變頻技術(shù)在工廠節(jié)能中應(yīng)用

《變頻技術(shù)在工廠節(jié)能中應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、變頻技術(shù)在工廠節(jié)能中應(yīng)用　　摘要：隨著電子電力、計(jì)算機(jī)與自動(dòng)控制理論、微電子學(xué)等學(xué)科的技術(shù)發(fā)展，變頻技術(shù)的研究也進(jìn)入了一個(gè)全新的階段，技術(shù)的完全成熟，也讓此類技術(shù)的使用邁向了新的高潮。本文以異步感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)中變頻器的利用為例，闡述了變頻技術(shù)在技能中的實(shí)際應(yīng)用作用。關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；工程節(jié)能；應(yīng)用中圖分類號(hào)：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A引言：在日常的生產(chǎn)中，我們所使用的電源是為50HZ固定頻率的交流電源。而變頻技術(shù)就是通過(guò)技術(shù)手段，將用電設(shè)備供電的頻率進(jìn)行改變，達(dá)到控制設(shè)備輸出功率的目的。其主要工作方式是利用

2、變頻調(diào)速手段對(duì)軸輸出的功率進(jìn)行改變，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能省電、減少輸出功率的目的，同樣也是異步感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)節(jié)能技術(shù)的重要手段之一。對(duì)異步感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)而言，使用變頻調(diào)速，是異步感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)速度效果中最有發(fā)展前途、最成熟、最好的節(jié)能技術(shù)。一、常用變頻器的分類常用的變頻器可以劃分為高、中、低壓變頻器（一）中、高壓變頻器（500V660V1140V、3KV3.3KV6KV6.6KV810KV）主要是指能用運(yùn)用于500伏至10千伏的運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)速度設(shè)備中的變頻控制器。由于此類設(shè)備的輸出輸人的等級(jí)電壓比較高，必須在結(jié)構(gòu)上

3、進(jìn)行整套高壓切換設(shè)備的應(yīng)用，通過(guò)串聯(lián)疊加功率單元的輸出高壓方法，并借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制，經(jīng)由功率單元、控制器、斷路器的移相變壓器、高壓母線等等一系列設(shè)備對(duì)高壓的變頻控制系統(tǒng)進(jìn)行完整的組合。（二）低壓變頻器（110V 220V 380V），指的是380伏的工控變頻器。在電子技術(shù)領(lǐng)域中，通常把直流轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蜻M(jìn)行頻率調(diào)節(jié)的交流電的過(guò)程稱為逆變，其逆變?cè)O(shè)備往往被稱變頻器；而把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷倪^(guò)程稱為整流或順變，其變頻設(shè)備被稱為整流器。二、變頻器的控制應(yīng)用一般而言，變頻器的應(yīng)用可以分為靜

4、止電源和傳動(dòng)調(diào)速兩類。就變頻器的傳動(dòng)調(diào)速而言，其主要是利用對(duì)電機(jī)速度的調(diào)節(jié)從而達(dá)到節(jié)約能源的目的，主要的控制對(duì)象是動(dòng)力裝置中進(jìn)行機(jī)電轉(zhuǎn)換功能的電動(dòng)機(jī)?？刂品椒ㄊ怯韶?fù)載對(duì)電機(jī)調(diào)速符合適應(yīng)性以及異步感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)的特性和性能所決定的。三、風(fēng)機(jī)的節(jié)能變頻控制8風(fēng)機(jī)類的設(shè)備在工廠中通常都是不停機(jī)或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的，在現(xiàn)實(shí)的測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，除了在極短時(shí)間內(nèi)流量達(dá)到最大值的情況以外，這些設(shè)備有將近90%的時(shí)間都處于較低或中等負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，至少有40%的電能被浪費(fèi)。因此，使用變頻調(diào)速的控制措施，對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵類的設(shè)備調(diào)控轉(zhuǎn)速

5、進(jìn)行流量的調(diào)節(jié)，對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)約能源來(lái)說(shuō)有著非常重要的意義。四、風(fēng)機(jī)類設(shè)備的調(diào)速原理和節(jié)能方法（一）、風(fēng)機(jī)類設(shè)備的調(diào)速原理風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是各種調(diào)節(jié)方法中節(jié)能效果最顯著的。其中以電機(jī)調(diào)速應(yīng)用較為廣泛。三相鼠籠異步電機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)，是驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)的主要原動(dòng)機(jī)。它的不足之處是調(diào)速性能差。采用變頻調(diào)速系統(tǒng)可使它的轉(zhuǎn)速具有可調(diào)性。根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為式中：ƒ——電流頻率；P——極對(duì)數(shù)；S——轉(zhuǎn)差率。由上式可知，轉(zhuǎn)速n與頻率成正比，若設(shè)法連續(xù)改變供電頻率ƒ，則轉(zhuǎn)速n隨之連續(xù)變

6、化。變頻調(diào)速技術(shù)就是通過(guò)改變供電電源頻率從而實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速器實(shí)質(zhì)上是交流-直流-交流逆變器，其主回路原理如圖1所示。圖18圖中符號(hào)T代表逆變器主可控硅及強(qiáng)迫換流回路，主回路第一級(jí)由功率二級(jí)管D7-D12組成三相全橋輸入整流器，第二級(jí)由可控硅T1-T6。及反并聯(lián)二級(jí)管D1-D6。等元件組成三相逆變器，中間為L(zhǎng)C0濾波器，可控硅T1-T6開(kāi)與關(guān)的狀態(tài)及開(kāi)關(guān)時(shí)間由強(qiáng)迫換流回路控制，按T1，T2，…，T6的順序依次循環(huán)通斷，在輸出端就得到輸出電壓和頻率可變的三相交流電。（二）、風(fēng)機(jī)類設(shè)備的節(jié)能方法以某

7、工廠爐底風(fēng)機(jī)散熱控制系統(tǒng)為例，依照冶煉爐材料的不同，爐底的冷卻溫度不同，設(shè)計(jì)為四臺(tái)18.5KW的四級(jí)葉輪式風(fēng)機(jī)，能夠滿足最大冷卻風(fēng)量的要求，但使用最大冷卻風(fēng)量的概率很低。在冶煉常用的材料時(shí)，如果風(fēng)機(jī)全開(kāi)則會(huì)造成風(fēng)量太大；兩臺(tái)對(duì)開(kāi)，則無(wú)法達(dá)到冷卻要求，開(kāi)動(dòng)三臺(tái)風(fēng)機(jī)，會(huì)造成冷熱不均，無(wú)法滿足工藝要求；四臺(tái)對(duì)開(kāi)風(fēng)機(jī)用擋風(fēng)板調(diào)節(jié)能夠滿足冷卻要求，但從電機(jī)的角度來(lái)說(shuō)會(huì)造成電能的浪費(fèi)。當(dāng)擋風(fēng)板全部開(kāi)啟時(shí)其運(yùn)行電流為24A，全部關(guān)閉時(shí)電流為22A，輸入的功率由17KW到18.5KW變化，電機(jī)的節(jié)電效率不到8%。對(duì)于

8、上述的特殊要求進(jìn)行方案的制定:需要將其中兩臺(tái)對(duì)開(kāi)的電機(jī)實(shí)施變頻調(diào)速的控制，同時(shí)與兩臺(tái)全速的風(fēng)機(jī)進(jìn)行配合，既節(jié)約電能，又能滿足材料不同的溫控要求。依據(jù)此方案改造之后，電機(jī)的節(jié)電效果十分顯著。依據(jù)材料對(duì)溫度的不同要求，在設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，其頻率可以分別設(shè)定為25HZ、30HZ、35HZ、40HZ和45HZ。8與檔板控制相比，轉(zhuǎn)速控制的節(jié)電效果大。這是因?yàn)?，在風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)改變其轉(zhuǎn)速n，就使葉輪的周圓速度v改變，由于葉輪對(duì)氣體所做的功正比于速度v的平方，并且改變轉(zhuǎn)速