变频器在大型电厂直接空冷系统中的应用
The Application of Inverters in the Direct Dry-cooling System of Large-scale Power Plant
介绍了电厂空冷系统的定义，电厂采用空冷系统的优点，空冷风机的变频控制组成，变频柜的构成及其变频器参数、选型要求，空冷风机群的控制逻辑及转速级配置表。
摘要：The paper introduces the definition of dry-cooling system of power plant, the advantage of dr y-cooling system in power plant, the frequency variable control system composition of dry-co oling blower fans, constitution of inverter control system cabinet, the parameter and lectotyp e demand of inverters, the control logic and revolution grade configuration table of dry-coolin g blower fan group.
关键词：空冷散热器空冷机组空冷技术空冷岛空冷风机群转速级配置表
1 引言
发电厂采用翅片管式的空冷散热器，直接或间接用环境空气来冷凝汽轮机的排汽，称为发电厂空冷。采用空冷技术的冷却系统成为空冷系统。采用空冷系统的汽轮机机组成为空冷机组。采用空冷技术的发电厂称为空冷电厂。
发电厂空冷系统也称干冷系统。它是相对于常规发电厂的湿冷系统而言。常规发电厂的湿冷冷却塔(凉水塔)是把塔内的循环水以“淋雨”方式与空气直接接触进行热交换的，其整个过程处于“湿”的状态，其冷却过程称为湿冷系统。空冷发电厂的冷却塔，其循环水与空气是通过散热器间接进行热交换的，整个过程处于“干”的状态，所以空冷塔又成为干式冷却塔或干冷塔。
发电厂空冷技术是一种节水型的火电发电技术。
电站空冷系统有三种冷却形式:
(1) 直接空冷系统，冷却元件主要是大口径椭圆管套片型翅片管(简称双排管)和大口径扁管型翅片管(简称单排管);
(2) 混合凝汽式间接空冷系统，简称海勒式间接空冷系统，冷却元件是福哥(Forgo)型翅片管;
(3) 表面凝汽式间接空冷系统，简称哈蒙式间接空冷系统，冷却元件是小口径椭圆管套片型翅片管。
随着我国西部大开发、西电东送北通道的开通，我国北部地区的晋、陕、宁、蒙四省区的电力工业得到迅猛发展，而建设大型火力发电厂需要充足的冷却水源。这些地区的优势是煤炭资源丰富，而劣势是水资源匮乏，利用丰富的煤炭资源和有限的水资源发展火电工业，就需要采用新的冷却方式来排除废热，直接空冷系统因其技术逐渐成熟，节水效果显著，可调效果好，因此在我国山西、内蒙古等产煤区所新建单机容量为300MW以上机组的电厂均采用空冷技术。
直接空冷系统，又称空气冷凝系统。直接空冷是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换。所需冷却空气，通常由机械通风方式供应。直接空冷的凝汽设备称为空气凝汽器，它是由外表面镀锌的椭圆形钢管外套矩形钢翅片的若干个管束组成的，这些管束亦称为散热器。
直接空冷系统的流程图如图1所示。汽轮机排汽通过粗大的排汽管道送到室外的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过散热器外表面，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回汽轮机的回热系统。
图1 直接空冷系统的流程图
空冷系统建筑规模庞大，一般称为空冷岛。包括凝结水系统(凝结水箱)、真空疏水系统(包括疏水泵)、排气/抽气系统(水环泵单元)、空冷凝汽器(ACC)等四套系统。通过DCS集散控制系统，实现对这四套系统的自动检测、自动调节、顺序控制、自动保护等自动控制功能。
2 直接空冷系统变频风机系统的组成
空冷凝汽器系统(简称ACC)是由若干台空冷凝汽器构成，每台空冷凝汽器配置一台轴流风机，建筑在高耸的空冷平台上，1台600MW国产空冷机组工程空冷系统的典型配置为8个单元共56台空冷凝汽器，对应轴流冷却风机配置:共有8个风机单元，每个风机单元有7台132kW 风机，风机直径为8.7m左右，共56台轴流冷却风机，其中每个风机单元有两台为可逆风机，共16台可逆风机。轴流冷却风机在一个水平平面内布置，形成了庞大的轴流冷却风机群。
风机电机均为变频控制，电厂设有空冷器变频间，庞大的变频控制柜(以下称变频控制装置)矩阵布置在空冷器变频间。变频控制柜通过硬接线和通讯与主DCS或空冷系统DCS相连接，DCS 能根据不同的蒸汽负荷和环境温度控制风机启停及转速，使汽轮机的排汽压力保持恒定。
风机电机均采用变频控制，除节能原因外，变频调速控制还可以实现电动机“软启动”，即电动机在很低地频率下(3～5Hz)和电压下启动，逐渐提高电源的频率和电压，控制电动机在小于1.1倍额定电流下无冲击启动，以这种方式经常启动是风机所允许的。另外风机的转速可以在(30％～110％)额定转速运行，调节方便，满足在各种气象条件下机组运行工况的要求。风机经常在需要的低转速下运行，噪声和磨损都比额定转速低，有利于环境保护，降低维修费用并延长了空冷器的寿命。
3 风机变频控制装置的设计选型要求
(1) 变频器频率范围在旋转速度的0～110%之内。
要将满足完全风机驱动系统的运行和由电机、齿轮箱、电缆及滤波器导致的功率损失考虑在内。
(2) 变频器的设计考虑风机和电机的反向旋转，通过正反转切换端子实现风机和电机的正向和反向旋转。
(3)变频器安置在一个就地控制柜内，柜体型号为标准GGD柜改型。柜内包括主回路和控制回路与控制装置(DCS)连接的用户接线端子, 输入输出滤波器,保险丝,电流接触器,控制电路
变压器及所有提供必要功能的设备。
(4) 机柜的外壳防护等级，控制室内为IP32,机柜门采用一定的措施，以提高射频干扰(RFI)能力，机柜设计满足电缆由柜底或柜顶引入的要求，机柜内端子排布置在易于安装接线的地方。
(5) 在就地控制室变频器操作板上可对电机进行就地控制。LED屏和LCD屏同时显示，LCD 屏可进行中英文显示切换。
(6) 就地控制柜的设计时要考虑到由功率损失会引起的冷却和散热，且保证气流不被内置的装置阻隔。在控制柜的上部安装轴流风机，每小时换气次数不少于400次。
(7) 变频器选型考虑风机的二次力矩曲线。
(8) 风机电机装有2个正温度系数热敏电阻(PTC)用于电机的热保护。PTC由变频器检查,且当高温时电机的运行被切断。
(9)考虑变频器与风机驱动电机之间电缆的类型及长度等局部情况。变频控制装置在任何情况下都能满足风机驱动轴上的总机械扭矩及功率值。
(10) 采用直流制动方式，能够使风机的转动随变频器启动( 在两方向上飞速重启)。采用磁通控制技术，通过控制磁通电流和输出频率，动态控制剩磁的释放，使正向运行风机平稳、无冲击迅速反方向重启。
(11) 局部操作及仪表板功能
在就地控制柜给出的局部操作仪表板提供交流电机调试的修改键。
所有有关电的数值, 构造参数, 输入/输出赋值, 应用及行为功能的入口, 故障局部控制, 调试储存,
自检及诊断都以操作员语言及简明的英语表示。
控制柜具备以下专用操作员控制装置:
l 手动-切断-自动转换器;
l 手动速度电位器;
l 电源接通指示器;
l 变频器运行指示器;
l 变频器故障指示器。
(12) 自动模式或手动运行指示器到中央控制系统的接口如表1所示。
指令信号
9 DCS正反转预选指令信号 DI 1 限于逆流风机16台/每机组
10 变频器转速信号至DCS AO 1 4~20MA
11 变频器电流信号至DCS AO 1 4~20MA
12 DCS至变频器调速信号 AI 1 4~20MA对应电机额定转速0~110%
交流电机在自动模式中通过中央控制系统控制。这样在正常运行模式中无需任何局部操作。
启动、运行模式及停车顺序等所有功能都由中央控制室操纵。为满足这些要求, 变频器控制柜提供以下相关的交换信号。
l 数字输入输出的控制电源为24VDC。
l 模拟信号,用于给定频率和实际频率,为4～20mA。
l 补充及任选的信号交换由profibus、MODEBUS等系统的接口通信系统执行。
所有的信号都为绝缘(独立电位)，保护内部电源供应,可防不正确的连接或短路。
(13) 抑制谐波的措施
变频器系统的设计适用于工业环境且不影响其他用电设备。可把谐波电流排除或减小到最低。使风电机电流非常接近正弦波。满足国际电工委员会制定的IEC61800-3标准。
l 为防护电源对变频器的影响，保护变频器和抑制高次谐波，在下列情况下，应配置直流电抗器。
当给变频器供电的同一电源节点上有开关式无功补偿电容器屏或带有可控硅相控负载时，因电容器屏开关切换引起的无功瞬变致使网压突变和相控负载造成的谐波和电网波形缺口，有可能对变频器的输入整流电路造成损害。
当变频器供电三相电源的不平衡度超过3％时。
当要求提高变频器输入端功率因数到0.93以上时。
当变频器接入大容量变压器时，变频器的输入电源回路流过的电流有可能对整流电路造成损害。一般情况下，当变频器供电电源的容量大于550kVA以上时，或者供电电源大于变频器容量的10倍时，变频器需要配置直流电抗器。
l 交流输入电抗器
当电网波形畸变严重，或变频器在配置直流电抗器后，变频器和电源之间高次谐波的相互影响还不能满足需求时，可增设交流输入电抗器。交流输入电抗器还可提高变频器输入侧的功率因数。
l 交流输出电抗器
当变频器到电机的连线超过80m时，建议采用多绞线并安装可抑制高频振荡的交流输出电抗器。避免电机绝缘损坏、漏电流过大和变频器频繁保护。
l 输入侧EMI滤波器
可选配EMI滤波器来抑制从变频器电源线发出的高频噪声干扰。
l 输出侧EMI滤波器
可选配EMI滤波器来抑制变频器输出侧产生的干扰噪声和导线漏电流。
l 接地干线安装一个干线侧RFI滤波器(CE滤波器)。在变换器附近,电机,电机屏蔽及滤波器元件之间,
一个好的HF(高频)对于CE滤波器的生效是非常必要的。
l 在风机电机上由变频器运行引起的附加噪声辐射,
与直接电机运行模式比较小于3dB。变频器出口到电机的专用滤波器在容许的声能级增长的范围之内。在运行频率的整个范围(0～110%等于0～55Hz)
及所有负载条件下满足这个条件。
4 空冷风机控制逻辑及转速级配置表
空冷凝汽器(ACC)系统的自动控制是以优化的热力计算结果为依据，按发电机组热力计算的研究结果，以及工艺管道的布置结构，对风机的控制进行合理的风机转速级配置。根据风机转速级配置图，通过调节风机转速，使汽轮机的排汽压力保持在一个设定值的范围内。
一个最低转速设定值(当风机由变频器控制时)是用来保护风机的电机的。通过变频器的控制，风机会在最低和最高转速之间以无级变速运行，或者在低蒸汽负荷的条件下停机。
4.1 缩写说明
隔离阀缩写
A 在第A排配汽管道上的隔离阀 C 顺流凝汽管束/风机
B 在第B排配汽管道上的隔离阀 D 逆流凝汽管束/风机
C 在第C排配汽管道上的隔离阀
D 在第D排配汽管道上的隔离阀
E 在第E排配汽管道上的隔离阀
F 在第F排配汽管道上的隔离阀
G 在第G排配汽管道上的隔离阀
H 在第H排配汽管道上的隔离阀
风机转速每台风机由各自的变频器控制
4.2 风机排列配置图
风机排列配置图如图2所示。
图2 风机排列配置图
4. 3 控制逻辑及转速级配置表
风机转速级变化的条件:
在正常运行期间，当环境温度不低于+2℃时，ACC是在第6转速级运行的。风机的转速将根据实际的汽轮机排汽压力与设定值之间的偏差进行调整。
仅当环境温度低于+2℃时，风机转速才会按照风机转速级配置表进行调整。
4.4 特殊运行工况
(1) 防冻(仅当环境温度低于+2℃时实施)保护的设置
条件:
l 当环境温度<+2℃时 ;并且
l 当某风机排的凝结水温度<+20℃时
满足条件后，该排的顺流风机将被停机
此时，在操作台上将显示“防冻保护启动”。
(2) 设置到正常运行方式
条件:
l 当环境温度>+5℃时;或者
l 当某风机排的凝结水温度>35℃时
满足条件后，该排的顺流风机将被启动，其转速将按照逆流风机的转速进行调整。
此时，在操作台上的“防冻保护启动”的显示将消失。
4.5 逆流凝汽管束的回暖
在正常运行期间并且当环境温度低于某一结霜(在从水蒸气变成固态时形成的松散的冰颗粒)点时，在逆流凝汽管束的上部会发现结霜，这是由于那里有不可凝气体的过冷现象发生。
如果这种状况持续一段时间，就可能会逐渐地堵塞逆流凝汽管束的下端，并且妨碍不凝气体的排出。
回暖作为一种保护措施，逆流凝汽管束的风机必须在一定的运行时间间隔内停机5分钟，以便逆流凝汽管束被再次回暖，从而融化可能已经形成的冰冻。
当“防冻保护”功能被投入时，逆流凝汽管束回暖功能将不被投入。
5 结束语
因空冷风机变频控制系统中变频器应用环境及性能要求较为苛刻，能否长期稳定运行关系到电厂能否正常发电，建议选用国际技术领先品牌高端产品，如ABB、AB、丹佛斯、欧陆、SEW 等品牌产品。
变频器32个典型应用领域 变频器应用的一些场合 1、空调负载类 写字楼、商场和一些超市、厂房都有中央空调，在夏季的用电高峰，空调的用电量很大。在炎热天气，北京、上海、深圳空调的用电量均占峰电40%以上。因而用变频装置，拖动空调系统的冷冻泵、冷水泵、风机是一项非常好的节电技术。目前，全国出现不少专做空调节电的公司，其中主要技 术是变频调速节电。 2、破碎机类负载 冶金矿山、建材应用不少破碎机、球磨机，该类负载采用变频后效果显著。 3、大型窑炉煅烧炉类负载 冶金、建材、烧碱等大型工业转窑(转炉)以前大部分采用直流、整流子电机、滑差电机、串级调速或中频机组调速。由于这些调速方式或有滑环或 效率低，近年来，不少单位采用变频控制，效果极好。 4、压缩机类负载 压缩机也属于应用广泛类负载。低压的压缩机在各工业部门都普遍应用，高压大容量压缩机在钢铁(如制氧机)、矿山、化肥、乙烯都有较多应用。 采用变频调速，均带来启动电流小、节电、优化设备使用寿命等优点。 5、轧机类负载 在冶金行业，过去大型轧机多用交-交变频器，近年来采用交-直-交变频器，轧机交流化已是一种趋势，尤其在轻负载轧机，如宁夏民族铝制品厂的多机架铝轧机组采用通用变频器，满足低频带载启动，机架间同步运行，恒张力控制，操作简单可靠。 6、卷扬机类负载 卷扬机类负载采用变频调速，稳定、可靠。铁厂的高炉卷扬设备是主要的炼铁原料输送设备。它要求启、制动平稳，加减速均匀，可靠性高。原多采用串级、直流或转子串电阻调速方式，效率低、可靠性差。用交流变频器替代上述调速方式，可以取得理想的效果。 7、转炉类负载
转炉类负载，用交流变频替代直流机组简单可靠，运行稳定。 8、辊道类负载 辊道类负载，多在钢铁冶金行业，采用交流电机变频控制，可提高设备可靠性和稳定性。 9、泵类负载 泵类负载，量大面广，包括水泵、油泵、化工泵、泥浆泵、砂泵等，有低压中小容量泵，也有高压大容量泵。 许多自来水公司的水泵、化工和化肥行业的化工泵、往复泵、有色金属等行业的泥浆泵等采用变频调速，均产生非常好的效果。 10、吊车、翻斗车类负载 吊车、翻斗车等负载转矩大且要求平稳，正反频繁且要求可靠。变频装置控制吊车、翻斗车可满足这些要求。 11、拉丝机类负载 生产钢丝的拉丝机，要求高速、连续化生产。钢丝强度为200Kg/mm2，调速系统要求精度高、稳定度高且要求同步。 12、运送车类负载 煤矿的原煤装运车或钢厂的钢水运送车等采用变频技术效果很好。起停快速，过载能力强，正反转灵活，达到煤面平整、重量正确(不多装或少装)， 基本上不需要人工操作，提高了原煤生产效率，节约了电能。 13、电梯高架游览车类负载 由于电梯是载人工具，要求拖动系统高度可靠，又要频繁的加减速和正反转，电梯动态特性和可靠性的提高，边增加了电梯乘坐的安全感、舒适感和效率。过去电梯调速直流居多，近几年逐渐转为交流电机变频调速，无论日本还是德国。我国不少电梯厂都争先恐后的用变频调速来装备电梯。如上海三菱、广州日立、青岛富士、天津奥的斯等均采用交流变频调速。不少原来生产的电梯也进行了变频改造。 14、给料机类负载 冶金、电力、煤炭、化工等行业，给料机众多，无论圆盘给料机还是振动给料机，采用变频调速效果均非常显著。吉化公司染料厂硫酸生产线的圆盘给料机，原为滑差调速，低频转矩小，故障多，经常卡转。采用变频调速后，由于是异步机，可靠性高、节电，更重要的是和温度变送器闭环保证了输送物料的准确，不至于使氧化剂输送过量超温而造成事故，保证了生产的有序性。
变频不是到处可以省电，有不少场合用变频并不一定能省电。作为电子电路，变频器本身也要耗电（约额定功率的3-5%）。一台1.5匹的空调自身耗电算下来也有20-30W,相当于一盏长明灯. 变频器在工频下运行，具有节电功能，是事实。但是他的前提条件是：第一,大功率并且为风机/泵类负载；第二，装置本身具有节电功能（软件支持）；第三，长期连续运行。这是体现节电效果的三个条件。除此之外，无所谓节不节电，没有什么意义。 变频节能 什么是变频器 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。 PWM和PAM的不同点是什么 PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。 PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。 电压型与电流型有什么不同 变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。 为什么变频器的电压与电流成比例的改变 异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。
变频器常用的几种控制方 式 Prepared on 22 November 2020
变频器常用的几种控制方式 变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。本文从工业实际出发，综述了近年来各种变频器控制方式的特点，并展望了今后的发展方向。 1、变频器简介 变频器的基本结构 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU 以及一些相应的电路。 变频器的分类 变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM 控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 2、变频器中常用的控制方式 非智能控制方式 在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。
(1) V/f控制 V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。 V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。 (2) 转差频率控制 转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在V/f控制的基础上，按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制，因此，这是一种闭环控制方式，可以使变频器具有良好的稳定性，并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。 (3) 矢量控制 矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间，又可以形成各种PWM波，达到各种不同的控制目的。例如形成开关次数最少的PWM波以减少开关损耗。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。 基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致，但是基于转差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制，使之满足一定的条件，以消除转矩电流过渡过程中的波动。因此，基于转差频率的矢量控制方式比转差
《变频器技术应用》试题库 一、选择题 1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（）。 A：PWM B：PAM C：SPWM D：SPAM 2、对电动机从基本频率向上的变频调速属于（）调速。 A：恒功率B：恒转矩 C：恒磁通D：恒转差率 3、下列哪种制动方式不适用于变频调速系统（）。 A：直流制动B：回馈制动 C：反接制动D：能耗制动 4、对于风机类的负载宜采用（）的转速上升方式。 A：直线型B：S型C：正半S型D：反半S型 5、N2系列台安变频器频率控制方式由功能码（）设定。 A：F009 B：F010 C：F011 D：F012 6、型号为N2-201-M的台安变频器电源电压是（）V。 A：200 B：220 C：400 D：440 7、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（）有关系。 A：磁极数B：磁极对数C：磁感应强度D：磁场强度 8、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（）。 A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT 9、IGBT属于（）控制型元件。 A：电流B：电压C：电阻D：频率 10、变频器的调压调频过程是通过控制（）进行的。 A：载波B：调制波C：输入电压D：输入电流 11、为了适应多台电动机的比例运行控制要求，变频器设置了（）功能。 A：频率增益 B：转矩补偿 C：矢量控制 D：回避频率 12、为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有（）功能。 A：转矩补偿 B：转差补偿 C：频率增益 D：段速控制 13、变频器安装场所周围振动加速度应小于（）g 。 A： 1 B：0.5 C：0.6 D：0.8 14、变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（）型。 A：电流B：电阻C：电感D：电容 15、N2系列台安变频器操作面板上的SEQ指示灯在（）发光。 A：F10=0 B：F10=1 C：F11=0 D：F11=1
概述 在许多情况下, 使用变频器的目的是调速, 尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说, 设计选型往往以最大工况来选。与实际的工况存在较大的可调整空间。在运行中根据实际运行需要，按照流量、杨程等调节电动机的转速，从而改变电动机的输出转矩和输出功率，以代替传统上利用挡板和阀门进行的流量和扬程的控制, 节能效果非常明显。同时分析变频器在选型、应用中的注意事项。 1变频调速原理 三相异步电动机转速公式为: 式中：n-电动机转速，r/min； f-电源频率，Hz； p-电动机对数 s-转差率, 从上式可见交流电动机的调速可以概括为改变极对数，控制电源频率以及通过改变参数如定子电压、转子电压等使电机转差率发生变化等几种方式。变频器效率维持在94%~96%，变频调速是一种高效率、高效能的调速方式，使异步电动机在整个工作范围内保持正常的小转差率下运转，实现无极平滑调速。 1.1变频工作原理 异步电动机的额定频率称为基频，即电网的频率，在我国为50Hz。电机定子绕组内部感应电动势为 式中-定子绕组感应电动势，V； -气隙磁通，Wb； -定子每相绕组匝数； -基波绕组系数。
在变频调速时，如果只降低定子频率，而定子每相电压保持不变，则必然会造成增大。由于电机制造时，为提高效率减少损耗，通常在，时，电动机主磁路接近饱和，增大势必使主磁路过饱和，将导致励磁电流急剧增大，铁损增加，功率因素降低。 若在降低频率的同时降低电压使保持不变则可保持不变从而避免了 主磁路过饱和现象的发生。这种方式称为恒磁通控制方式。此时电动机转矩为 π 式中-电动机转矩，N.m； —电源极对数； —磁极对数； —转差率； —转子电阻； —转子电抗； 由于转差率较小，则有 其中 由此可知：若频率保持不变则；若转矩不变则； 电动机临界转差率其中 电动机最大转矩=常数 最大转速降=常数 由此可知：保持常数，最大转矩和最大转矩处的转速降落均等于常数， 与频率无关。因此不同频率的各条机械特性曲线是平行的，硬度相同。
变频器在工业生产中的应用 电动机是工业生产中最主要的动力提供装置,而这些动力是从消耗电能所产生的。在提倡建立节约型社会的今天,降耗节能成为生产生活中必不可少的一部分。这就要求我们使用最少的电能让电机提供最可靠的动力。在这其中,变频器扮演了相当重要的角色。本论文介绍变频器在工业生产中的具体应用。 变频器 变频器,它产生于上世纪60年代,伴随着大功率晶体管的问世和集成电路的迅速发展,使得变频器的性能有了很大的提高。因为变频器拥有能够实现异步电动机的恒转矩和恒功率的无级调速,其调速范围广、平滑性好、机械特性较硬,而且节能效果明显,有利于实现自动控制等这些优点使得变频器的应用也越来越广,基本上涵盖了所有领域。 变频器在生产中的应用 总体来说,变频器在工业生产中主要来对电动机进行调速。那么变频调速和传统的调速相比有哪些优点呢?主要有两点:一是便于实现自动控制。变频器是电力技术与电子技术的结合,也是强弱电的有机整体,在实现自动控制方面有着先天的优势;二是能够节能降耗。下面以恒压循环水系统为例进行分析说明。 变频器在自动控制系统中的应用 在循环水系统中,由于各个车间和部门用水时间和用水量的不同,使得系统内的水压会经常变化,这就要求,根据不同的用水量,使得整个
系统中的水压保持恒定不变。解决这个问题一般有以下几种做法。 第一，采用水阀限制水流量,从而达到限制水压的目的。此方法有几个缺点。首先,水阀的调节精确度不够,水压的波动范围较大;其次,不易实现自动控制,也不便于实时监测。 第二，修建水塔,利用液体压强定律来保持水压的恒定。相对于前一种方法,该法的压力较恒定,但仍不便于实现自动控制和实时监测,且占地面积较大,通用性差。 我们在循环水系统的管路中装上压力传感器做为反馈信号的采样,然后将采样得来的水压与给定的水压相比较,根据比较所得到的误差来调节变频器的频率,从而达到控制电机的转速,最终控制整个循环水系统的压力保持恒定。 从以上分析来看,利用变频器的闭环控制系统,由于变频器的响应特性好,所以使得控制更加方便,精确,通用性好,操作界面也更加友好。 变频器在节能降耗中的作用 关于变频器在节能降耗中的作用,一直存在着争论。我认为,不能一概而论,要视具体的情况而定。 对于纺织加工、轧钢等,负载基本恒定的场合,电机一般工作在额定功率,主要是利用了变频器在平滑加减速、高精度力矩控制、运行可靠性好等方面表现出来的优异性能。在这些场合中,非但不节能,且因为变频器本身造价成本高,其自身也有能耗,从而使得整个系统更加昂贵和耗能。 但是,在风机、水泵等应用场合,节能降耗特性就显得十分明显。在
《变频器应用技术》课程标准 一、教学对象 适用于电气自动化技术专业学生。 二、建议学时及学分 建议学时：32 学分：2 三、先修和后续课程 先修课程：《电机与电气控制技术》《电力电子技术》《PLC应用技术》 后续课程：《过程控制技术》《生产实习》《顶岗实习》 四、课程性质 《变频器应用技术》是电气自动化技术专业的一门专业核心课程。本课程旨在培养学生变频器操作能力，变频器选用、安装、维护能力，运用PLC技术控制变频器运行能力，简单变频器控制系统设计能力、变频器技术资料阅读与利用能力。 五、教学目标 1、变频器操作能力 通过学习和动手操作，使学生具备正确操作变频器的能力。 2、变频器的选用、安装与维护能力 通过了解变频器控制方式的性能特点、变频器的防护等级、容量选择原则，使学生具备正确选择变频器的能力；通过训练以及故障分析与处理的学习，使学生具备安装、维护变频器的能力。 3、运用PLC技术控制变频器运行的能力 通过具体项目实践，使学生具备运用PLC技术控制变频器运行的能力。 4、简单变频器控制系统设计能力 通过学习变频器典型工程应用实例，使学生具备举一反三，能设计简单变频器控制系统的能力。 5、变频器技术资料阅读与利用能力 在项目/任务完成的过程中，逐步培养学生阅读变频器技术资料、从而利用技术资料的能力。 六、能力要求 1、变频器操作能力 具备熟练操作MM420变频器的能力。 （1）熟练MM420变频器键盘操作； （2）熟知MM420变频器控制功能，熟悉其参数代码，平均10秒设定一条参数； （3）熟悉变频器接线端子，能根据控制任务接线图快速完成接线。 2、变频器的选用、安装与维护能力 （1）能够根据负载特性、安装环境准确选用变频器； （2）能够正确布线，特别是屏蔽线和接地线； （3）能够根据干扰源及干扰信号的传播方式，实施适宜的抗干扰措施。 （4）能够根据变频器故障现象，分析出故障原因并实施维修。 3、运用PLC技术控制变频器运行能力
变频调速节能量的计算方法 一、概述 据统计，全世界的用电量中约有60%是通过电动机来消耗的。由于考虑起动、过载、安全系统等原因，高效的电动机经常在低效状态下运行， 采用变频器对交流异步电动机进行调速控制，可使电动机重新回到高效的 运行状态，这样可节省大量的电能。生产机械中电动机的负载种类千差万别，为便于分析研究，将负载分为平方转矩、恒转矩和恒功率等几类机械 特性，本文仅对平方转矩、恒转矩负载的节能进行估算。所谓估算，即在 变频器投运前，对使用了变频器后的节能效果进行的计算预测。变频器一 旦投运后，用电工仪表测量系统的节能量更为准确。现假定，电动机系统 在使用变频器调速前后的功率因数基本相同，且变频器的效率为95%在设计过程中过多考虑建设前，后长期工艺要求的差异，使裕量过大。如火电设计规程SDJ-79规定，燃煤锅炉的鼓风机，引风机的风量裕度分别为5%和5~10%风压裕度为10°%^ 10%~15%设计过程中很难计算管网的阻力，并考虑长期运行过程中可能发生的各种问题，通常总把系统的最大风量和风压裕量作为选型的依据，但风机的系列是有限的，往往选不到合适的风机型号就往上靠，大20%~30的比较常见。生产中实际操作时，对于离心风机、泵类负载常用阀门、挡板进行节流调节，则增加了管路系统的阻尼，造成电能的浪费；对于恒转矩负载常用电磁调速器、液力耦合器进行调节，这两种调速方式效率较低，而且，转速越低，效率也越低。由于电机的电流的大小随负载的轻重而改变，也即电机消耗的功率也是随负载的大小而改变，因此要想精确地计算系统的节能是困难的，在一定程度上影响了变频调速节能的实施。本文介绍用以下的公式来进行节能的估算。 二、节能的估算 1、风机、泵类平方转矩负载的变频调速节能风机、泵类通用设备的用电占电动机用电的50%左右,那就意味着占全国用电量的30%采用电动机变频调速来调节流量，比用挡板、阀门之类来调节，可节电20%~50%如果平均按30%+算，节省的电量为全国总用电量的9%这将产生巨大的社会效益和经济效益。生产中，对风机、水泵常用阀门、挡板进行节流调节，增加 了管路的阻尼，电机仍旧以额定速度运行，这时能量消耗较大。如果用变 频器对风机、泵类设备进行调速控制，不需要再用阀门、挡板进行节流调节，将阀门、挡板开到最大，管路阻尼最小，能耗也大为减少。节能量可 用GB12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式，即： 能量可用GB12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式，即：
变频器应用的场合 变频器是工控系统的重要组成设备，安装在电机前端以实现调速和节能。随着社会需求的不断增长，变频器也逐渐走向多元化、通用型、专用型发展，目前它被应用在众多领域。 临沂星光工控技术有限公司是经营各品牌变频器、PLC及各种低压产品的企业，集销售、服务为一体。公司是贝士德变频器的山东区代理，变频器产品可满足各类高、中、低端市场。下面来了解一下变频器应用的场所： 1、空调负载类 写字楼、商场和一些超市、厂房都有中央空调，在夏季的用电高峰，空调的用电量很大。在炎热天气，北京、上海、深圳空调的用电量均占峰电40%以上。因而用变频装置，拖动空调系统的冷冻泵、冷水泵、风机是一项非常好的节电技术。目前，全国出现不少专做空调节电的公司，其中主要技术是变频调速节电。 2、破碎机类负载 冶金矿山、建材应用不少破碎机、球磨机等水泥机械，该类负载采用变频后效果显着。 3、大型窑炉煅烧炉类负载 冶金、建材、烧碱等大型工业转窑（转炉）以前大部分采用直流、整流子电机、滑差电机、串级调速或中频机组调速。由于这些调速方式或有滑环或效率低，近年来，不少单位采用变频控制，效果极好。 4、压缩机类负载 压缩机也属于应用广泛类负载。低压的压缩机在各工业部门都普遍应用，高压大容量压缩机在钢铁（如制氧机）、矿山、化肥、乙烯都有较多应用。采用变频调速，均带来启动电流小、节电、优化设备使用寿命等优点。 5、辊道类负载 辊道类负载，多在钢铁冶金行业，采用交流电机变频控制，可提高设备可靠性和稳定性。 6、泵类负载 泵类负载，量大面广，包括水泵、油泵、化工泵、泥浆泵、砂泵等，有低压中小容量泵，也有高压大容量泵。 许多自来水公司的水泵、化工和化肥行业的化工泵、往复泵、有色金属等行业的泥浆泵等采用变频调速，均产生非常好的效果。 7、堆取料机类负载 堆取料机是煤场、码头、矿山物料堆取的主要设备，主要功能是堆料和取料。实现自动
变频器的具体应用 济南创恒科技发展有限公司满建江 2012-6-14
变频器如何选择 1变频器的负载类型 2 变频器与负载的匹配问题； I.电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。II. 电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。 III.转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。 3 变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。
变频器如何选择 4 对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔， 此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。5满足控制要求，选择的变频器是否在控制方式、 控制模式、起动转矩、转矩控制精度、速度控制精度、控制信号设定输入、速度反馈控制、多段速度 设定、通信接口等满足要求。 6.满足现场环境的要求，是否能在现场工业环境中正常运行。温度，防水，防尘，防腐蚀气体等
1. 速度开环运行 VLT Motor 12,13 18 27 24V DC 启动/滑停命令 按预定轨迹停车命令 380V AC/50Hz 50 53 55运行速度给定信号 1kΩ/0.5W 基本参数设定: --出厂设定 变频器的几种运行方式
2.速度控制闭环运行 VLT Motor 12,13182724V DC 启动/滑停命令 按预定轨迹停车命令 380V AC/50Hz 50 5355运行速度给定信号 1kΩ/0.5W 测速光电编码器3233编码器B 相通道 编码器A 相通道 20 39 编码器技术参数:1.增量型24V 2.推挽输出,或PNP 开集输出
《变频器应用技术》课程教学大纲 课程所属系部：电气工程系 专业层次：高职高专 适用专业：机电类专业 学制：三年制 理论学时： 30 学时 课内实践学时： 34 学时 起草人：谷俊婷、阚玉怀、门秀华 审核：年月日 批准：年月日 一、课程的性质与任务 本课程是高等职业院校机电类技术专业的一门应用性主干专业课程。课程的主要任务是：结合变频器行业的最新发展情况，通过理论教学、实验、实训，
使学生具备应用和维护维修各种变频器控制系统的基本能力；教会学生利用网络搜索技术资料的方法，使学生具备应用技术资料解决现场问题的能力；在授课过程中培养学生认真的工作作风和严谨的工作态度，树立学生的岗位责任意识；培养学生科学的思维方法和综合的职业能力，以适应职业教育发展的需要。 二、课程的基本要求 1．掌握变频器的内部结构理论和各类外端子的功能，为正确安装、设置变频器及故障分析打基础； 2．深刻理解通用变频器各类功能的含义和作用，为正确设置功能参数打基础； 3．掌握1个品牌变频器的基本操作方法，了解4至5种类型变频器的功能参数码特点和操作方法。 4．能够根据工程需要设计、安装、调试及改造教简单的变频器控制系统； 5．具有将相关课程(电气控制、PLC、单片机、触摸屏等)知识融合在一起，综合应用自动控制系统的能力。 6. 具有变频器控制系统日常维护及故障诊断的基本能力，能够诊断出故障类型（软件设置故障、主电路硬件故障、控制电路故障），能对软件类故障进行修复，能对主电路故障进行准确判断并分析故障原因，能对控制电路的故障范围进行诊断； 7. 具有根据实际设备搜索、查阅变频器相关技术资料，并利用技术资料学习相应变频器知识和操作、解决现场问题的能力。 8．具有根据设计资料、调试过程编写技术文件的能力。 9. 认真的工作作风和严谨的工作态度，具有明确的岗位责任意识；
变频调速器的节能节电技术原理及其应用技术 什么叫变频调速技术，它是一种以改变电机频率和改变电压来达到电机调速目的的技术。大家都知道，目前，无论哪种机械调速，都是通过电机来实现的。从大范围来分，电机有直流电机和交流电机。过去的调速，多数用直流电机，由于直流机调速容易实现。但直流机固有的缺点：滑环和碳刷要经常拆换，给人们带来太大的麻烦。因此有人就想，如果把可靠简单的笼式交流电机用来调速那该多好！因而就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速、液力偶和调速等交流调速方式。当然也出现了滑差电机、绕线式电机、同步机、这些都是交流电机。 到20世纪80年代，由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展，才出现了对交流机来说最好的变频调速技术，它一出现就以其优异的性能逐步取代其它交流电机调速方式，乃至直流电机调速，而成为电气传动的中枢。因而说变频调速是时代的产物，只有在技术高度发展的今天，才能实现。为什么说它是基于电力电子、微电子、信息技术发展的产物？一是它的逆变部分都基于电流很大、电压很高的SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等电力电子器件来完成的。什么叫逆变：就是直流变交流（DC－AC）那么交流变直流就叫整流（AC －DC）。二是它的控制部分和负载状态的检测是由CPU（32位计算机）来完成，这是微电子器件发展的结果。三是内置4－20mA 接口和RS485 接口可以和仪表、DCS 相接，通过总线Profibus、Interbus 通讯。 调速节能原理从二个方面来说明： 1、风机水泵的节电原理就是用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量，这是一个节电的有效途径。在用档风板控制额定风量Q1=100%输出时，则轴功率N1与面积AH1 OQ1成正比，若风量减半Q2 =50%输出时，则轴功率N2与面积BH2 OQ2成正比，它比N1减少不多，这是因为需要克服档风板阻力增大风压所致。如果采用调速控制同样风量减半输出时，转数由n1降至n2，按风机参数比例定律画出n2时的特性曲线，C点为新的工矿点，这时轴功率N2与面积CH3OQ2成正比，在满足同样风量Q2情况下，轴功能降低很多，节省的功率耗损△N与面积BH2H3C成正比，可见节电效果十分显著。 2、流体力学的观点 流量∝转速，压力∝转速^2，轴功率∝转速^3，若转速下降20%，则功率下降到51.2% ；若转速下降50%，则轴功率下降到12.5% ，即使考虑调速装置本身的损耗等因素，节电也是相当可观的。 为此，许多行业、如钢铁、有色、石油、石化、化工、纺织、机械、电力、建材、医药、煤炭、造纸、卷烟、酒店、自来水等行业都在许多设备中采用交流电机变频调速技术，产生节电及增产的效果，下面举几个例子： 实例1、空调类负载
《变频器应用技术》课程教案 一、课程的性质与任务 1、课程的性质 本课程属于电子测量技术与仪器专业（自动化方向）和制浆与造纸（自动化方向）专业的一门应用性专业技术课程。具有理论和实践相结合的课程特点和职业技术特点。 2、课程的任务 结合变频器行业的最新发展情况，学生通过理论教学、实验、实训，使学生具备应用和维护维修各种变频器控制系统的基本能力；教会学生利用网络搜索技术资料的方法，使学生具备应用技术资料解决现场问题的能力；在授课过程中培养学生认真的工作作风和严谨的工作态度，树立学生的岗位责任意识；培养学生科学的思维方法和综合的职业能力，以适应职业教育发展的需要。同时，为今后学生进行机电设备和自动化生产线的电气调试、维修打下较坚实基础。 二、课程目标 （一）总目标 通过模块教学、任务引领、项目活动，掌握变频器的使用和维护、自动化设备及电气控制系统运行与维护的技能和相关理论知识，在完成本专业相关岗位的工作任务中，培养诚实、守信、善于沟通和合作的品质，树立环保、节能、安全等意识，为发展职业能力奠定良好的基础。
（二）具体目标 1．理论知识要求： 1）掌握变频器的内部结构理论和各类外端子的功能，为正确安装、设置变频器及故障分析打基础； 2）深刻理解通用变频器各类功能的含义和作用，为正确设置功能参数打基础； 3）掌握一个品牌变频器的基本操作方法，了解3至5种类型变频器的功能参数码特点和操作方法。 4）能够根据工程需要设计、安装、调试及改造教简单的变频器控制系统； 5）具有将相关课程(电气控制、PLC、单片机、触摸屏等)知识融合在一起，综合应用自动控制系统的能力。 6）具有变频器控制系统日常维护及故障诊断的基本能力，能够诊断出故障类型（软件设置故障、主电路硬件故障、控制电路故障），能对软件类故障进行修复，能对主电路故障进行准确判断并分析故障原因，能对控制电路的故障范围进行诊断； 2．技能要求： 1)具有根据实际设备搜索、查阅变频器相关技术资料，并利用技术资料学习相应变频器知识和操作、解决现场问题的能力。 2)具有根据设计资料、调试过程编写技术文件的能力。 3．职业能力： 1）认真的工作作风和严谨的工作态度，具有明确的岗位责任意识； 2）具有科学的思维方法、创新精神、实践能力和继续学习新技术的能力。 三、课程内容 1、课程教学目标的选择依据 以能力为本位的培养目标，是课程内容选择和定位的方向。学习内容的选择指向——工作过程性知识，主要解决“怎么做”和“怎么做的更好”的问题，以工作过程为坐标系，选取与职业工作过程紧密相关的知识，实施“工作本位”，“工-学”结合的学习模式。《变频器应用技术》课程内容的选取和内容的序化，要有利于学生通过课程学习，尽可能地获取与工作过程有关的经验和策略。
变频器节能效率计算标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
概述 在许多情况下, 使用变频器的目的是调速, 尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说, 设计选型往往以最大工况来选。与实际的工况存在较大的可调整空间。在运行中根据实际运行需要，按照流量、杨程等调节电动机的转速，从而改变电动机的输出转矩和输出功率，以代替传统上利用挡板和阀门进行的流量和扬程的控制, 节能效果非常明显。同时分析变频器在选型、应用中的注意事项。 1变频调速原理 三相异步电动机转速公式为: 60f n= 式中：n-电动机转速，r/min； f-电源频率，Hz； p-电动机对数 s-转差率, 从上式可见交流电动机的调速可以概括为改变极对数，控制电源频率以及通过改变参数如定子电压、转子电压等使电机转差率发生变化等几种方式。变频器效率维持在94%~96%，变频调速是一种高效率、高效能的调速方式，使异步电动机在整个工作范围内保持正常的小转差率下运转，实现无极平滑调速。
变频工作原理 异步电动机的额定频率称为基频，即电网的频率，在我国为50Hz 。电机定子绕组内部感应电动势为 U 1≈U 1=4.44U 1UU 1 1 式中U 1-定子绕组感应电动势，V ； 1-气隙磁通，Wb ； U -定子每相绕组匝数； U 1-基波绕组系数。 在变频调速时，如果只降低定子频率U 1，而定子每相电压保持不变，则必然会造成1增大。由于电机制造时，为提高效率减少损耗，通常在U 1=U U ，U 1=U U 时，电动机主磁路接近饱和，增大 1势必使主磁路过饱和，将导致励磁电流急剧增大，铁损增 加，功率因素降低。 若在降低频率的同时降低电压使U 1U 1?保持不变则可保持1不变从而避免了主磁路过饱和现象的发生。这种方式称为恒磁通控制方式。此时电动机转矩为 T =U 1UU 12π(U 2U +UU 22 U 2)(U 1U 1)2 式中T -电动机转矩，； U 1—电源极对数；
变频技术及应用习题集 一、填空题 1．三相异步电动机调速方式包括：调频调速、改变极对数、改变转差率。 2．变频器是将工频交流电变为电压和频率可调的交流电的电器设 备。机械特性是指电动机在运行时，其转速与电磁转矩之间的关系，即 n=f(T)。 3．变频器按变换环节可分为交—交型和交—直—交型变频器。按用途可分为通用变频器和专用变频器。变频器，按滤波方式不同可分为电压型和电流型两种。电压型变频器中间直流环节采用大（电容）滤波，电流型变频器中间直流环节采用高阻抗（电感）滤波。变频器按供电电源的相数分为（单相）变频器和（三相）变频器（没有两相变频器）。 4．变频器输入侧的额定值主要是（电压）和（相数）。变频器输出侧的额定值主要是输出（电压）、（电流）、（容量）、配用电动机容量和超载能力。变频器的频率指标有频率范围、频率精度、频率分辨率。 5．变频器的组成可分为主电路和控制电路，变频器主电路由整流 电路、中间直流电路、逆变器三部分组成。变频器主电路由整流及滤 波电路、逆变电路和制动单元组成。变频器的制动单元一般连接在整流器 和逆变器之间。变频器主电路由整流及滤波电路、和制动单元 组成。整流电路的功能是将交流电转换为直流电；中间电路具有滤波和制动作用； 逆变电路可将直流电转为频率和幅值都可以调的交流电。 6．直流电抗器的主要作用是提高功率因素和抑制冲击电流。输入交流电抗器的主要作用是抑制变频器输入电流的高次谐波和提高功率因素。 7．变频器的主电路，通常用R、S、T或L1、L2、L3 表示交流电源的输入端，用U、V、W 表示输出端。变频器的主电路中，断路器的功能主要有隔离作用和短路保护作用。变频器的通、断电控制一般采用空气开关和接触器，这样可以方便地进行自动或手动控制，一旦变频器出现问题，可立即切断电源。直流电抗器的主要作用是改善变频器的输入，防止电源对变频器的影响，保护变频器及抑制。为了使变频器制动电阻免遭烧坏，采用的保护方法是热继电器过载保护。变频器的通、断电控制一般均采用接触器控制，这样可以方便的进行自动或手动控制，一旦变频器出现问题，可立即自动切断电源。 8．变频调速时，基本频率以下的调速属于恒转矩调速，基本频率以上的属于恒功率调速。基频以下调速时，变频装置必须在改变输出频率的同时改变输出电压的幅值。为了保持磁通恒定，必须保持U/F= 常数。 9．变频器控制方式主要有U / f 控制、矢量控制、直接转矩
变频器在工作过程中是如何实现节能 一、引言 在工业生产和产品加工制造业中，风机、泵类设备应用范围广泛；其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%~25%，是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入，市场竞争的不断加剧；节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一.而八十年代初发展起来的变频调速技术，正是顺应了工业生产自动化发展的要求，开创了一个全新的智能电机时代。一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式，使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出，从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。八十年代末，变频调速技术引入我国并得到推广。现已在电力、冶金、石油、化工、造纸、食品、纺织等多种行业的电机传动设备中得到实际应用。目前，变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向。卓越的调速性能、显著的节电效果，改善现有设备的运行工况，提高系统的安全可靠性和设备利用率，延长设备使用寿命等优点随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。二、综述 通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费
《PLC与变频器技术应用》复习题 1．填空题 (1)PLC是通过一种周期扫描工作方式来完成控制的，每个周期包括输入采样、程序处理、 输出刷新三个阶段。 (2)定时器的线圈开始定时，定时时间到，常开触点闭合，常闭触点断开。 (3)通用定时器被复位，复位后其常开触点断开，常闭触点闭合，当前值变为0。 (4)OUT指令不能用于输入寄存器X 继电器。 (5)M8002 是初始化脉冲。当PLC处于RUN状态时，M8000一直为 ON 。 (6)FX2N型PLC的输入/输出继电器采用八进制进行编号，其他所有软元件均采用十 进制进行编号。 (7)若梯形图中输出继电器的线圈“通电”，对应的输出映像寄存器为 1 状态，在输出 处理阶段后，继电器输出模块中对应的硬件继电器的线圈得电，其常开触点闭合，外部负载得电。 (8)外部输入电路断开时，对应的输入映像寄存器为状态 0 ，梯形图中对应的输入继电 器的常开触点断开，常闭触点闭合。 (9)说明下列指令意义。 ORB _____块或______________； RST_________复位___________； LDI_______取反____________ _； MPP_________进栈___________； SET________置位____________； PLS______上升沿微分_________； (10)在PLC指令中，分别表示置位和复位的指令是 SET、RST。 (11)计数器的当前值等于设定值时，其常开触点闭合，常闭触点断开。复位输 入电路断开时，计数器被复位，复位后其常开触点断开，常闭触点闭合，当前值为 0。 (12)变频器具有多种不同的类型：按变换环节可分为交-直-交变频器和交-交变 频器；按改变变频器输出电压的方法可分为脉幅调制(PAM) 变频器和脉宽调制(PWM) 变频器。 (13)变频调速时，基频以下的调速属于恒转矩调速，基频以上的调速属于恒功率 调速。 (14)变频器是把电压、频率固定的工频交流电变为电压可调和频率可调的交流 电的变换器。 (15)在U/f控制方式下，当输出频率比较低时，会出现输出转矩不足的情况，要求变频 器具有转矩补偿功能。 (16)三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与磁极对数有关。
变频器的节能方式 变频器节能方式主要表现在风机、水泵、提升机的应用上。为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。您知道变频器节能方式吗可以节省30%能源？因为软起动器是直起，自耦和星三角起动器到变频调速器的过渡产品，除电动机工作负载在90%以上工况，其他工况采用软起动起动方式的都可以采用变频器，因为变频器节能30%左右。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。使用变频器可有效解决这一难题：功率因数补偿节能，无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。 软启动节能，电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命，节省了设备的维护费用 变频调速节能风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。使用变频调速后，如果流量（风量）要求小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求，此时电动机的运行功率相应降低，从而达到节约电能的目的。(由流体力学可知，P（功率）＝Q（流量）×H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。所队当所要求的流量Q减少时，可调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低。这时，电动机的功率P将按三次方关系大幅度地降低，比调节挡板、阀门节能40％一50％，从而达到节电的目的。) 专用专用节能型变频器，主要应用于注塑机，空压机上。可节约能源15%-60%，大大降低了企业生产成本。实际上变频器的节能作用是与生俱来的。应用变频调速，可以大大提高电机转速的控制精度
变频器技术应用题库与部分答案 《变频器技术应用》试题库 一、选择题 1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（C）。 A：PWM B：PAM C：SPWM D：SPAM 2、对电动机从基本频率向上的变频调速属于（A）调速。 A：恒功率B：恒转矩 C：恒磁通D：恒转差率 3、下列哪种制动方式不适用于变频调速系统（C）。 A：直流制动B：回馈制动 C：反接制动D：能耗制动 4、对于风机类的负载宜采用（D）的转速上升方式。 A：直线型B：S型C：正半S型D：反半S型 5、N2系列台安变频器频率控制方式由功能码（B）设定。 A：F009B：F010C：F011D：F012 6、型号为N2-201-M的台安变频器电源电压是（B）V。 A：200B：220C：400D：440 7、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（B）有关系。 A：磁极数B：磁极对数C：磁感应强度D：磁场强度 8、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（D）。A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT
9、IGBT属于（B）控制型元件。 A：电流B：电压C：电阻D：频率 10、变频器的调压调频过程是通过控制（B）进行的。 A：载波B：调制波C：输入电压D：输入电流 11、为了适应多台电动机的比例运行控制要求，变频器设置了（A）功能。 A：频率增益B：转矩补偿C：矢量控制D：回避频率 12、为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有（B）功能。A：转矩补偿B：转差补偿C：频率增益D：段速控制 13、变频器安装场所周围振动加速度应小于（C）g。 A：1B：C：D： 14、变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（A）型。A：电流B：电阻C：电感D：电容 15、N2系列台安变频器操作面板上的SEQ指示灯在（）发光。A：F10=0B：F10=1C：F11=0D：F11=1 16、N2系列台安变频器操作面板上的显示屏幕可显示（b）位数字或字母。 A：2B：3C：4D：5 17、在U/f控制方式下，当输出频率比较低时，会出现输出转矩不足的情况，要求变频器具有（C）功能。 A：频率偏置B：转差补偿C：转矩补偿D：段速控制 18、变频器常用的转矩补偿方法有：线性补偿、分段补偿和（B）