变频技术论文范例6篇

变频技术论文

变频技术论文范文1

论文摘要:介绍了电力电子器件和变频技术的发展过程,以及变频技术在家用电器的应用,分析了变频技术的应用也带来了谐波、电磁干扰和电源系统功率因数下降等问题。提出了相关的谐波抑制方法及提高电源系统功率因数的措施。

引言

随着电力电子、计算机技术的迅速发展,交流调速取代直流调速已成为发展趋势。变频调速以其优异的调速和启、制动性能被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。变频技术是交流调速的核心技术,电力电子和计算机技术又是变频技术的核心,而电力电子器件是电力电子技术的基础。电力电子技术是近几年迅速发展的一种高新技术,广泛应用于机电一体化、电机传动、航空航天等领域,现已成为各国竞相发展的一种高新技术。专家预言,在21世纪高度发展的自动控制领域内,计算机技术与电力电子技术是两项最重要的技术。

一、电力电子器件的发展过程

上世纪50年代末晶闸管在美国问世,标志着电力电子技术就此诞生。第一代电力电子器件主要是可控硅整流器(SCR),我国70年代将其列为节能技术在全国推广。然而,SCR毕竟是一种只能控制其导通而不能控制关断的半控型开关器件,在交流传动和变频电源的应用中受到限制。70年代以后陆续发明的功率晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率MOS场效应管(PowerMOSFET)、绝缘栅晶体管(IGBT)、静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)等,它们的共同特点是既控制其导通,又能控制其关断,是全控型开关器件,由于不需要换流电路,故体积、重量较之SCR有大幅度下降。当前,IGBT以其优异的特性已成为主流器件,容量大的GTO也有一定地位[1][2][3]。

许多国家都在努力开发大容量器件,国外已生产6000V的IGBT。IEGT(injectionenhancedgatethyristor)是一种将IGBT和GTO的优点结合起来的新型器件,已有1000A/4500V的样品问世。IGCT(integratedgateeommutatedthyristor)在GTO基础上采用缓冲层和透明发射极,它开通时相当于晶闸管,关断时相当于晶体管,从而有效地协调了通态电压和阻断电压的矛盾,工作频率可达几千赫兹[2][3]。瑞士ABB公司已经推出的IGCT可达4500一6000V,3000一3500A。MCT因进展不大而引退而IGCT的发展使其在电力电子器件的新格局中占有重要的地位。与发达国家相比,我国在器件制造方面比在应用方面有更大的差距。高功率沟栅结构IGBT模块、IEGT、MOS门控晶闸管、高压砷化稼高频整流二极管、碳化硅(SIC)等新型功率器件在国外有了最新发展。可以相信,采用GaAs、SiC等新型半导体材料制成功率器件,实现人们对“理想器件”的追求,将是21世纪电力电子器件发展的主要趋势。

高可靠性的电力电子积木(PEBB)和集成电力电子模块(IPEM)是近期美国电力电子技术发展新热点。GTO和IGCT,IGCT和高压IGBT等电力电子新器件之间的激烈竞争,必将为21世纪世界电力电子新技术和变频技术的发展带来更多的机遇和挑战。

二、变频技术的发展过程

变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。电力电子器件的更新促使电力变换

技术的不断发展。起初,变频技术只局限于变频不能变压。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,如:调制波纵向分割法、同相位载波PWM技术、移相载波PWM技术、载波调制波同时移相PWM技术等。

VVVF变频器的控制相对简单,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较小,受定子电阻压降的影响比较显著,故造成输出最大转矩减小。

矢量控制变频调速的做法是:将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic通过三相——二相变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Iml、Itl,然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。

直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机化成等效直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。

VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流回路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。

三、变频技术与家用电器

20世纪70年代,家用电器开始逐步变频化,出现了电磁烹任器、变频照明器具、变频空调、变频微波炉、变频电冰箱、IH(感应加热)饭堡、变频洗衣机等[4]。

20世纪末期期,家用电器则依托变频技术,主要瞄准高功能和省电。

首先是电冰箱,由于它处于全天工作,采用变频制冷后,压缩机始终处在低速运行状态,可以彻底消除因压缩机起动引的噪声,节能效果更加明显。其次,空调器使用变频后,扩大了压缩机的工作范围,不需要压缩机在断续状态下运行就可实现冷、暖控制,达到降低电力消耗,消除由于温度变动而引起的不适感。近年来,新式的变频冷藏库不但耗电量减少、实现静音化,而且利用高速运行能实现快速冷冻。

在洗衣机方面,过去使用变频实现可变速控制,提高洗净性能,新流行的洗衣机除了节能和静音化外,还在确保衣物柔和洗涤等方面推出新的控制内容;电磁烹任器利用高频感应加热使锅子直接发热,没有燃气和电加热的炽热部分,因此不但安全,还大幅度提高加热效率,其工作频率高于听觉之上,从而消除了饭锅振动引起的噪声。

四、电力电子装置带来的危害及对策

电力电子装置中的相控整流和不可控二极管整流使输入电流波形发生严重畸变,不但大大降低了系统的功率因数,还引起了严重的谐波污染。

另外,硬件电路中电压和电流的急剧变化,使得电力电子器件承受很大的电应力,并给周围的电气设备及电波造成严重的电磁干扰(EM1),而且情况日趋严重。许多国家都已制定了限制谐波的国家标准,国际电气电子工程师协会(IEEE)、国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。我国政府也制定了限制谐波的有关规定[5]。

(一)谐波与电磁干扰的对策

1、谐波抑制

为了抑制电力电子装置产生的谐波,一种方法是进行谐波补偿,即设置谐波补偿装置,使输入电流成为正弦波[3]。

传统的谐波补偿装置是采用IC调谐滤波器,它既可补偿谐波,又可补偿无功功率。其缺点是,补偿特性受电网阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,导致谐波放大,使LC滤波器过载甚至烧毁。此外,它只能补偿固定频率的谐波,效果也不够理想。

电力电子器件普及应用之后,运用有源电力滤波器进行谐波补偿成为重要方向。其原理是,从补偿对象中检测出谐波电流,然后产生一个与该谐波电流大小相等极性相反的补偿电流,从而使电网电流只含有基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响。

大容量变流器减少谐波的主要方法是采用多重化技术:将多个方波叠加以消除次数较低的谐波,从而得到接近正弦的阶梯波。重数越多,波形越接近正弦,但电路结构越复杂。小容量变流器为了实现低谐波和高功率因数,一般采用二极管整流加PWM斩波,常称之为功率因数校正(PEC)。典型的电路有升压型、降压型、升降压型等。

2、电磁干扰抑制

解决EMI的措施是克服开关器件导通和关断时出现过大的电流上升率di/dt和电压上升率du/dt,目前比较引入注目的是零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)电路。方法是:

(1)开关器件上串联电感,这样可抑制开关器件导通时的di/dt,使器件上不存在电压、电流重叠区,减少了正关损耗;

(2)开关器件上并联电容,当器件关断后抑制du/dt上升,器件上不存在电压、电流重叠区,减少了开关损耗;

(3)器件上反并联二极管,在二极管导通期间,开关器件呈零电压、零电流状态,此时驱动器件导通或关断能实现ZVS、ZCS动作。

目前较常用的软件开关技术有部分谐振PWM和无损耗缓冲电路。

(二)功率因数补偿

早期的方法是采用同步调相机,它是专门用来产生无功功率的同步电机,利用过励磁和欠励磁分别发出不同大小的容性或感性无功功率。然而,由于它是旋转电机,噪声和损耗都较大,运行维护也复杂,响应速度慢。因此,在很多情况下已无法适应快速无功功率补偿的要求。

另一种方法是采用饱和电抗器的静止无功补偿装置。它具有静止型和响应速度快的优点,但由于其铁心需磁化到饱和状态,损耗和噪声都很大,而且存在非线性电路的一些特殊问题,又不能分相调节以补偿负载的不平衡,所以未能占据静止无功补偿装置的主流。

随着电力电子技术的不断发展,使用SCR、GTO和IGBT等的静止无功补偿装置得到了长足发展,其中以静止无功发生器最为优越。它具有调节速度快、运行范围宽的优点,而且在采取多重化、多电平或PWM技术等措施后,可大大减少补偿电流中谐波含量。更重要的是,静止无功发生器使用的抗器和电容元件小,大大缩小装置的体积和成本。静止无功发生器代表着动态无功补偿装置的发展方向。

五、结束语

我们相信,电力电子技术将成为21世纪重要的支柱技术之一,变频技术在电力电子技术领域中占有重要的地位,近年来在中压变频调速和电力牵引领域中的发展引人注目。随着全球经济一体化及我国加人世界贸易组织,我国电力电子技术及变频技术产业将出现前所未有的发展机遇。

参考文献:

[1]周明宝.电力电子技术[M].北京:机制工业出版社,1985.

[2]陈坚.电力电子学-电力电子变换和控制技术.北京:高等教育出版社,2002.

[3]王兆安黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2003.

变频技术论文范文2

关键词: RS485;PLC;变频器;串行通信;计算机论文 

中图分类号: TN773 文献标识码:A 

1 PowerFlex 400P变频器中Modbus的应用 

1.1通信设置 

硬件连接好后,要激活变频器与外部设备之间的Modbus通信,需要设置如下参数(见表1)。 

1.2 技术参数 

2 S7-300 PLC中Modbus的应用 

S7-300PLC本身不支持RS485通信,需要通过串行通讯模板CP341来实现。 

2.1 Step7组态设置 

进入硬件配置画面,双击CP341模板,点击Parameter…配置参数,在Protocol选型中选择MODBUS Master,参照变频器设置波特率、数据位、停止位、奇偶校验等内容,设置好后需要通过Load Drivers装载到PLC中。 

2.2 程序设计 

本文主要采用Modbus主站轮询方式通过FB7/FB8功能块进行读取/发送数据。其中轮询方式采用如图3所示。在系统初始化完成后,手动启动第一次轮询作业,先轮询1#从站。给1#从站发送查询请求后,等待1#从站的响应,如果在指定的延时时间内接收到1#从站返回的数据,则执行2#从站。如果在指定时间内不能接收到从站的返回数据或接收错误,则跳过本站,执行下一个从站。 

变频技术论文范文3

矿产开发时不注重开发方法,造成资源浪费严重威胁企业利益。我国虽然是资源大国,有着充足的矿产资源,但矿产资源的不可再生性要求企业在进行矿产开发时必须重视开发方法,减少资源浪费。近年来,我国矿产开发的强度越来越大,矿产开发作为土地资源利用的主要途径之一,对我经济发展有深远影响。但很多矿产企业人只要求进度,不重视开发水平。在利益的驱逐下,企业强化资源开发,矿产资源开发有很大的漏洞,很多矿产频发资源浪费的现象,损害企业效益,因此企业应提高矿产开发的质量,确保资源合理开发,提高企业效益[1]。

二、变频技术的应用

(一)变频技术的具体方法

科学家在实践中总结,变频技术有利于充分利用资源,与传统的技术相比,变频技术在实践中取得重大效果,不但有效减少资源的浪费,而且利于我国科学研究。变频技术在人们日常生活中非常常见,变频技术广泛应用于电力行业、机械行业和其他多个行业。在生产中,变频技术有显著的节能效果,因此受到各个业界的广泛应用。变频技术在矿产开发的过程中,节能效果更为显著。在矿产开发过程中良好利用变频技术,利于资源合理开发,从而为资源的可持续利用做出贡献。

(二)变频技术应用的必要性

我国矿产资源在世界排名居先,但人口压力过大,人均矿产资源占有量排名落后,因此只有合理的矿产资源才能适应我国国情。近年来,矿产资源过度开采,致使矿产资源的总量飞速减少[2]。我国经济飞速发展,使用矿产资源的公司日益加大,企业间的竞争激烈,对矿产资源的开发力度加大,但企业在开发过程中忽视资源的合理开发,造成资源浪费。变频技术能实现节能,在矿产资源开发过程中使用变频技术,从而实现对矿产资源有效节约。变频技术还可以降低矿产开采时造成的污染,这不但为我国环保事业做出贡献,更利于企业可持续发展。

(三)变频技术的使用意义

矿产资源在开发过程中的资源浪费是最严重的开采问题之一,资源浪费影响矿业发展,对能源可持续利用和企业发展造成严重危害,威胁国民经济发展,矿产资源开采主要问题是资源浪费,通过变频技术降低矿产开发时造成的矿产资源浪费,保证开发生产的顺利进行,提高了矿业生产效率,促进国民经济增长,合理的矿业开发也有效提高开发质量,避免资源浪费。我国作为人口大国,资源的合理利用非常关键。人是推动社会发展的核心,在生产和生活中只有提高人的主观能动性,才能为企业带来利润。科学的变频技术增强员工对矿产资源开发的热情,员工对工作的内容有认同感,提高员工工作积极性,有效提高生产力。矿产资源的是我国经济发展命脉,只有良好合理的矿产开发才能推动经济发展[3]。

三、结论

变频技术论文范文4

1.1高压变频节能技术原理

所谓高压变频技术,是通过调节电压的输出,控制风机的实际功率,从而进一步控制风机的转速,调节风机风量,在风机中应用高压变频技术,就可以使得出风口的挡板完全打开,利用变频技术从源头调节风机的风量输出。风机的电机转速公式为:n=(1-s)n0,n0=60f/p。其中n为实际转速,n0为理论转速,s是转差率,f是电机的运行频率(60是60s),p是电机极对数。由转速公式可看出,在不考虑转差率s的情况下(s=0~0.05),电机的实际转速n=60f/p,即n与f是成正比例相关的,n的值会随着f的增加而增加,随着f的减少而减少,所以控制功率的输出,来调节f的值,就能够完成对电机转速n的调节。

1.2高压变频节能技术优点

高压变频节能技术的应用,能够避免风量因为挡板的损失,提高风机的工作效率,降低电力的消耗。比起挡板调节风量,利用高压变频技术调节,在输送风量时更加精准,能够实现对锅炉负荷的精准控制。而且高压变频技术的应用,在风机启动时,能够对风机进行有效保护。传统的全压启动方式,对发动机和风机都会产生极大的冲击力,容易引发故障,甚至设备损坏。而高压变频技术使发动机缓慢启动,有效地避免了这个问题,极大地降低了设备故障率。

2热电厂锅炉风机高压变频节能技术改造方案

2.1高压变频器选型

高压变频器的选型需要考虑电压等级和投资成本的问题,如一台1120kW功率的风机,选择60kV电压等级的高压变频器显然就是不合理的,既无法对高压变频器进行充分利用,又增大了投资成本,另外在选型时还需要注意谐波污染问题。综合分析热电厂的实际需求,对比市面上的几种高压变频器型号(两电平型、多电平型、单元串联型等),选择单元串联型高压变频器是较为合适的。它采用的是近几年新出现的一种拓扑结构电路,所具有的优点有:功率因素高、抗干扰能力强、谐波污染小、造价低、故障不停机等。

2.2主系统改造方案

QF为真空断路器,QS1、QS2为高压隔离刀闸,KM1、KM2、KM3为高压真空接触器。当高压变频器投入使用时,应先将真空断路器QF闭合,再将高压隔离刀闸QS1、QS2闭合,之后将高压真空接触器KM1、KM2闭合,断开高压真空接触器KM3。当高压变频器发生故障时,高压变频器的控制保护系统将会自动断开高压真空接触器KM1、KM2,同时闭合高压真空接触器KM3,使高压电机从变频状态切换到工频状态下运行。而为了保证切换运行状态时安全可靠,需要设计电气互锁功能,即KM1和KM2闭合时,KM3无法闭合;而当KM3闭合时,KM1和KM2不能再闭合。

2.3高压变频节能技术改造方案注意事项

1)高压变频器在接线时,一定要注意输入端和输出端的区别,不可接反,以免在风机使用时引发事故。2)准确计算转子的临界转速,采取必要的技术保护措施,避免发生扭曲共振现象。3)安装完毕后,检查变频器柜体是否做好了相关接地工作。4)将预充电电源技术运营与风机启动模式中,避免全压启动对设备形成过大负荷。

3结束语

变频技术论文范文5

在煤矿的机电工程的动力设计过程中,机械设备在正常使用的过程中可能并不需要在满负荷的情况下进行长时间的工作。在这种情况下,为了在满足生产过程中的动力需求下,应该尽量减少电力资源的浪费。本文认为利用变频技术的特点可以帮助煤矿企业实现以上要求。变频技术中包括了电机传动技术、电力电子技术以及计算机控制技术,所以说变频技术是一项包含了强弱电与机械的综合技术。变频技术的基础原理就是通过半导体元件将工频电流信号转化为其他频率,再将转化的工频交流电进一步转化为直流电,根据逆变器对电压和电流进行控制,最终实现煤矿机电设备的无级调速。综上所述,煤矿机电工程中设备的变频技术就是利用电极的转速与电流频率之间的同比增长关系,通过控制电流的频率来调节电机的转动速度。通过变频技术能够有效的控制电机的转动速度,实现电机的稳定工作,提高工作效率,实现节省能源的目的。

2变频技术在煤矿机电工程中的应用

在煤矿机电工程中,变频技术在很多机电设备中都得到了应用,变频技术不但能够使得电机的工作状态更加容易调节,而且通过现代控制技术能够对机电设备进行远程、智能的操作。

2.1变频技术在提升机中的应用实践

在现代煤矿机电工程中,煤矿提升设备的主要认为就是将煤矿中的矿石与生产工作人员运送到预先设置的地点,可以看到煤矿提升设备在煤矿的生产中作用无法被替代。但是煤矿由于生产的需要,提升设备需要频繁的调整期提升的速度,并且常常需要关闭与启动。传统的对煤矿提升设备进行调速需要将金属电阻装入提升设备的电机控制电路之中,从而可以不断的调整电阻的大小来控制电机的运转。传统的提升设备的调速装置需要消耗大量的能源,并会产生大量不需要的热量。而且传统的提升设备的调速装置的调速范围非常有限,调节精度也不高。特别是在控制提升设备的下降的时候还需要使用制动装置控制速度,所以对于电力资源的浪费是很大的,也会对煤矿生产过程造成隐患。而将变频技术应用在煤矿提升设备之中,可以从根本上解决传统的变速装置所带来的问题,不仅仅使得设备的运行更加平稳,而且使得生产过程更加安全。变频技术的使用可以减少设备中继电器的使用数量,减少电路的维护费用。而变频技术的控制精度相对于传统的速度调节装置也具有更大的优势,可以通过修改电路变成命令来实现对煤矿提升设备的系统功能的改变。事实上,通过变频技术改变了提升设备的通过机械摩擦控制下降速度的减速方式,降低了设备磨损,延长了机电设备的使用寿命。

2.2变频技术在皮带设备中的应用

在煤矿企业的生产作业的机电工程中,皮带设备与提升设备相比需要更加的功率。皮带设备的工作原理是通过点击转动牵动皮带的运转,从而将皮带上的矿石输送到设备的地点。皮带设备的工作原理要求其的运作必须通过轮毂与皮带的相互摩擦而实现。皮带设备的运作需要降到的启动电流,目前我国国内大部分的煤炭企业使用液力耦合设备来实现皮带设备的软启动,在软启动的时候启动电流非常大,不仅仅使得电路中电压产生较大的起伏,而且会加速皮带设备中零件的损坏。液力耦合设备在运作过程中会产生大量热量,使得相关设备的内部温度上升,最终导致设备机械磨损增加,最终也会造成设备运行的安全隐患。将变频技术引入到皮带设备中,不但能够取代液力耦合设备实现皮带设备的软启动,而且使得皮带设备在运行和启动、停止过程中更加稳定,并且使得皮带设备的能源利用率大大提高。

2.3变频技术在通风设备中的应用

在煤矿企业的生产作业的机电工程中,通风设备由于其自身的作用在煤矿企业的所有机电设备中占据了非常重要的位置。为了保证生产现场的空气流通,需要通风设备一致工作。但是随着开采深度的增加,对于风压的要求也越来越高,通风设备的功率也会随之增加。这种情况下,要求通风设备应该具有随着开采深度的变化而不断的变化。并且通风设备在启动的时候,需要较大的启动电流。而是用变频技术之后可以对通风设备转动速度进行有效的控制,从而极大的减少能源的消耗,并增加通风设备的使用寿命。

3结语

变频技术论文范文6

【关键词】:风机控制系统;节能技术;改造;变频器;应用

【分类号】:TP391.72

众多的文献资料及工程实践表明,发电厂中发电机组消耗了全厂用电总量的80%左右,其中尤以一些辅助设备,如风机、水泵等的用电消耗占总用电消耗量的主要部分。往往上述设备因为自身能力有限,还要承受过重的生产负荷,以致能源消耗过大,极大提高了企业生产成本。在风机控制系统中应用变频节能技术,全面优化风机控制系统各项技术参数,使风机运行平稳可靠,操作更加便捷,减少人力及电能的消耗,缓解了维修人员的工作强度,解决了能源消耗过多的实质性问题。所以,对电厂风机控制系统采取节能改造技术极具现实意义。本文分析了利用变频技术对风机控制系统进行技术改造,笔者结合自身多年的工作经验,对风机控制系统节能技术有深刻的体会,现将实际的改造的研究过程作一汇报。

一、生产工艺

(一)风机作用

在锅炉的运行系统中,风机是其重要组成部分,起到送风供氧的作用,促使炉内燃料燃烧速度加快并燃烧充分,减少不必要的能源消耗,以减少整个运行系统燃料的浪费。鼓风机往炉膛内输送空气,为燃料燃烧输送必需的氧气,让燃料燃烧更加充分,并确保高强度的燃烧速率,以获得一定的炉膛温度。引风机将燃烧后的多余废气,从炉内抽出经烟囱排至大气,并保持炉内压力达到运行要求。

(二)变频技术介绍

随着信息技术发展,一些新兴技术不断涌入人们生产及生活中,如变频技术就是此类新兴技术之一。交流变频调速技术是近些年兴起的电力传动调速技术,综合多个领域的学科技术,如现代通信技术、计算机控制技术、电力电子技术等,相比其它调速方式,无论是性能、还是技术均十分优越,变频调速具有极高的调速效率,所能源的综合消耗比较少,且调速范围广,可无级调速;此外,还具有灵敏的动态响应、便捷的操作、完善的保护功能、调速精度高等特点,给予工艺自动化提供更为方便的操作,在多个领域获得应用,是企业节能改造手段的重要选择之一。

相比普通交流电机调速,低压变频器是一种不错的选择,施耐德ATV71 系列变频器应用到本次课题研究,采用优化正弦波空间矢量控制技术及世界上最先进的第四代由德国公司生产的最新器件-IGBT 模块,科学的设计、紧凑的配置、抗潮、防腐、宽广的调速范围,齐全的保护功能、较强的电压变化适应能力,多应用于电网电压波动大的企业和区域,节电效果十分理想。

风机控制系统最好的节能方式就是经过技术改造的以变频器为核心的变频调速控制系统。基于变频器的变频调速控制系统,根据外部的信息反馈及系统运行的实际情况,提出系统实际所需的风机参数即风机风量、压力,依据风机的性能特性确定对应的频率(即风机实际需求转速)调节信号,并同步调整各个环节的输入与输出,使之整个系统平滑调节。根据测算,当风机转速由100%额定转速减少到70%额定转速,仅风机自身耗电就可降低50%左右,再加没有采用变频控制技术的调节方式的能耗增加,本技术方案的此时节能率大于60% ,因此,对于负荷经常性变化且变化大的电厂,尤其对一些发电厂长期运行处于低负荷、低转速情况,基于变频调速自动控制装置,增加风机控制系统,可有效降低发电厂综合能源消耗,实现节能目的[1]。

总之,采用变频调节技术,不仅可极大减少能源消耗,还有下述值得关注:将原有运行设备改造为变频控制,可充分避免了因大功率电动机启动时产生的启动电流对其它电机造成的冲击破坏;电机及管道检修周期进一步延长,使检修人员维护工作更加轻松;促使机组自动装置稳定性提高,优化了机组运行,更加经济可靠;优化了设备运行参数,运行效率极大提升。执行闭环自动控制,减少人工的误操作,并使工人的劳动强度大大降低,省去管理费用支出。变频调节性能突出,为系统的优化改造提供极其便利的条件,方便改造不断完善;变频调节应用后,降低了风机的实际运行转速,很大程度上降低了噪声污染。

(三)控制方案及系统配置

课题研究对象为1# 炉鼓风机,风机型号:G75-7F-16D电机型号为Y355M2-4-250kW, 适配的变频器为施耐德 ATV71HC25N4 , 所需数量1 台,采用一拖一的拖动方式。

(四)系统控制方式

所有变频控制柜单独操控一台风机,具有变频及工频双向切换功能;变频柜控制电源采用隔离变压器分离主回路的方式,达到电气隔离的目的;风机供电以变频或工频的双回路方式供电,电气互锁配合机械互锁接触器执行,添加刀熔开关于变频器输入端,便于退出及维护变频器运行;变频控制柜具有远程及就地操作功能,如配置了远程控制室及就地变频控制柜,两大功能可切换使用;设置紧急停机功能,变频柜处任何控制状态下,如远程控制状态,就地控制状态抑或变频控制状态等,一旦接到紧急情况,便会马上停机;变频柜可标准模拟量输入,也可输出 AI/AO,开关量输入DI,输出DO,连接 DCS 系统,方便开启,停用及变频切换,也可轻松调节、风量、控制变频复位,可动态监控风机运行状况、运行频率、承受负荷及遇到的故障等[2]。

二、风机技术改造取得的成果

该风机应用变频技术对控制系统进行改造,对比原系统,改造后的控制系统可无级调速,自身电量损耗很小,减少了设备故障率,此外,有效结合了变频器、人机界面等,自动化调控风量,系统不仅实现了既定的节能目的,还符合了生产工艺要求。技术改造后,变频器变频调速应用到传统发电厂风机控制系统,实现了节能的目的,并可在短期内收回投入成本,因此在发电厂风机控制系统技术改造中采用变频调节技术具有相当大的潜力,还可提升电厂的系统综合控制水平。

三、结论

本文所作的上述论述具有一定的局限性,仅仅从风机控制系统节能技术改造这个层面略作论述,肯定还有许多方面需要涉及,只有在实际操作中及时发现问题,并制定切实可行的应对方案,才能使应用变频技术的控制系统运行更加安全可靠,有助于降低能源消耗的最大化,为我国能源建设做出必要贡献。

参考文献: