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        公務員期刊網 精選范文 變頻技術論文范文

        變頻技術論文精選(九篇)

        前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的變頻技術論文主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。

        變頻技術論文

        第1篇:變頻技術論文范文

        1.1變頻技術在主風機調速中的應用現狀

        在主風機上采用變頻技術進行控制已經成為許多電力企業采用的主要方式之一。變頻技術的使用可以實現大范圍、高效率、連續的控制。使用變頻技術可以方便地對時間進行設定和改變,相較于以前的調速方式,更便捷,更具有優越性。

        1.2將變頻技術應用于主風機調速的發展過程

        變頻技術最先由一位日本的學者提出,進而被西方國家所采用,后來經過一系列的改進與發展,逐漸演變為今天的變頻器。變頻技術的不斷發展,為電力企業帶來了便利,解決了很多突出的電力問題。

        1.3將變頻技術應用于主風機調速所需要的環境

        變頻技術盡管已經被大部分企業所應用,但是變頻器工作所需要的環境是我們必須注意的。首先是環境溫度和工作溫度,這些都必須在一定的范圍之內。其次,要盡量避免腐蝕性氣體損壞器件。除此之外還要減少沖擊和振動。

        2應用變頻技術的注意事項

        2.1時間的匹配

        在采用變頻技術對主風機進行啟動和停止時,我們必須要注意時間的匹配。這里所指的匹配主要是加速時間和減速時間的匹配。因為在啟動時,如果沒有很好地控制與匹配時間就可能出現過流或者過壓現象,最終影響整個啟動。因此,在采用變頻技術進行啟動時,必須根據負載情況嚴格計算,最終選擇合理的加速和減速時間。

        2.2過載

        過載在風機中出現的頻率一般不大,但是一旦發生過載,將對設備造成重大的影響。在采用變頻技術時,必須嚴格注意這方面的問題,盡量控制轉矩等因素,盡量避免出現過載現象。這就要求我們在采用變頻技術時,對變頻器的選用綜合考慮容量、性能等多方面的因素,并確保變頻器的容量略大于電動機的容量。

        2.3共振

        變頻技術的核心就是通過改變頻率進而改變轉速等因素。在采用變頻技術時就不可避免地會出現共振現象。而共振現象的出現,可能會使設備出現停運,有時甚至對設備造成毀壞。這就要求我們在采用變頻時對頻率的設定十分注意,盡量避免所設頻率與其他設備的頻率重合,盡可能減少共振情況。

        2.4散熱與噪音

        在采用變頻技術時,有時會將頻率降至很低,這就會對風機的散熱造成影響。散熱出現故障就會影響風機的運轉,進而影響整個系統的工作,甚至會導致機器的損壞。因此,在采用變頻技術時,要注意采取相應的措施對風機的散熱進行調節。除此之外,采用變頻技術還可能會增加噪音,因此,我們在采用變頻技術時還需要注意噪音問題,可以采用專用電機或者安裝消音器。

        2.5通風冷卻

        通風問題是機器工作時必須要考慮的重要問題之一。通風效果不好會造成元器件溫度升高,從而使其使用壽命大大縮短,最終甚至損壞器件。因此,我們采用變頻技術時必須注意變頻器的通風與冷卻。要實時了解變頻器的工作情況,除此之外,還要經常檢查風扇的情況,一旦發現損壞立刻對其進行檢修和更換。

        3結語

        第2篇:變頻技術論文范文

        (1)水泵運行曲線.水泵采用傳統的方式運行,在一般的情況下它的流量和揚程是成反比的。當水泵的流量降低時,壓力也會升高,會增大管網的危險性。(2)變頻技術在電動機的調試過程中的調速性能最好,在運行過程中效率比其他設備的工作效率要高,穩定性也比較好。利用變頻技術對制冷系統中電動機收稿日期:2014-12-24作者簡介:謝修勝(1966-),男,安徽淮南市人,大學畢業,助理工程師,現在國投新集能源股份有限公司劉莊煤礦自動化進行調速有很高的經濟效益,所以變頻技術成為礦井制冷系統中運用越來越廣泛的技術。

        2變頻技術改造

        2.1離心泵與管理特性曲線

        從圖1可看出,離心泵在制冷系統的管路工作中,無論出于哪一種工作狀態下,都只有一個工作點,如圖中A、B、C三個工作點。這三個工作點也是離心泵的工作曲線與管路工作曲線的交點。離心泵若在B點工作,泵輸出的能量比管路所需要的能量要高出很多,加大了流量,增加了管路的摩擦和阻力;離心泵若在C點工作,泵輸出的能量比管路所需要的能量要少,減少了流量。只有離心泵在A點工作時,泵輸出的能量等同于管路所需要的能量。

        2.2水泵工作狀態

        水泵轉速與水泵的流量和揚程成正比,水泵在制冷運行的過程中為了保證始終處于高效率區間內,就要調整水泵的運行模式,也就是根據實際的需要對水泵的數量進行增減,提高整個礦區的制冷效率,降低制冷降溫所消耗的能量。

        3變頻技術實施

        3.1變頻器

        礦井下冷凍水循環的制冷系統中,每臺變頻器都會帶著一臺水泵,這樣在水泵的運行過程中,即使由于季節的變化給制冷系統帶來的負荷程度存在一定差異,變頻設備都能根據工作面的承受狀況,調節冷凍水循環的流量。變頻器是由本體、電抗器、濾波器以及其他輔助的機器構成,變頻器是對制冷系統中電動機轉動的速度進行控制,并且對制冷系統中可能會發生的故障加以預防,其工作原理主要是依靠變頻器每個構成機器間的相互配合。變頻器在使用之前要進行調試,調試成功之后才能正式投入運行。具體操作步驟是在電源接通后,將變頻器上的轉換開關調換到近距離控制模式,礦井制冷系統中電動機在不同溫度下運行的所需溫度,都可以通過在變頻器上選擇不同的速度來實現。如果在變頻器的運行或啟動時出現故障,都會自動停止運行或啟動。

        3.2ABB變頻器

        ABB公司的變頻器中,根據制冷系統不同的負荷來調節冷卻水的循環流量,主要是依靠對頻率輸出的控制,進而控制電動機輸出軸的功率。地面的冷卻水循環系統安裝了5臺循環水泵。

        3.3運行方式

        礦井制冷系統中關于變頻器的運用分為兩種模式,根據溫度對礦井制冷的需求分為夏季和冬季。夏季時,礦井對制冷降溫的要求比較高,所以制冷系統對熱量的負荷比較重,這也增加了冷卻水的流量。針對這樣的情況,可以通過調整變頻器的頻率,使變頻器與水泵達到同時運行的模式,來滿足礦井制冷降溫的要求。冬季時,礦井對制冷的要求相對要低得多,那么制冷系統對熱量的負荷也隨之降低,同時也減少了對冷卻水流量的要求。所以可以減少水泵的臺數,采用2臺水泵的運行,并且要求每臺水泵的運行頻率為30HZ左右。并且,由于水泵在冬季消耗的能量較低,一般采用低能耗的運行模式。

        4結論

        第3篇:變頻技術論文范文

        如何利用先進技術解決空壓機組運行中存在的不足,成為亟待解決的問題。具體改造思路如下:(1)將空壓機的人工操作改為計算機操作。(2)利用當前成功的電控技術開發研制螺桿式空氣壓縮機組聯鎖控制系統,實現空壓機組的集中控制;各臺空壓機的運行參數24h實時在線監測,實現空壓機異常即報警。(3)利用變頻技術實現壓力穩定、恒壓供風,達到節約電能的目的。(4)1臺變頻器經過切換可拖動4臺空壓機,節約投資。(5)在完善空氣壓縮機組電控的基礎上,實現空壓機房車間無人值守,安全管理上做到“無人則安、少人則安”。(6)應用集中控制與變頻控制技術,消除空壓機卸荷狀態的空載運行時間、減少空壓機啟動次數,達到節能、降低對設備沖擊的目的。

        2技術改造實施方案

        空壓機組控制系統如圖1所示,包括工控機(上位機)系統、微機控制系統(集控柜)、壓力、溫度傳感器、高壓變頻控制系統、高壓切換系統等。(1)新建集中控制系統,在空壓機房安裝集中控制柜、監視操作用工控計算機(上位機)。其主要完成空氣壓縮機組遠程參數的監視、控制、運行參數設置、實時曲線、歷史報表查詢及其他數據的處理等功能。選用ACS4000型集控柜:由電源開關及熔斷器、觸摸顯示屏、PLC控制器、輸出繼電器、24V直流電源、通訊轉換模塊、指示及報警裝置等組成。高壓變頻器、高壓啟動柜、空氣壓縮機與集控柜通訊模塊通過通訊電纜進行通訊,將空壓機運行、變頻器運行參數、高壓啟動柜電壓、電流、儲氣罐溫度傳輸到集控柜進行數據處理、顯示。根據運算數據控制空壓機與變頻器運行。運行狀況及各種參數、數據在上位機上顯示。(2)在主供風管路上安裝壓力變送器。主要是檢測供風出口壓力并把壓力信號傳輸給集控柜PLC,PLC運算后根據總管壓力和空壓機運行狀態智能地控制變頻器的運行頻率,從而達到根據設定壓力范圍來控制空壓機的運行狀態的目的。(3)增設高壓變頻器,控制空壓機在需要的工況下運行。(4)增設高壓切換柜,如圖2所示,內裝4臺高壓真空接觸器,與空氣壓縮機高壓啟動柜一一對應,并相互閉鎖,達到有選擇性地控制空壓機在變頻狀態下運行的目的。(5)空壓機組控制。1)每臺空壓機啟動、停止、變頻狀態下運行均由PLC控制,PLC內設空壓機運行程序。2)工作方式設定為5種:就地啟動/停止、遠程啟動/停止、緊急停機、聯機控制、單臺控制。3)風壓設定:5.5~6.2kg/cm2;空壓機轉速調節范圍:電機額定轉速的60%~100%。4)空壓機啟動停止全部由PLC程序控制。空壓機運行規定,連續運行不得超過72h,按照空壓機編號設定主機1、主機2、主機3、主機4,程序控制每72h更換一次主機,輔機每24h更換一次。主機、輔機分別在工頻、變頻狀態下運行。變頻頻率達到50Hz、10min內風壓達不到設定值,該臺空壓機自動轉為工頻運行,同時啟動第3臺空壓機變頻運行,以控制風壓穩定。空壓機變頻方式運行頻率30Hz及以下達10min以上時,該臺空壓機自動停止運行,同時原輔機或主機自動轉為變頻方式運行。

        3技術關鍵及創新點

        (1)工頻、變頻狀態下空壓機運行曲線的智能擬合。(2)ACS400集控系統、高壓變頻的配合控制。(3)變頻方式與工頻方式轉換控制。(4)主機、輔機按時切換控制。

        4經濟效益、社會效益分析

        2011年1月系統改造完成并投入工業性運行,實現了多臺空壓機組聯動控制,運行狀況良好。(1)節能降耗效果顯著:通過實際測定,技術改造后比原運行方式節能13%~15%,年節電耗43.2萬kW•h,約21.6萬元,節能效果明顯。(2)實現了大型設備車間真正無人值守。機組自動24h穩定高效運行,減少操作人員9人,年可節約人工費用54萬元。(3)穩定的壓力輸出,減少了對生產的影響,為礦井安全生產奠定基礎。(4)維護量小,運行效率高。集控系統及變頻的投入運行減少了空壓機配件的磨損,延長了電機及空壓機的使用壽命,年可維修及配件費用可減少10余萬元。(5)實時設備運行狀況,便于人員觀察和及時掌握,發生異常及時處理,避免機械事故的發生。(6)采用變頻控制,實測減少噪聲15dB,減少噪聲污染。

        5結語

        第4篇:變頻技術論文范文

        變頻技術與水泵的應用密切相關,變頻器因為與水泵具有不同的功率,就會造成電流和電壓的不穩,造成水泵工作效率下降,影響水泵的基本功率發展,甚至造成水泵無法工作。因此,合理的控制變頻器的功率變化,實現與水泵功率的有效統一,是提高變頻器有效工作的主要目標,從而實現事半功倍的效果。變頻器的基本工作原理有自動控制和手動控制。在閉環條件下,變頻器通過自動控制實現系統的有效測量,調節,確定變頻水泵的電機功率,完成對電動機組、變頻器的有效控制。變頻器的有效額定電流是電動機整體額定電流的一倍以上,水泵電動機的內部測量值中,水管壓力的主要測定儀器是變速器,通過對水壓的速度測量,確定水管內的水流動壓力,將水流動的壓力以信號等等形式傳遞為電信號,通過傳輸系統進行調節,完成變頻系統的壓力分析。變頻技術中的重要設備是調節器,系統通過調節器完成電信號的有效輸出和輸入,其基本輸出的電信號由PID系統控制,而后面的幾個基本零部件依據邏輯技術基礎完成有效系統設計過程。水源從水泵處將水輸入,經過管道完成壓力測試,將測試的水管壓力與水流量進行比例分析。在一定的時刻條件下,水管的壓力保持一定的值,這樣的壓力會通過電信號完成系統傳遞,傳送到系統調節器內部,通過對電信號進行工業壓力測試轉換,再將其輸送到系統內部。確定有效電信號在一定的基礎誤差范圍內,對傳輸系統中的設備進行基礎調整,確定變頻器可以調整的電源輸出最大功率和最小功率,實現有效的水泵使用,完成電機轉動轉速調整。

        2水泵自動控制的應用

        水泵自動化可以采用電路系統內的軟件和硬件系統進行結構設計和調整,通過編程操控,對數據進行設置,實現多臺水泵的自動開啟、停止、功能疊加或轉換。實現自動控制,應急處理。采用浮球水位控制原理,調節自動控制標準。在實際的電機傳動水泵自動調節過程中,通過調節電動機的頻率確定功能效果,對水泵的基本效率進行節約處理。減少未使用調頻水泵的調頻次數,提高水泵能源的調頻使用效果,從而提高企業的經濟效益,實現水廠工業頻率調整,結節約不必要的電能費用。變頻技術調節分為交流變直流、直流變交流兩種。在工業生產活動中,交流變直流的應用較為常見,廣泛的應用于工業生產和日常生活中。前者的組成電路由整流器、電路逆流器、過濾器綜合組合,形成變頻裝置設備。將交流電轉換為直流電是依靠整流器完成。整流器是供電設備的逆變裝置。在電路交直流轉換過程中,電路會剩余一部分交流電,將直流電中的交流部分過濾的設備是過濾器裝置。電流過濾器是將電流重新分化,去電電流中不穩定的元素,完成交流電或直流電的平穩過渡,最終實現電流的逆變過程,輸出需要的直流電流或交流電流。電流逆變和電流整流是相互對立的,也是通過調頻控制電路,完成電路橋接。電機應用電路中的電流進行交換處理,實現有效輸出。調節電機的運轉頻率,從而提高電機的運轉速度,確保水泵的有效功率。電機在使用過程中,通過調頻控制技術完善電源的有效功率設定,逐步改善電源的有效頻率,確保頻率的使用效果。逐步增加電機轉速。通過控制電流的使用頻率,提高水泵的使用壽命,改善水泵基礎運行環境,逐步減少水泵的基礎維修費用,降低人力消耗,降低物力消耗,減少噪聲污染水平,確保工作人員的基本工作環境。

        3結語

        第5篇:變頻技術論文范文

        【關鍵詞】無負壓供水 自動供水 供水設計變頻供水 變頻無負壓 恒壓供水

        中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:

        一.引言。

        通常來講,一般所說的無負壓供水是指采用無負壓變頻供水設備提供水源供給。采用無負壓自動供水,能直接同自來水管連接,不會對市政管道造成任何副作用,也不存在二次污染,同時具有全封閉,占地面積小、無污染、安裝簡單、運行可靠、使用維護方便等諸多優點,被廣泛應用到城鎮供水管道系統中。

        二.無負壓自動供水設計。

        1. 無負壓供水系統組成。

        無負壓供水主要由無負壓穩流罐、壓力罐(隔膜式或氣囊式膨脹罐)、無負壓控制柜、水泵、電機、過濾器、倒流防止器、傳感器、電接點壓力表、管路組件、底座等組成。

        各種形式的無負壓設備:

        1.穩壓補償式無負壓供水設備

        2.箱式無負壓供水設備

        3.疊壓高位調蓄供水設備

        4.自來水加壓泵站

        2.無負壓自動供水系統組成。

        主要由三部分構成。第一部分是前置管路,包括接市政管網、倒流防止器、過濾器、加氯機或臭氧接口;第二部分是無負壓自動調節裝置,包括氣壓罐、隔膜、真空抑制裝置、排污閥、紫外線消毒器、報警裝置、真空表等;第三部分是變頻調速增壓裝置,包括水泵組、保壓裝置、變頻控制柜、遠傳壓力表、用戶管網等。

        3.設計功用。

        無負壓供水設備通過智能控制控制技術與穩壓補償技術實現設備對市政管網不產生負壓,保證向用戶管網不間斷供水。設備采用的流量控制器在維持最低服務壓力的基礎上能夠自動調節市政管網向設備的輸入水量,確保市政管網不產生負壓,用水高峰期時能量儲存器釋放預充的一定壓力的氮氣,保證穩壓補償罐高壓腔的水帶有一定壓力補償到恒壓腔中,在一定時間內可補充市政管網來水量的不足,通過雙向補償器,在用水低谷期時對穩壓補償罐進行蓄能,對用戶管道起穩壓補償作用,夜間及小流量供水時可通過小型膨脹罐供水,防止水泵頻繁啟動。充分利用了市政管網的壓力,節能效果顯著。水泵如果直接連接在市政管網上,不需要建造蓄水池,直接與市政管網連接,但我國城市供水條例規定為了防止對周圍居民用水產生影響,不許將生活、生產水泵直接安裝在市政管網上。 為了解決供水設備既可串接在市政供水管網上又不產生負壓,更不影響其它用戶的用水,需要在水泵進口與市政管網之間增設無負壓流量控制器、分腔式穩壓補償罐,雙向補償器等,無負壓流量控制器時刻監視市政管網壓力,在保證市政管網不產生負壓的同時還可充分利用市政管網原有壓力。

        4.無負壓自動供水系統的設計原理。

        當市政自來水管網的壓力P1低于用戶管網所需壓力P2時,控制系統會自動發出信號,控制變頻泵軟啟動運行,直到用戶管網的實際壓力P=P2,變頻器控制變頻泵以一恒定的轉速運行。市政自來水管網的壓力Pl越高,則變頻泵的轉速越低:市政自來水管網的壓力Pl越低,則變頻泵的轉速就越高。而當PI=P2時,變頻泵就延時休眠,即充分利用自來水原有的壓力,以確保用戶所需要的壓力恒定。當壓力下降到喚醒值時,水泵自動喚醒。變頻泵的進水口與隔膜無負壓罐相連,微機時刻檢洲隔膜無負壓罐的壓力,通過吸氣(排氣)來穩定隔膜無負壓罐內的壓力和自來水進水的壓力,使其不產生負壓,從而保證整個自來水管網的正常供水。如果產生瞬時負壓,微機自動發出指令,先延時停止所有的工頻泵,再延時變頻減速,不停機,既能保證用戶用水,又可以緩和瞬時負壓情況。當市政自來水管網的壓力P1信號控制器出現故障時,報警裝置發出報警信號給變頻控制柜控制水泵,并發出聲光報警。

        5.無負壓供水設計的特點

        (1)變頻供水系統關鍵的調節部件是變頻器,控制設備是可編程控制器和人機界面觸摸屏,采用雙變頻器交互切換的設計,在水泵切換時,能保證系統水壓不會波動。

        (2)穩流罐選擇不銹鋼穩流罐,該罐為立式或臥式結構,嚴格按照國家標準生產。穩流材質采用食品級不銹鋼,具有較強的耐腐性,符合國家衛生飲用水設備標準;穩流罐耐壓0.6MPa,具有較好的氣密性;罐體進出口為法蘭連接方式,方便與系統其他設備的連接;穩流罐下方設置有排污口。側面安裝了不銹鋼液位計,罐中水位情況一目了然,天泉供水罐體采用鏡面拋光技術。

        (3)無負壓供水設備選用不銹鋼浮球式負壓消除裝置。加裝空氣過濾器,將空氣與水隔開,杜絕污染,過濾級別為F5;≥5μm微粒去除率為99%;≤1μm微粒去除率為70%。

        (4)無負壓供水設備設計雙重防護措施防止產生負壓,一是裝在穩流罐上的負壓抑制器在管網供水量小于用戶用水量時自動開啟,通過導氣口將穩流器與大氣導通,以避免市政管網產生負壓;二是在穩流器與市政管網連接管道上裝有壓力傳感器,由微機實時進行檢測,當壓力值過低時微機向變頻器發出降低運行頻率指令,控制變頻器輸出頻率,調低水泵工作轉速,從而調低設備供水量,使設備供水量不大于市政管網供水量,這樣也保證了穩流器不會對市政管網形成負壓吸水的現象。

        (5)設備與管網連接處加裝倒流防止器(防污隔斷閥),能夠將供水沒備內同流水帶來的污染與市政管網完全隔開,泵組設備為整機結構,由不銹鋼管或鋼骨架塑料復合管連接而成。

        (6)系統中設置了膈膜氣壓罐。氣壓罐有緩沖和保壓的功能,配合節能型供水軟件,系統可以實現小流量“保壓停機”功能,可以大大節約運行費用。

        (7)噪聲考慮。①選用低噪聲電機和沖壓水泵,采用改變變頻器載波頻率的方式來降低從供水設備上發出的噪音。②水泵基礎安放減振器,水泵進出口等相連端采用橡膠軟接。

        三.無負壓自動供水系統的節能設計。

        水泵吸水口的自來水管網壓力為Pl,水泵的出口設計壓力為P2,則水泵的出口實際壓力將降低至Ps=P2一P1(因水泵阻力等造成的水頭損失不計),但自來水管網壓力在一日之內變幅較大,當用戶為24h用水時,通常按最小自來水管網壓力P1min考慮,故一般水泵額定壓力按Pe=P2一P1min選用。此時,水泵額定壓力與實際壓力之差為Pe—Ps=P1一P1min≥0,因此當水泵按工頻(50Hz)運行時,將造成能量的浪費。如果采用變頻器帶動水泵,水泵的實際工作轉速是以水泵出口的壓力值為主參數,即實際出口的壓力值始終恒定在P2上而不會造成壓力水頭的損失。其工作過程是:首先微機檢測壓力傳感器的實際壓力值,若Ps

        六.結束語。

        無負壓自動供水設計要結合當地供水狀況和實際供水特征,經過技術比較后進行確定,在工藝上要盡量選擇新工藝,選用新設備。

        參考文獻:

        [1] 黃偉中 無負壓自動供水設計的探討[期刊論文] 《廣東建材》 2006年3期

        [2]宋蕾 探討無負壓供水技術在市政給水管網設計中的應用[期刊論文] 《科技致富向導》2012年19期

        [3]楊冬強 無負壓供水系統的探討 [期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 2011年21期

        [4]黃隆雁 淺談無負壓自動供水設計 [期刊論文] 《廣東建材》2010年7期

        第6篇:變頻技術論文范文

        關鍵詞:凝結水泵,變頻,熱工控制,技術改造,節能降耗

         

        一拖二

        0 引言

        華電包頭發電廠為鞏固管理節能降耗成果,進一步降低發電成本,提高經濟效益,針對機組運行指標現狀和存在的差距,首先以凝結水泵變頻改造為起點,展開了節能降耗技術改造的序幕。也為新建火電項目實施高壓電機變頻改造開了先河。

        1 凝結水泵變頻改造熱工控制的可行性

        1.1 凝結水系統運行現狀

        華電包頭電廠凝結水泵變頻(以下簡稱凝結水泵變頻)改造前凝結水系統運行情況是一臺機組配置兩臺凝結水泵,正常情況下,一臺凝結水泵運行,一臺備用。通過除氧器水位調節閥調節除氧器水位。這樣,不論在何種運行工況下,凝結水泵轉速基本維持不變,出口流量只能由除氧器水位調節閥調節。除氧器水位調節閥為電動執行機構,動作頻繁,易出現故障,降低了系統運行可靠性;凝結水母管壓力高須提高管道系統的耐壓性能,加大了系統泄漏的可能,增加了相關設備的維護費用。論文參考網。論文參考網。總之,凝結水泵出口壓力高、除氧器水位調節閥節流損失大,使得凝結水系統效率降低、維護費用提高,最終導致能源浪費,發電成本提高。正常情況下除氧器工作壓力是0.5MPa~0.8MPa,消除除氧器至凝結水泵的靜壓差及管道損失總壓降約為0.4Mpa,凝結水母管壓力在0.9MPa~1.2MPa左右即可滿足要求。但是機組正常運行起來壓力在3MPa~4MPa,除氧器水位調節閥造成的節流損失相當大。

        1.2 DCS系統資源使用狀況

        目前華電包頭發電廠凝結水泵的相關聯鎖保護控制模塊,掃描周期為0.1秒,負荷率30%~40%。本次改造新增組態需增加功能塊50個左右后,對控制模塊負荷率幾乎沒有變化,滿足電力行業標準要求即控制模塊負荷率小于60%,能夠保證設備的正常運行。

        華豫電廠除氧器水位的相關控制模塊負荷率為24.0%~25.4%,掃描周期0.5秒。本次改造需增加功能塊50個左右,改造后負荷率變為25.0%~26.4%,具備增加功能塊的條件。

        由上可見華電發電廠DCS控制系統完全滿足凝結水泵變頻改造的要求。

        1.3 控制方式

        華電包頭發電廠凝結水泵變頻改造前,除氧器水位控制是通過調節除氧器水位調門的開度實現,由除氧器水位自動單沖量、除氧器水位自動三沖量及手動控制等控制方式組成,凝結水流量小于18%時為單沖量調節,凝結水流量大于21%時為三沖量調節。均為節流調節,節流損失大,能耗較高。

        由于凝結水泵只能運行在一定轉速范圍內,在低負荷時變頻泵已處于最低限制轉速運行,調節性能變差,如沒有除氧器水位調門的協助將不能維持除氧器水位。所以只考慮凝結水泵變頻調節三沖量自動。根據目前華豫華電包頭發電廠負荷分布情況看,發電負荷通常在300MW以上,符合變頻泵調節要求。在啟、停機或異常運行工況時可利用除氧器水位調門協助控制除氧器水位,完全可以維持除氧器水位在正常范圍內。

        因此,華電包頭發電廠具備實現凝結水泵改變頻調節控制功能的條件。

        1.4可行性研究結論

        綜合上述論斷,火力發電機組實施凝結水泵變頻等節能降耗措施是大勢所趨,是提高電廠競爭力的可行途徑。根據華電包頭發電廠設備現狀和實施凝結水泵變頻改造所需的條件,目前華電包頭發電廠在熱工控制方面完全具備實施凝結水泵變頻改造的必要條件。

        2 凝結水泵變頻改造熱控設計方案說明

        凝結水泵變頻采用“一拖二”的改造方式,即A、B凝結水泵共用一臺變頻器,機組運行中采用變頻凝結水泵運行、工頻凝結水泵備用的方式,根據設備缺陷及定期輪換情況,完成凝結水泵的工頻/變頻切換操作。

        凝泵變頻器示意圖

        2.1熱工聯鎖保護說明

        1)凝結水泵在工頻運行時,凝結水壓力低聯鎖備用泵的保護定值不變仍為2.5MPa;

        2)凝結水泵在變頻運行時,壓力低聯鎖備用泵的保護定值0.6MPa~2.5MPa(隨除氧器的壓力變化而變化),并且在凝結水泵變頻畫面中始終跟蹤顯示壓力低聯鎖保護的定值;

        3)在凝結水泵變頻器投入“自動控制”時,除氧器水位調節閥自動切換到“手動控制”,運行人員根據負荷情況開大或關小除氧器水位調節閥。為獲得最大節能效果,在凝泵轉速具備一定調節裕量的前提下應盡量開大除氧器水位調節閥,以降低凝泵轉速,具體情況要根據在相應負荷下,進行除氧器水位調節閥開度動態試驗后獲得;

        4)凝結水泵在變頻狀態下,當變頻器啟動后聯動開啟出口電動門,變頻器停運或故障跳閘時聯動關閉出口電動門;

        5)凝結水泵變頻運行、工頻備用時,如變頻器故障、6KV開關故障及凝結水壓力低保護動作,工頻凝結水泵聯鎖啟動,除氧器水位調節閥根據當時負荷自動關閉至一定的開度,這一開度僅是依據日常運行獲得的經驗曲線,待調節閥關閉至一定開度后由運行人員手動干預維持除氧器水位;

        6)為保證凝結水母管壓力,試驗時暫定變頻凝結水泵最低轉速為50%額定轉速,即744.5r/min~1489 r/min范圍內調整。在報警畫面中增加凝結水泵轉速低(小于850rpm)報警功能,提示運行人員適當關小除氧器水位調節閥,保持凝結水泵的變頻調節能力。

        3變頻改造性能分析比較

        華電包頭發電廠凝結水泵變頻改造前,除氧器水位控制是通過調節除氧器水位調門的開度實現,由除氧器水位自動單沖量、除氧器水位自動三沖量及手動控制等控制方式組成,均為節流調節,節流損失大,能耗較高。

        當發電機負荷變化時,水泵轉速與流量跟隨變化,同時水泵的效率曲線也跟隨轉速改變,始終工作在最大效率附近。轉速減小時,電機的能耗將以其三次方的速率下降,因此變頻調速的節電效果非常顯著。另外,凝結水泵變速運行時,由于除氧器水位調節閥全開,消除了除氧器水位調節閥的節流損失,且凝結水泵出口壓頭大大下降(約為0.7~1.3MPa)。凝結水母管內凝結水通過凝結水泵最小流量調節閥、凝結水母管至補給水箱調節閥、低旁減溫水閥、三級旁路減溫水閥、凝汽器后缸噴水減溫閥、疏水擴容器減溫水閥等處的漏流量大大降低甚至消失,從而降低了凝結水泵負荷,從另一方面節約了電能。由于凝結水泵出口壓力的降低,節約了為避免泄漏檢修上述閥門的維護費用。論文參考網。

        4總結

        華電包頭發電廠凝結水泵變頻改造采用“一拖二”配置,比“一拖一”配置降低了初期投資成本約50%,變頻器的利用率也得到了提高。預計其投資將在投運后一年收回。通過整個改造工程的實施,節約了投資建設費用,降低了相關設備的維護費用,大大減少了凝結水泵電機的電能損耗,在各方面均達到了節能目標。

        [參考文獻]

        1.《火力發電廠熱工控制系統設計技術規定》 DL/T5175-2003

        2.《火力發電廠分散控制系統在線驗收測試規程》 DL/T659-1998

        3.《高壓變頻調速控制節能原理分析》

        中國電力 2003,1

        4.《高壓變頻調速系統技術手冊》 利德華福電氣技術有限公司

        第7篇:變頻技術論文范文

        關鍵詞:交流交頻調速,SPWM,DSP,逆變器

         

        隨著節能環保概念逐漸推廣,越來越多的工業控制領域正想方設法降低能耗,電機變頻調速就是一種很好的節能方式,已逐步應用到家電、工控等領域。目前變頻調速多數采樣專用模塊來實現,成本較高。因此,本文設計了一種成本相對較低的交流變頻調速系統,采用SPWM(正弦脈寬調制)技術,利用DSP(數字信號處理器)進行控制,取得了很好控制效果。論文參考網。

        1、SPWM產生方法

        SPWM的產生是以一個正弦波作為基準波(調制波),用一列等幅的三角波(即載波)與基準正弦波相交,由它們的交點確立逆變器的開關模式,當基準正弦波高于三角波時使開關器件導通,而當基準正弦波低于三角波時,使開關器件截止,從而使逆變器輸出一系列脈沖波,如圖一所示。

        圖一 SPWM波形產生示意圖

        SPWM的形成通過采樣獲得,采樣可分為規則采樣(只在三角波頂點采樣)和不規則采樣(在三角波頂部和底部同時采樣)[1]。論文參考網。由于不規則采樣所形成的階梯波比規則采樣更接近于正弦波,因此這里采用此法。設三相交流電U,V,W,其電壓波形相差120º,設采樣點數為K,K=0,1,2,……2N-1,載波比(即正弦波周期與三角波周期之比)為N,則當K為偶數時,U相對應開關器件關閉和導通時間分別為

        toff=Ts/2〔1-Msin(R180º/N)〕

        ton=Ts/2〔1+Msin(R180º/N)〕

        對于V相,有

        toff=Ts/2〔1-Msin(R-2/3N)180º/N〕

        ton=Ts/2〔1+-Msin(R-2/3N)180º/N〕

        對于W相,有

        toff=Ts/2〔1-Msin(R+2/3N)180º/N〕

        toff=Ts/2〔1+Msin(R+2/3N)180º/N〕

        式中 M—調幅比,即正弦波幅與三角波幅值之比,0<M<1

        TS——采樣周期,TS=Tt/2

        同理,當K為奇數時,相應可求得toff' ton'則ton+ton'即為開關器件導通時間,toff'+ toff''為關斷時間。

        為改善PWM波形,使開關器件的開關頻率限制在適當范圍之內,因此在整個調節范圍內,載波比N要有、若干不同的值,對三相交流電機而言,由于各相相位差為120º,故載波比N必須取3的倍數,而在一定的n值下,調幅比M與頻率f也有確定的關系,而它們的關系與U-f曲線有關。當變頻器工作時,U-f曲線應滿足負載要求,為此調頻的同時相應改變了M值,以改變脈沖寬度,從而改變輸出電壓。論文參考網。

        在確定了參數M、TS、N、K之后,各相在某點處的導通關斷時間即可求出,若求出所有采樣點的開通和關斷時間,即可得出相應頻率下的SPWM波形。

        2、系統硬件實現方法

        由于采用不規則采樣法,這就要求主控芯片有較高的運算速度,這里我們選用TI公司的TMS320LF2407DSP作為主控芯片,它是TI公司2000系列DSP中較為優秀的一種芯片,執行速度達30MIPS,使得指令周期縮短到33ns(30MHz),從而提高控制器實時處理能力,此外其還具有兩個事件管理模塊,每個模塊均含有8個16位的PWM通道,可以實現PWM的對稱和非對稱波形,可編程的PWM死區控制,尤其適合應用于電機控制。系統控制框圖如圖二所示。

        圖二系統框圖

        2.1逆變器電路

        逆變器開關器件采用IGBT(絕緣柵型雙極晶體管)。它綜合BJT和MOSFET的特點,使得開關速度高達20KHz,這樣既減少了噪聲污染,提高效率,又可使驅動電路變得簡單,(因其為壓控器件),而且它耐壓高、容量大,尤其適合在電機拖動場合的逆變器電路上應用。根據電機容量,我們選擇SGL60N90IGBT作為開關器件,為保證可靠性,驅動電路采用IGBT專用模塊M57962L(若要求不高,亦可選用IR2130作為驅動芯片),其本身帶有高速光耦和短路保護及慢關斷功能,可有效保護控制芯片和開關器件的安全。

        2.2控制電路

        控制電路主要由DSP芯片組成,頻率給定由電位器輸出,經U/F轉換后送入DSP的AD采樣端口,也可由鍵盤給定。SPWM波形由DSP的6個PWM通道輸出,經緩沖隔離后SNG送到驅動電路,控制IGBT的交替導通。利用鍵盤設定加速、減速分步控制程序,使電機轉速按照軋制工藝要求變化,從而滿足不同要求。

        由于電動機的多變量、強耦合特性,使得DSP處于強干擾環境中,因此DSP的安全防護電路是整個系統穩定、可靠運行的關鍵,有必要采取多種保護措施來保證系統的安全。這里我們采取了過流、過壓、短路等保護措施,各種保護信號采樣采用霍爾傳感器,不僅提高了動態響應特性,同時又實現了電氣隔離。利用DSP的PDPINT和CAP引腳功能,在遇到異常情況時關斷PWM,從而保證逆變器的安全。

        3、軟件實現

        系統軟件的主要功能是依據設定頻率,計算出U、V、W三相的PWM輸出脈沖寬度。其由三部分組成,即主程序、定時器周期中斷子程序和保護中斷子程序。主程序負責各種初始化工作,保護子程序完成故障監控和故障處理功能。程序主體是定時器周期中斷子程序,負責完成SPWM的算法。

        4、結束語

        以上的設計經調試完成之后應用于某軋管機上,使軋管機工作實現了無級調速,操作人員能按工藝要求調節軋制速度,從而提高管材表面質量。由于變頻器啟動平穩,調節平滑,減少了對管材沖擊,而且能耗比原來減少了15%左右,在實際生產中取得令人滿意的效果。

        參考文獻:

        1.王曉明編著;北京航空航天大學出版社,2009年9月;

        第8篇:變頻技術論文范文

        1 高壓變頻器的調速技術及其優越性

        調速方式主要有串級調速、內反饋串級調速、液力耦合器調速、高壓變頻調速等方法。但前三種方法都有其不可避免的缺點,串級調速缺點包括:難以實現系統配套、控制系統復雜、對電網影響大;內反饋串級調速缺點包括:電機需要配套、容易出現事故、對電網影響大、設備老化快;液力耦合器調速缺點包括:精度低、啟動電流大、維修困難成本高。由于目前電力電子技術的發展,計算機控制技術的進步,現代通信技術、高壓電氣以及電機拖動等綜合性領域的學科技術不斷成熟,因此相比于其他調速方式,高壓變頻調速有無法比擬的優點:(1) 模塊化設計,結構緊湊,維護方便,增強了產品的互換性;采用光纖通訊技術,提高了產品的抗干擾能力和可靠性(2)由于變頻器采用的是液晶顯示界面,觸摸式調整面板,可以同步顯示電壓、電流、電機轉速、頻率,所以可以非常直觀的顯示出電機工作時的狀態。(3)準確地顯示頻率分辨率以及精確的調速精度,可以滿足全部生產工藝狀況的需要。(4)高壓變頻器帶有國際通用外部接口,可以與可編程控制器及工控機等儀表相互連接,還可以與其原設備控制回路相互連接,構成部分閉環系統。(5)由于具有工業電氣保護和電力電子保護功能,保證高壓變頻器以及電機在運行正常或故障時有可靠的安全保障。(6)由于電機具有軟制動、軟啟動,且啟動的電流小并小于電機的額定電流,電機啟動的時間連續且可調。可減少對電網的負面影響。(7)具有近程和遠程操作功能,可以通過互聯網等方式進行遠程監控功能。(8)可減少配件損耗,能夠延長設備壽命,降低成本、提高勞動效率。

        2 風機高壓變頻器的節能原理分析

        2.1 發電廠風機的基本參數

        Q為風量(m3/h):單位時間內,風機所輸送的空氣量。

        H為風壓(Pa或MPa):空氣經過風機時,單位體積空氣所增加的能量。

        n為轉數(r/min):風機葉輪單位時間內的轉數。

        Ps為軸功率(kW):原動機加載在風機轉軸上的功率。

        Pn為有效功率(kW):單位時間內,風機對空氣做功的實際功率。

        η為風機效率:風機對空氣做功,有部分損失而不能將能量全部傳遞給空氣,一個評價風機優劣的標準。

        2.2 風機調速節電原理分析

        采用調節風機轉數控制風量的方法與調節風門的方法相比較,有明顯的節電效果。原理如圖1所示。

        在圖1中,曲線1表示風機在恒速下風壓——風量的特征曲線,曲線2表示風機在恒速下功率——風量的特征曲線;曲線3表示管網的阻力特性的曲線(風門全開的情況)。

        假設風機設計在工況為A點時,為效率最高。此時,風機輸出的風量Q是100%,軸功率(Ps1)與風壓(H1)和風量(Q1)的乘積成正比關系,即Ps1與由OQ1AH1圍成的圖形面積成正比。

        當風量需要調節時,例如:將風量從額定的100%減少至風量的50%,即從Q1至Q2時,如果采用調節風門的方式來調節風量,使管網阻力特性的曲線由曲線3變為曲線4。也就是說,由于風門減小開度而增加了內部管網的阻力。同時,系統的圖示工作點也由A點移動至B點。容易看出,雖然風量降低了,但由于風壓增加,Ps2與OQ2BH2圍成的圖形面積成正比。且同Ps1相比較,相差不多。

        但如果采用通過調節[提供論文寫作和寫作論文服務]轉速控制風量的方法,風機轉速從原來的n1降低至n2。根據風機參數的比例規律可知,可繪出在轉速n2情況下的風壓——風量的特性曲線5,風機的工況用C點表示。可見,在滿足相同的風量Q2的情況下,風壓能大幅度降到H3,軸功率因與OQ2CH3成正比,也會有明顯的下降。所節約功率與面積OQ1AH1和OQ2CH3的差值成正比。因此,可以看出,當選用調節轉速來控制風量的方法,其經濟效益十分明顯的。

        由流體力學可得,風量正比于轉速的改變,風壓正比于轉速改變的平方,軸功率正比于轉速改變的立方。

        當其需要的風量減少時,風機轉速下降時,風機功率以轉速的立方下降。當其需要的風量為額定風量的50%時,可知軸功率下降至額定功率的12.5%。通過上面可以看出,調速節電的效果是十分明顯的。

        3 高壓變頻器投產運營后的節能效果分析

        (1)因投入變頻器后,風道擋板處在全開位置,風道擋板的壓流損失降低為0。(2)由于變頻器可以非常平滑且穩定地調量,因此,運行人員就可以更加自如地調控燃燒。(3)當投入變頻器后,可以大大改善鍋爐的燃燒自動控制系統的工作狀況,從而使自動裝置的工作可靠性大大地提高。(4)如果電機的容量為800kW,大于風機的額定功率,這部分多余的容量將不會參與有效的利用,從而造成浪費。而投入變頻器后,利用變頻器可以超速的能力和功能,在不超出電機額定容量的前提下,可以使風速超速到2.5%,因而在機滿負荷下可使得吸風機風壓顯著提高,鍋爐的燃燒狀況明顯得到改善。(5)由于變頻器具有軟啟動功能,這樣就減少了電動機啟動時的啟動電流。從而有效減輕了啟動機械轉矩對電動機的機械損傷,有效的延長了電動機的使用壽命。

        4 結語

        高壓變頻器技術較為直觀、可靠、安全,將高壓變頻器應用在引風機、二次引風機上,具有近程和遠程操作功能,對電網的負面影響小,能直接降低生產用電成本較低等優點。此外,高壓變頻器技術能夠提高設備及機組的可靠性,降低機組故障帶來的隱形成本,實現了發電廠的節能,增大上網電量帶來的直接效益。

        第9篇:變頻技術論文范文

        動的交流化、功率變換器的高頻化、控制的數字化、智能化和網絡化。因此,變頻器作為系統的重要功率變換部件,因提供可控的高性能變壓變頻的交流電源而得到迅猛發展。

        變頻器的快速發展得益于電力電子技術、計算機技術和自動控制技術及電機控制理論的發展。變頻器的發展水平是由電力電子技術、電機控制方式以及自動化控制水平三個方面決定的。當前競爭的焦點在于高壓變頻器的研究開發生產方面。

        隨著新型電力電子器件和高性能微處理器的應用以及控制技術的發展,變頻器的性能價格比越來越高,體積越來越小,而且廠家仍在不斷地提高可靠性,為實現變頻器的進一步小型輕量化、高性能化和多功能化以及無公害化而做著新的努力。辨別變頻器性能的優劣,一要看其輸出交流電壓的諧波對電機的影響;二要看對電網的諧波污染和輸入功率因數;最后還要看本身的能量損耗(即效率)。這里僅以量大面廣的交—直—交變頻器為例,闡述其發展趨勢:主電路功率開關元件的自關斷化、模塊化、集成化、智能化;開關頻率不斷提高,開關損耗進一步降低。

        在變頻器主電路的拓撲結構方面。變頻器的網側變流器對低壓小容量的裝置常采用6脈沖變流器,而對中壓大容量的裝置采用多重化12脈沖以上的變流器。負載側變流器對低壓小容量裝置常采用兩電平的橋式逆變器,而對中壓大容量的裝置采用多電平逆變器。對于四象限運行的轉動,為實現變頻器再生能量向電網回饋和節省能量,網側變流器應為可逆變流器,同時出現了功率可雙向流動的雙PWM變頻器,對網側變流器加以適當控制可使輸入電流接近正弦波,減少對電網的公害。

        脈寬調制變壓變頻器的控制方法可以采用正弦波脈寬調制控制、消除指定次數諧波的PWM控制、電流跟蹤控制、電壓空間矢量控制(磁鏈跟蹤控制)。

        交流電動機變頻調整控制方法的進展主要體現在由標量控制向高動態性能的矢量控制與直接轉矩控制發展和開發無速度傳感器的矢量控制和直接轉矩控制系統方面。微處理器的進步使數字控制成為現代控制器的發展方向。運動控制系統是快速系統,特別是交流電動機高性能的控制需要存儲多種數據和快速實時處理大量信息。

        近幾年來,國外各大公司紛紛推出以DSP(數字信號處理器)為基礎的內核,配以電機控制所需的功能電路,集成在單一芯片內的稱為DSP單片電機控制器,價格大大降低、體積縮小、結構緊湊、使用便捷、可靠性提高。

        在DSP出現之前數字信號處理只能依靠MPU(微處理器)來完成。但MPU較低的處理速度無法滿足高速實時的要求。隨著大規模集成電路技術的發展,1982年世界上首枚DSP芯片誕生了。這種DSP器件采用微米工藝NMOS技術制作,雖功耗和尺寸稍大,但運算速度卻比MPU快了幾十倍,尤其在語音合成和編碼解碼器中得到了廣泛應用。DSP芯片的問世標志著DSP應用系統由大型系統向小型化邁進了一大步。隨著CMOS技術的進步與發展,第二代基于CMOS工藝的DSP芯片應運而生,其存儲容量和運算速度成倍提高,成為語音處理、圖像硬件處理技術的基礎。80年代后期,第三代DSP芯片問世,運算速度進一步提高,其應用于范圍逐步擴大到通信、計算機領域。

        90年代DSP發展最快,相繼出現了第四代和第五代DSP器件。現在的DSP屬于第五代產品,它與第四代相比,系統集成度更高,將DSP芯核及組件綜合集成在單一芯片上。這種集成度極高的DSP芯片不僅在通信、計算機領域大顯身手,而且逐漸滲透到人們日常消費領域,前景十分可觀。

        DSP和普通的單片機相比,處理數字運算能力增強10—15倍,可確保系統有更優越的控制性能。數字控制使硬件簡化,柔性的控制算法使控制具有很大的靈活性,可實現復雜控制規律,使現代控制理論在運動控制系統中應用成為現實,易于與上層系統連接進行數據傳輸,便于故障診斷、加強保護和監視功能,使系統智能化。

        交流同步電動機已成為交流可調轉動中的一顆新星,特別是永磁同步電動機,電機獲得無刷結構,功率因數高,效率也高,轉子轉速嚴格與電源頻率保持同步。同步電機變頻調速系統有他控變頻和自控變頻兩大類,自控變頻同步電機在原理上和直流電機極為相似,用電力電子變流器取代了直流電機的機械換向器,如采用交—直—交變壓變頻器時叫做“直流無換向器電機”或稱“無刷直流電動機”。傳統的自控變頻同步機調速系統有轉子位置傳感器,現正開發無轉子位置傳感器的系統。同步電機的他控變頻方式也可采用矢量控制,其按轉子磁場定向的矢量控制比異步電機簡單。

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