下作业，电机车经改造后最小牵引力可达到2.2KN；③在架线弓子瞬时断电时，恢复后能够迅速起动；④电机车经改造后，机车故障减少，稳定性有了保障，节省了一大笔维修费用；⑤备件消耗小，造价得到有效控制；⑥耗电量减少，节能效果良好。
3 改造方案的选择
最近几年，电力电子技术和PLC技术及IGBT功率期间迅速发展，变频调速技术作为交流电机重要的调速方式也取得了很大的进步。变频器的功能是调控交流电动机的转速。特别是直接转矩控制（DTC）变频器，其变频调速技术可以说首屈一指，是现阶段业界普遍认可的最佳调速方式，目前已广泛应用与电梯、造纸、冶金、港口机械和矿产等诸多行业。变频器的调速性能不必多说，相较于直流调阻电机车或直流斩波电机车来说，变频器显著的节能功效值得一提。
4 改造系统的原理
①系统组成。经改造的系统，原有的直流调阻系统DTC变频调速器所取代，三相交流异步电动机代替了原有的直流电动机。②系统原理。DTC变频调速技术，是通过空间电压矢量PWM直接控制磁链和转矩，确定逆变器的开关状态来实现的。异步电动机的转矩同逆变器输出电压矢量控制逆变器的开关策略通过开关信号选择单元给出，电动机的定子电流、母线电压同检测单元测出后经坐标变换器变换到模型所用的d-P坐标系下，再与转速信号一起作为电动机模型的输入，计算出磁链、转矩；将模型磁链幅值、转速值和转矩值与设定的输入量作比照后分别送至相应的调节器，经两点式调节输出相应的磁链和转矩开关量，这个量作为开关信号选择单元输入，以选择适当开关状态来完成直接转矩控制。它完全能够使三相鼠笼异步电动机达到和超过直流电动机的起动转矩零转速满转矩起动，转矩可达到150%以上，最大转矩为200%，可满足电机车在低速时的最大起动牵引力，使机车强劲有力，是目前最先进的交流异步电机的控制方式。这对井下环境恶省，轨道转弯多、弧度小非常有力。改造后的交流变频调速电机车采用结构简单、性能可靠的三相鼠笼异步电动机和节电显著的以英威腾GD300-22G变频调速器为主机的控制系统，与原有的电机车控制系统相比，具有牵引力大、运能高；安全性、操控性、舒适性大幅提高；维护费用低、无故障运行时间长；节能效果显著四大优点。新系统使机车牵引力可提高150-200%，实现无级调速，节能效果显著。3吨交流牵引力电机车改造完毕后，可达到5吨直流牵引力电机车的牵引力并实行节能与安全制动兼顾，节电效果比原配置直流系统高25-35%。
5 直流电阻调速电机车与交流牵引变频调速电机车比较
①司控器部分易损部件：司控器部分的年维修费用： 2000元/年。相比较：交流变频电机车，则没有这方面的维修量，节省了这方面的维修费用。②直流电机部分易损部件：直流电机部分的年维修费用：在1.5万元～2万元（包括大修转子）。相比较：交流变频电机车，交流电机的维修费用很小、维修量也小、使用寿命长、与直流电机比较价格低。③调速电阻器 直流电阻调速电机车制动部分年维修费用：（180×4）×6+700=5020元。相比较：交流变频调速电机车采用再生制动，基本不用手动制动。可以节省下这部分费用。
6 交流变频调速电机车与直流电机车相比较显著特点是节省能耗
①由于交流变频调速电机车采用的是DTC直接转矩控制，而电阻调速电机车利用（加、甩）电阻耗能进行调速，所以电阻调速电机车比交流变频调速电机车能耗要大35%左右。②交流变频调速电机车启动力矩大（可达到300%），直流电阻调速电机车启动力矩小（最高只能达到180%）。③交流变频调速电机车在上坡道可以任意停车再启动运行，下坡道可以设定任意速度行驶，避免了飞车。变频调速电机车可以在60‰的坡道上运行，而电阻调速直流电机车只能在小于11‰的坡道上运行。④直流电阻调速电机车，尤其在频繁启动（加、甩电阻换档）时，架线上的电能都在电阻上发热白白消耗掉了，而采用DTC控制的交流变频调速电机车则不存在这个问题。⑤从牵引力方面比较：电阻调速直流电机车特性软，交流变频调速电机车特性硬，相同黏着条件下直流牵引电机车牵引力小。
7 结论
①每台直流电阻调速电机车每年的耗材及维修费用大约是25000元（包括更换直流电机转子）。采用交流变频调速电机车节约电费大约50600元/年。②与直流电机车相比较，采用交流变频调速电机车。每年每台机车可以节约综合费用大约6万元左右。如果改造一台七吨电机车一次投资的费用一年半便可收回。
参考文献：
[1]孙杰华.牵引变电所直流系统故障分析和解决方法[J].黑龙江科技信息，2010（27）.
变频电机范文3
Abstract： The PROTOS70 cigarette-making machine is easy to operate and the quality of the cigarette quality is stable. But its masterdrive adopts Direct Current Governor System， which has complex structure and high failure rate. So it needs frequent maintenance. Under continuous running， the carbon brush is easy to wear， thus shortening its service life. But it is not convenient to change the brush. The machine often fails to work because of the wear of copper head. Besides， the DC motor and carbon brush are quite expensive and their delivery time is long. Based on the reasons above， the author decides to use AC speed control system to replace the original DC speed control masterdrive system. Practice shows that this technology is worth promoting.
关键词： 变频器；交流电机；PROTOS70卷接机组；直流电机
Key words： converter；AC motor；PROTOS70 cigarette-making machine；DC motor
中图分类号：TN773 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）12-0182-04
0 引言
长春卷烟厂有两台1990年从德国引进的PROTOS70卷接机组，在多年的生产运行中，有操作方便、烟支质量稳定的特点，但其直流调速系统的故障，笔者深有体会，印象深刻；不明原因的直流调速器32A空开跳闸，合上后能正常运行，测速发电机磁极体松动，速度不稳。碳刷磨损打火、铜头磨损使新更换的碳刷又很快磨短，电机修理时，铜头表面的圆度、同心度、光洁度及铜头下刻，国内的修理厂家处理的并不理想，更换碳刷也用不了多久，只能更换新的直流电机。而且直流调速系统刹车时间长，经比较每次停车都比交流调速系统长5秒多，这就造成了滤嘴和盘纸的无形浪费，而交流调速系统，变频器基本免维护，交流电机比直流电机寿命长很多，而且不需要检查碳刷，铜头，测速电机，总之PROTOS70卷接机组主机的直流调速系统，调速器还算可靠，就是直流电机维护，费时费力，耽误生产，稍有不慎，直流电机故障会造成调速器烧毁；每套调速系统价格当时都在二十多万元，订货周期长达六周以上。为了降低生产成本，减轻维护工作量，在2003年PROTOS70卷接机组大修时笔者提出了变频调速改造。
1 交流变频调速系统
交流变频调速系统主要由电控设备、变频器、交流电机、传动机械等部分组成。根据电机学原理，只要改变交流电机的供电频率，就能改变电机的转速。交流调速系统有：交―直―交电压型变频调速系统和交―直―交电流型变频调速系统，它们都包括电压控制部份、频率控制部份、给定部份。这两种变频调速系统能实现交流电机的启动、制动，但稳速、调速精度差，正反转有出现过流的可能，系统在负载突变时变得不稳定。正弦脉冲宽度调制逆变器系统（SPWM），它包括：整流滤波电路、逆变电路、PWM系统控制单元，但调速性能也不高，由于新型可控开关（大功率晶体管、可关断晶闸管、高电平大电流晶闸管）的出现，研制出了各类实用的变频器，实现了调速系统的小型化和高效化，实现了转速和转矩的任意调节（即矢量控制变换技术），使变频器的普及应用有了发展空间。
2 变频器的选型
随着电子技术的发展，变频器经过多年的发展完善，产品性能、可靠性、稳定性都有很大的提高，变频器能够得到高速响应。高精度平滑无级调速，它保护功能完善，能自主诊断故障所在、参数调整方便、控制线路简单、维护简便、内设功能多、可满足不同工艺要求。变频调速系统在调速范围、调速精度、动态响应、功率因数、运行效率和使用方便等性能指标，超过了直流调速系统，这样交流调速系统达到取代直流调速系统的水平。
当我们要把变频调速系统用在PROTOS70卷接机组的主传动上时，必须要妥善处理如下几个问题；
①为了保证原机的工艺要求，对变频调速系统的工作状态应有哪些约束条件；
②怎样做到用最少的改动，达到原机的设计要求；
③根据笔者多年积累的使用维护经验，选取可靠性、经济性的元件；
④变频调速系统的参数与直流调速系统的对应关系。
3 日立J300的功能特点
独家采用自行研制的智能化功率模块，转矩响应速度小于0.1秒，采用无反馈矢量控制技术，其矢量计算是国际上最先进的，其控制性能真正达到了超低频大转矩，在0.2Hz时可带全载启动，在1Hz的低频下提供150%的高启动转矩，调速范围为0.1Hz-400Hz，速度稳定率小于1%。
J300变频器的调节功能，可以在速度和转矩都不变的前提下自动选择优化运行曲线。 电压自动调整功能（AVR），保证了大范围内电网波动（320V-540V），不会影响系统的正常运行，不但保证了电机输出转矩和速度不变，同时又避免了不必要的停机造成的损失。
4 PROTOS70卷接机组直流调速器接线图
在PROTOS70卷接机组的原控制图里，直流调速器的接法如图1和图2所示，K6、K7是调速器的使能，A3的4、6、10是调速器的给定，其它的功能端都在图中分别标出。
5 J300变频器在PROTOS70中的使用说明
采购来变频器和交流电机后，经过现场接线试验，绘出了原理图如图3， 为了能让刹车阀继续使用而不至于损坏变频器，在变频器输出端与电机之间增加了接触器，刹车阀动作时使主电机与变频器断开。
因为变频器输入端不需要断开电源，原K1的主触点在输入端用不上，但是其辅助触点还要用在控制回路，并且我们还要多用一个K1的辅助触点作为变频器的使能。因此最简单的方法是把K1主触点不用，而从其线圈上并两根线（A1、A2）控制一个新加的接触器K1A（见图3）。
在变频器模拟量给定方面，我们采用A3控制器来控制主机在各种工作状态下的速度给定。这样做简单稳定，因为新增接线端大为减少，这样就用很少的几根线完成了交流调速系统的布线。但这样做一定要清楚A3各端子的作用，才能在试验和调机时使主电机按要求运转。
现将A3在这次改造中试验出的使用方法简单描述：（A3的布线见图2）
14―20： K6控制的点车速度。如果K6闭合则A3输出其调定点车速度，如果断开此点，A3输出前面板上所调定的起车速度。
14―17：盘纸拼接降速请求。
14―15：K7和K1常闭点断开才能使A3有模拟量输出。
14―16：A15―K1为主机达到前面板调定的最大速度。
A15―K2为后机启动后高速请求，此点短接后点车无效，但可以启车。
A3模拟量输出中，6、10两端子相当于电位器的两端，4是中心抽头。4、6、10接入变频器时，有可能调A3会出现与目标相反的效果，将6、10对调即可。在改动中可将一些不用的线去掉，如K6、K7使能线，测速发电机B1等。还要将中间继电器A2辅助常开点短接，K6常开点取消不接，K7常开点取消不接。
经试验，在变频器正常运行时，在任意频率段均可直接停车，主机接触器断开时变频器电流能从正常值直接减少到零，并未发现接触器断开时有大电流冲击变频器。
J300日立变频器改动的参数如下：
控制方法A0―4 （矢量控制）
电机容量A1―15.0kW（实11.0kW）
电机极数A2―2极
启动频率A4―4Hz
最大频率A5―48.0Hz
最小频率限制A6―3Hz
电子热继电器门限调整A23―85
电子热继电器特性选择A24―0
外部频率设定起点A26―3Hz
外部频率设定终点A27―45.5Hz
动态制动使用率A38―0
运行模式选择A59―2（外部端子控制）
基频设定A62―50Hz
运行方向正反转F4―F
加速时间设定F6―12S
减速时间设定F7―6.5S
运行指令频率指令给定F9―03
电机接受电压F11―380V
6 变频器与电机之间加接触器的思考
我们知道所有的变频器的输出电压，都是经过脉宽调制后的系列脉冲波，这个脉冲波的载频可以通过变频器的载波频率参数进行调整设置。
通常其调整范围为3―15kHz，现以10kHz为例计算，变频器输出波形的载波周期为0.1MS，亦即变频器可在接收到停机指令0.1MS时间内关闭其输出电压，而接触器的主触点释放要晚几十毫秒，而不会产生瞬间过电压，并足以击穿模块。
假设在变频器有正常输出电压的情况下，用接触器切断变频器与电机之间连接，确实会产生一定的高压，但这个电压由接触器的主触点承受，并不会击穿模块。变频器的逆变元件IGBT以载波频率导通与截止，与接触器的触点从闭合到断开，并没有多大区别。在有电感接入的串联电路中，谁将电路断开，谁就将承受断开时电感产生的瞬态高压。承受高压的是接触器的主触点而不是变频器的功率模块。（在网上看到）
在变频器与电机间加接触器，通常是变频一拖多，如高层恒压供水或者是为安全设计。如果设计成这样，那一定要保证：接触器不吸合，变频器就无法获得使能信号，接触器要断开，必须先使变频器失去使能信号，才能断开接触器。
7 经济效益分析
经过改造后的运行统计，与改造前相比，每年可节约32只碳刷，节约资金近万元；如不加刹车每次跑条盘纸15米以上，改造后跑条6-7米，如每班跑条20次，一台机器每天可节省盘纸近400米，也就是每台机器每年可节约盘纸价值5000元以上，这还不包括滤嘴和水松纸方面的节约费用，每台直流机平均使用寿命10000小时，交流机则可使用25000小时，而不需要更换碳刷，且维护费用低廉。每台直流机价格都在50000元以上，因此，这种改造的价值是很可观的。
8 结论
现在，卷烟行业新型设备大多采用交流机替换原来的直流机，交流电机变频调速已成为电气传动的主流，交流调速代替直流调速是技术方面的升级。由于其体积小、重量轻、精度高、通用性强、工艺先进、功能丰富。保护齐全、可靠性高、操作简便等优点，而倍受欢迎。变频调速控制系统是提质降耗、节约能源的理想设备，是未来行业的发展方向。
参考文献：
[1]胡崇岳主编.现代交流调速技术[M].机械工业出版社，1998.
[2]日立J300变频器操作手册.
[3]李方园.变频器应用与维护[M].中国电力出版社，2009.
变频电机范文4
【关键词】交流变频器 智能仪表 节能 风机系统
轧机主机电机冷却风机电动机转速不可调，风量大小一般依赖风门闸板调节，由于闸板调节操作困难，风量控制不准等原因，常使直流电动机绕组出现冷却不充分，电机发热严重或冷却过度直流电动机氧化膜建立不好，电机换向困难等问题。为了使大功率直流电动机能够安全、正常运行，同时使其能耗降低以节约成本，对这些风机电动机进行节能改造是完全必要的。
一、改造前存在的问题及系统组成
轧机主机电机风机是由一台75KW的交流电机拖动风机来实现对主机电机进行冷却，只要轧机运行风机电机就一直处于满负荷运行状态。然而，随着轧制的产品不同，主机电机的发热温度不一样，就是轧制同样的产品，随着环境温度的高低和季节的变化，主电机的发热温度也不一样，因此如果风机一直在全速下运行，在主电机发热温度低时造成很大的能源浪费。
二、设备改造内容
改造范围为轧机主机电机风机控制系统。保留风机电机，拆除原风机电控柜设备，新增交流变频器控制柜、交流进线电抗器以及温度传感器等控制设备。
三、具体改造方案
随着电气控制技术的飞速发展，现代调速控制系统已广泛采用全数字系统，运用统一的运行平台、统一的操作模式、统一的技术特点，使之在控制精度、设备故障率、占地面积、系统之间相互信息耦合等方面具有极大的优势。
根据现场的实际情况，考虑到整体投资造价以及系统的先进性与可靠性，对轧机主机电机风机控制系统的改造采用西门子交流变频器MM430为核心的控制系统。
四、系统配置
在主电机正常运行时，为保证主电机散热充分，以主电机的温度为检测对象，根据其温度的高低去控制风机电机的转速。当主电机温度高时，风机电机转速上升，提高风量，快速散热；当主电机温度较低时，风机转速可以降低，维持主电机的设定温度，，同时在现场增加手动―自动功能，故障报警及解除功能。风机电机控制框图见图1。
在控制系统中，风机调速用变频器采用西门子专用风机、水泵MICROMASTER 430变频器，MM430对电机变频调速，从而达到保护电机和节能效果。具体配置如下：
交流变频器控制柜 一个
交流进线电抗器 一台
PT100温度传感器 一只
智能控温仪表 一台
五、实施方案
为了实现风机自动调速，在主电机的定子绕组上安装PT100温度传感器，作为变频器调速系统的检测元件，将此信号接入智能温控仪表，智能温控仪表将实际温度信号与设定温度信号进行比较，通过PID调节器输出速度给定信号到变频器，调节风机电机转速。
当电机温度高于设定温度时，智能温控仪表 通过PID调节器输出速度给定信号变大，提高风机电机转速，增加散热风量，当电机温度低于设定温度时，智能温控仪表通过PID调节器输出速度给定信号变小，减少风机电机转速，降低散热风量，使电机温度保持在设定温度上。为了便于检修、调试，系统可采用手动运行方式，利用电位器来进行手动调节。
为了防止智能温控仪表或温度传感器损坏造成无速度给定信号，使风机停转，造成断风，将变频器电机运行频率最小值设为30Hz，并将变频器故障信号和当实际频率低于最小设定频率故障信号作为综合故障信号发出声光报警信号，提醒值班人员进行相应检查，以确保电动机安全运行。
由于该控制系统采用交流变频器，干扰问题不容忽视，首先要解决干扰问题。变频器干扰主要有：一是变频器中普遍使用了晶闸管或者整流二极管等非线性整流器件，其产生的谐波对电网将产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出部分一般采用的是IGBT等开关器件，在输出能量的同时将在输出线上产生较强的电磁辐射干扰，影响周边电器的正常工作。该控制系统采用输入交流电抗器用于抑制谐波，降低高次谐波对通讯及电网的干扰，同时各种控制电缆及信号电缆采用屏蔽线，减少电磁辐射干扰。
六、结论
变频电机范文5
【关键词】锅炉;风机电机;变频改造;节能分析
1.风机电机变频改造的必要性
该电厂一、二次风机设计选型余量偏大，因此在汽轮发电机组300MW负荷运行时，一次、二次风机挡板开度在70%多，节流损失较大。机组运行在低负荷运时采用挡板阀门调节风量跟负荷相匹配时，大量的能量损耗在挡板阀门的节流上，能耗损失大。风机电动机在直接起动时启动电流大，一般达到电机额定电流的6-8倍，对电网冲击较大，也会引起电机发热，强大的冲击转矩对电机和风机的机械寿命存在很多不利的影响。
而进行了风机电机变频改造后可以消除上述的不利影响，节约能耗。由流体动力学公式，风量与转速一次方成正比，风压与转速二次方成正比，风机的功率与风量和风压乘积即转速的三次方成正比。所以，当风量由100%降至70%时，转速降至70%，电机的功耗降到34.3%，也就是节约电能65.7%，扣除阀门调节时的功耗和转速下降引起电机效率下降的因素，随着流量变化，采用变频调速，节能效果也是很显著的;同时，扬程（压头）的下降，使其运行时噪音大大降低。变频调速能节约原来消耗在挡板阀门节流过程中的大量能量，大幅提高了经济效益。由于风机大都为平方降转矩负载，在阀门开度不变的条件下，轴功率与转速大致成立方关系，所以当风机转速下降时，消耗的功率大大下降。这样就可以解决风机选型过大，及设备运行在低负荷下不经济的问题。
其次采用变频调速后，可实现软启动，对电网的冲击和机械负载的冲击都减小了。同时，电机的无功功率通过变频器直流环节的滤波电容进行了瞬时补偿（电压源型变频器），变频器的输入功率因数可达0.95以上。相对电机直接工频运行而言，功率因数大大改善，对低速电机效果尤为明显。实现变频调速后，风机经常在额定转速以下运行，介质对风机风扇的磨损，轴承的磨损，密封的损坏都大大降低。电机运行的振动和噪声也明显降低。这样就可以解决启动时电流过大，对电网冲击较大，也会引起电机发热，强大的冲击转矩对电机和风机的机械寿命存在很多不利的影响。
综上所述，电厂对一、二次风机的电机进行高压变频技术改造是十分必要的，采用该技术后可以有效的解决现有运行的风机厂用电率过高和启动时的种种不利影响，可以提高电厂的经济效益。
2.电厂风机电机变频改造方案
该电厂一、二次风机节能改造，拟采用配置高压变频装置技术方案每台一次台风机配置一套高压变频器，全厂共配置四套，每台二次风机配置一套高压变频器，全厂共配置四套，每套高压变频器主要包括一个功率柜（控制柜）、一个旁路柜、一台变压器和高压电缆等。变频器主要参数见表1：
表1
项目 一次风机变频器 二次风机变频器
数量 4套 4套
功率（单套） 3000KW 2240KW
输入频率 45Hz～55Hz 45Hz～55Hz
额定输入电压 6KV 6KV
额定输出电流（单套） 350A 220A ～ 400A
输出频率 0.5Hz～120Hz 0.5Hz～120Hz
运行环境温度 0到40℃
3.变频改造前后经济性分析
电厂每台机组配两台一次风机，电动机功率3000kW，电压6kV，两台一次风机各配一台变频器，采用一拖一的模式;每台机组配两台二次风机，电动机功率2240kW，电压6kV，两台二次风机各配一台变频器，采用一拖一的模式。机组负荷越低，变频器的节能效果就越明显。
本工程机组年利用小时为5500h，机组的年运行小时分配情况及风机未设置变频时运行效率见表2。
表2 年利用小时及年运行小时分配及风机效率
机组负荷率 年运行小时数 年利用小时数 一次
风机 二次风机
机组100%负荷 2200 2200 75% 66.7%
机组75%负荷 2400 1800 55% 50%
机组50%负荷 3000 1500 45% 40%
年小时数总和 7600 5500 ― ―
按年运行小时数计算，29%的时间带满负荷运行，31.5%的时间带75%的负荷运行，39.5%的时间带50%的负荷运行。根据轴功率的计算公式得到在机组不同负荷情况下风机的轴功率，风机采用变频调速后，其运行效率可始终保持在84%左右的效率高效区，具体见表3。
表3 不同负荷情况下风机轴功率
机组负荷率 一次风机 二次风机
变频前（KW） 变频后（KW） 变频前（KW） 变频后（KW）
机组100%负荷 1968.6 1757.7 1631.8 1295.7
机组75%负荷 1828 1196.9 1531 911
机组50%负荷 1748 936 1433 682
一次风机采用变频调速前后的耗电量W1和W2分别为：
W1=1.9686×2200+1.828×2400+1.748×3000=13962.12MW.h
W2=1.7577×2200+1.1969×2400+0.936×3000=9547.5MW.h
加上变频器损耗和制冷耗电，则：
W2=9144.05×（1+0.056）=10082.16MW.h
则每年一台一次风机可以节约厂用电为：
W=13962.12-10082.16=3879.96MW.h
二次风机采用变频调速前后的耗电量W1和W2分别为：
W1=1.6318×2200+1.5231×2400+1.433×3000=11563.36MW.h
W2=1.2957×2200+0.911×2400+0.682×3000=7082.94MW.h
加上变频器损耗和制冷耗电，则：
W2=6702.25×（1+0.056）=7479.6MW.h
则每年一台二次风机可以节约厂用电为：W=11563.36-7479.56=4083.8MW.h
一、二次风机电机采用变频调节的节能方式，全厂年节约电量31855MW.h，折合年节约标煤10640 tce/a（等价），按每吨标煤600元计算，年节约燃煤638.4万元。其分项节能分析如表4所示：
表4
序号 名称 电机功率KW 运行
台数 年运行
小时数h 每台风机年节约电量
MW.h/a 节约燃煤费
（万元/a）
1 一次风机 3000 4 7600 3880 310.8
2 二次风机 2240 4 7600 4084 327.6
合计 638.4
4.节能和环保效益分析
通过上节的分析，变频调速能节约原来消耗在挡板阀门节流过程中的大量能量，大幅提高了经济效益。通过上述的理论计算，采用变频调速后，可节约厂用电31855MW.h /a，相当于每年减少10640吨标煤的消耗，即每年节约638.4万元燃料费。同时减少了SO2排放7.5吨/年、NOX排放23.6吨/年，有利于环境保护。
从以上指标分析，该项目符合节能减排要求。同时一二次风机电机改造所采用的高压变频调速技术也是国家重点节能技术推广技术之一该技术1997年通过了国家机械工业局组织的技术鉴定，并在部分电力，冶金推广应用，技术成熟可靠，节能经济效益好，值得推广。
参考文献
[1]刘文军.变频调速控制技术在电厂设备上的应用[J].科技资讯，2010（31）.
[2]向立清.变频调速在电厂中的节能应用[J].中国高新技术企业，2009（01）.
[3]杜欣慧，王孝.风机变频节能及节能预算方法的研究[J].山西焦煤科技，2008（01）.
[4]顾红艳.电厂热力系统节能减排策略探讨[J].商场现代化，2008（23）.
变频电机范文6
关键词：电机；变频控制；节能技术；应用
中图分类号：TH86文献标识码：A
引言
可持续发展是我国大力推行的发展策略，低碳生活是我国人民未来追求的生活方式，为了达到可持续发展，我国在“十一五”计划中提出了很多可持续发展战略。而进行节能减排其中一大部分就是要对风机、电动机、泵类设备的节能减排，实现资源的合理利用，大力发展交流电机变频调速节电技术。在我国的工农业发展中，应用最多交流电动机是异步交流电动机。而异步电动机存在着很多的缺点，其中功率因数低、调速能力差、能耗高是异步电动机显著的缺点。而实验表明将电动机变频技术应用到异步交流电机中可以很好的解决这些问题，其中最显著的就是解决了异步交流电动机的变频问题，这样可以降低异步电动机的能耗，节约成本，得到更高的经济收益，并且顺应了国家节能减排的可持续发展战略。
一、电机变频控制技术的原理和特点
变频电机是变频器驱动电机的统称，包括变频感应电机和变频器两部分，能够提高电机的工作效率，减少电能的消耗。以交流发电机为例，其转速公式如下：
n1=60 f/p. （1）
式（1）中：n1――同步转速；
f――电源频率，50 Hz；
p――电机磁极对数。
电机转差率用公式表示为：
s=（n1n）/n1. （2）
式（2）中：s――电机转差率；
n――电机转速。
由式（1）和式（2）可以推得：n = 60 f（1－s）/p. （3）
电机的变频控制的主要特点是可以通过变频器调节输出功率和输出电压的大小，以求确保电能的合理利用。除了这个之外电机变频控制还有以下特点，具备软启动和停止的功能。采用电磁设计，减少电子和和转子的阻值。能够实现平滑的无级变速，保护发电机功能的完善，减少发电机维修所需要的费用。电能消耗少，电能的利用率高。
二、电机变频控制的发展和应用
传统的电机控制中，电机的驱动频率是一定的，不会发生变化的。所以同一个电机在工作时时刻属于同一个驱动频率，但是每一个电机的负载是不断发生变化的，为了能够满足发电机在每一个时刻都能带动负载的运动，电机的驱动频率一般大于大多数时候的负载所需要的驱动频率，这也造成了电机在使用过程中很多的驱动频率都造成了浪费，对于电能造成了巨大的浪费。随着电机的不断发展，变频电机出现了，变频电机能够实现随着负载所需要频率的大小来不断的调整电机的驱动频率，这样做就不会浪费电机的驱动频率，使得电能得到充分的利用。随着我国对于节能减排的需求越来越高，对于电机变频控制技术的开发力度也越来越大，是电机变频控制技术得到不断的完善。并且引用的范围也越来越广泛。
(一)电机变频技术的发展过程
现在的电机变频系统大都是采用的恒V/F 控制系统，这个调速系统具有结构简单，制作便宜的特点。该系统适用于风机等大型的并且对于调速系统的动态性能要求不高的地方。该控制系统是一个开环的控制系统。这个开环的变频控制系统能够满足大多数普通的电机平滑的变速要求，该系统对于动态和静态的性能都是有限的。如果需要提高系统的动态和静态性能就不能采用开环的控制系统了，只能使用闭环的控制系统来进行控制。针对这一点有很多人又提出了控制闭环转差频率的电机调速方式，这种调速方式只有在稳态的方式下才能够成立，也就是说这种系统只能满足转速比较慢的电机的调速。对于转速较快的电机来说采用这种调速系统不但不会实现对电能的合理利用，反而会使电机产生极大的瞬态电流，使得电机的转矩在瞬间发生变化。因此要想提高变频控制系统对于动态静态的控制性能，继续要解决的一个问题就是如何在动态的情况下解决电机的转矩发生变化的问题。只要解决了这个问题，电机变频控制技术将会进入一个新的发展阶段，能够满足大多数电机的变频控制。
（二）电机变频控制的引用
电机的能耗有百分之七十耗费在了风机和泵类的负载中，因此变频控制电机在这方面具有很大的优点，也就更能体现出变频电机的重要性。比如说没有变频控制的空调，在空调的设置的温度在低于阈值时空调的风路就会关闭，但是这个时候空调的电机还在继续进行运转，这时候的运转完全是在浪费电能。而对于具有变频控制的空调来说，当空调的温度降低时，就完全不必将风路进行关闭，直接可以通过降低电机转速的方式来实现温度的降低。这样就不会造成电机对电能的不必要的浪费，是的电能得到很好的利用。
另外在选择电机时要根据自身的情况选择大小合适的电机，并且尽可能选择性能高的电机。选择大小合适的电机是为了减少电机的浮装容量，减少能量的浪费。同时在平时的使用过程中要对电机进行合理的养护，避免因为不合理的使用电机导致电机在使用过程中造成不必要的电能的浪费。
随着我国可持续发展的要求越来越高，节能减排已经深入人心，为了顺应这一发展形势，更多的电机选用了变频电机。比如说空调，现在所说的变频空调就是采用了变频发电机，在很大程度上进行了节能减排。使用了电机变频技术的空调与没有采用变频控制技术的空调相比大约能够节约百分之二十到百分之三十的电量。从空调节约的电量就可以看出，电机的变频控制技术能够在很大程度上达到节能减排的目的，对于我国的节能减排来说意义重大，完全符合我国可持续发展的战略要求。
结语
改革开放以来我国进入了可持续发展的战略阶段，各行各业都提出了节能减排的要求。我国的电能一直处于匮乏的阶段，为了更好的对电能实现节能减排，逐渐对传统的电机进行了改革，发展成了现在的变频控制电机。电机变频控制技术能够根据负载的需求改变电机的驱动功率，减少了电机运转中不必要的能量损耗。本文对电机的原理、发展和应用进行了分析。
参考文献
[1]巨志忠,杨小强. 试论电机变频控制节能技术和运用[J]. 科技与创新,2014,07:15-16.
[2]孔昊. 刍议电机变频控制节能技术与应用[J]. 科技创新与应用,2012,27:136.
[3]赵西卫. 电机变频控制节能技术及其在我厂的典型应用[A]. 中国电力企业联合会科技服务中心、全国火电200MW级机组协作会.电厂管理与热工技术经验交流文集[C].中国电力企业联合会科技服务中心、全国火电200MW级机组协作会:,2003:5.
[4]周雄,王浩,赵秀芳,高凤,吴红波. 论变频控制节能技术及应用[J]. 贵州科学,2007,S1:334-338.
[5]周雄,赵秀芳,王浩,高凤,吴红波. 论变频控制节能技术及应用[J]. 冶金标准化与质量,2006,05:55-57+60.
