变频调速技术实验研究及其应用分析_secret
- 格式:doc
- 大小:61.00 KB
- 文档页数:9
变频调速在工业生产中的应用研究随着科技的不断发展和进步,工业领域也在不断的推陈出新。
其中,变频调速是一个被广泛采用和应用的技术手段,它可以提高工业生产效率,降低成本,实现节能减排。
本文将重点探讨变频调速在工业生产中的应用研究。
一、变频调速技术概述变频调速技术是一种通过调整电机转速来控制电机负载的方法。
它的基本原理是通过改变电机输入电源的频率来控制电机的转速,以达到负载匹配的目的,从而实现工业生产的节能、减排和降低成本的目标。
二、变频调速在机械生产中的应用变频调速已经广泛应用于各种机械设备的控制中,其中包括:风机、压缩机、水泵、输送带、破碎机等。
通过使用变频调速技术,这些设备不仅可以很好地满足工业生产的需求,还可以有效地节约能源和降低生产成本。
以破碎机为例,采用变频调速技术可以实现破碎机的整个工作过程的精确控制。
比如,可以根据生产过程的需求对电机的速度进行调节,达到生产过程中最佳的效率和能耗的平衡点,从而保证破碎机的生产效率和生产质量。
三、变频调速在电力系统中的应用在电力系统中,变频调速技术也得到了广泛的应用。
以变频调节的机组为例,通过对机组的整个过程进行调节,可以优化进、出水口和喷嘴的设计,达到节能降耗的目的。
同时,在电力系统中,还可以利用变频调速技术对电力系统的功率进行有选择性地调节,以实现对电网的平衡控制,从而实现对电力系统的优化。
四、变频调速在水处理中的应用在水处理领域,变频调速技术可以用来调节水泵的负荷,从而有效地降低电能的消耗。
同时,根据不同的水处理过程需求,变频调速技术还可以实现对水流速度和水质的控制,以达到水处理的最佳效果。
五、结论和展望总的来说,变频调速技术的应用已经成为了工业生产中不可或缺的一个环节。
它的应用不仅可以降低能源的消耗,降低生产成本,更可以提高生产效率和产品品质,为工业生产的高质量、高效率、高可靠性奠定了坚实的基础。
未来,我们可以期待更多更先进的变频调速技术的出现,为工业生产做出更大的贡献。
电机拖动中变频调速技术的应用分析随着科技的发展和工业自动化水平的提高,电机在工业生产中的应用越来越广泛,其中电机拖动是工业生产中的核心环节之一。
在电机拖动中,由于不同工况和负载的需求,需要对电机进行调速以满足生产的需求。
而变频调速技术正是一种高效、灵活的调速方式,被广泛应用于电机拖动中。
本文将对电机拖动中变频调速技术的应用进行分析,并探讨其优势和发展趋势。
一、变频调速技术的原理及特点1. 原理变频调速技术是利用变频器来控制电机的转速,通过调整变频器的输出频率和电压,从而改变电机的运行状态。
变频器通过对交流电源进行整流、滤波和逆变处理,将直流电转换成变频交流电,再经过变频器内部的逻辑控制器对电机进行调速操作。
2. 特点(1)精确控制:变频调速技术可以精确地控制电机的转速,满足不同负载下的运行需求。
(2)节能高效:相比于传统的调速方式,变频调速技术可以根据负载情况自动调整电机的运行速度,减少能源消耗,提高设备的运行效率。
(3)低噪音:变频调速技术在调速过程中可以减少电机的噪音和振动,提升工作环境的舒适度。
(4)扭矩平稳:通过变频器对电机进行调速,可以使电机的扭矩输出更加平稳,降低设备的损耗和维护成本。
1. 工程机械在工程机械中,如起重机、挖掘机等设备的电机拖动中,需要根据工况和负载的变化来调整电机的转速,以确保设备的稳定运行。
此时,变频调速技术可以根据具体负载情况实时调整电机的转速,提高设备的性能和安全性。
2. 制造业在制造业中,各种生产设备都需要电机进行拖动,而且在生产过程中,由于产品的种类和工艺的不同,电机的负载也会有所变化。
利用变频调速技术,可以根据生产需要调整电机的转速,提高生产效率和产品质量。
三、变频调速技术在电机拖动中的优势1. 灵活性变频调速技术可以根据不同的工况和负载需求,实时调整电机的转速,灵活性强,适用范围广。
2. 省能高效相比于传统的调速方式,变频调速技术可以根据负载情况自动调整电机的运行速度,减少能源消耗,提高设备的运行效率,达到节能高效的效果。
变频调速系统技术的研究与应用随着科技的不断进步和电力设备的智能化发展,变频调速系统技术在工业生产中得到了广泛的应用。
变频调速系统是一种通过调整电机的转速来控制设备的输出功率和运行效率的技术,具有节能、环保、高效的特点,对于提高生产效率、减少能源消耗具有重要意义。
本文将对变频调速系统技术的研究与应用进行探讨。
变频调速系统技术是在传统的固定转速电机技术的基础上发展起来的。
传统电机通常具有固定的转速,当工作负载发生变化时,负载的变化会引起电机的效能下降,从而浪费了大量的电力资源。
而变频调速系统技术可以通过改变电机的输出频率和电压,实现电机的无级调速,使得电机的转速能够跟随负载变化,从而达到节能降耗的目的。
变频调速系统技术的研究主要包括电机驱动器的设计和控制系统的优化。
电机驱动器是变频调速系统的核心部件,它通过改变输入的直流电压和频率,控制电机的转速。
电机驱动器的设计需要考虑多个因素,如电机的功率、转矩、转速要求等,同时还需要优化器设计的结构,使得其具备高效、稳定、可靠的性能。
在控制系统方面,变频调速系统通常采用PID控制算法,通过测量电机的转速和负载的变化,实时调整驱动器的输出信号。
PID控制算法具有简单、稳定、易于实现的优点,广泛应用于变频调速系统中。
此外,还有一些先进的控制算法,如模糊控制算法、神经网络控制算法等,可以进一步提高变频调速系统的控制精度和稳定性。
变频调速系统技术在许多工业领域中得到了广泛的应用。
首先是风力发电领域,由于风力发电机组的输出功率与风速的关系密切,所以变频调速系统可以根据风速的变化,实时调整发电机组的转速,提高发电效率。
其次是空调系统领域,变频调速系统可以根据室内温度的变化,调整空调压缩机的转速,实现恒温控制。
再次是水泵系统领域,通过调整水泵的转速,可以实现水流量的控制和节约能源。
此外,变频调速系统还广泛应用于电梯、电机车、切割机、注塑机等工业设备中。
总结起来,变频调速系统技术是一种节能、环保、高效的电控技术,在工业生产中具有重要应用意义。
电机拖动中变频调速技术的应用分析一、变频调速技术概述变频调速技术是指通过改变电机输入的电压和频率,从而实现对电机转速的控制,进而实现对设备或生产过程的控制。
它是由变频器、电机和相关控制系统组成的一种成套技术,其主要功能是将来自电源的交流电转换为直流电,再通过逆变器将其转换为可调的交流电源,以实现对电机转速的控制。
变频调速技术具有调速范围广、精度高、响应速度快、节能减排等诸多优点,因此在电机拖动中得到了广泛的应用。
1. 调速范围广:变频调速技术能够实现对电机的无级调速,其调速范围通常在0-3000Hz,可以满足不同工况下对电机转速的灵活控制需求。
2. 节能减排:与传统的调速方式相比,变频调速技术能够有效减少电机的启动冲击,并且在轻载和部分负载情况下能够降低电机的运行能耗,从而达到节能减排的效果。
3. 精度高:变频调速技术具有较高的控制精度,能够根据生产过程的需要实时调整电机的转速,对于一些对精度要求较高的生产过程非常适用。
4. 响应速度快:变频器能够快速响应外部的控制信号,实现对电机转速的快速调整,可以满足生产过程中频繁调速的需求。
5. 系统稳定性好:通过变频调速技术,可以降低电机在启动和运行过程中的冲击和震动,提高了系统的稳定性和可靠性。
1. 工业生产中的电机拖动应用在各种工业生产设备中,电机拖动广泛应用于各类传动设备和生产设备中。
而采用变频调速技术后,不仅能够提高设备的运行效率和产品的质量稳定性,还能够实现节能减排,为企业降低生产成本和提高竞争力。
在地铁、轻轨、电梯和升降设备等交通运输设备中,电机拖动作为驱动动力的关键部件,对于工作效率和安全性要求都非常高。
采用变频调速技术后,可以实现对车辆和设备的平稳启动和停止,并且能够实现对速度的精细控制,从而提高了交通运输设备的运行效率和安全性。
在暖通空调系统中,电机拖动作为循环风机、冷凝风机和水泵等设备的驱动方式,对系统的能效和节能效果起着至关重要的作用。
邵阳学院毕业设计(论文)课题名称变频器调速系统的研究与应用学生姓名学号 2 6 院(系)、专业机械与能源工程学院机电一体化指导老师2006年6月5日邵阳学院毕业设计(论文)任务书注:1、此表由指导教师填写,经各系、教研室主任审批生效;2、此表1式3份,学生、指导教师、教研室各1份。
指导教师(签名)学生(签名)摘要变频调速具有高效率、宽范围和高精度等特点,是目前运用最广泛且最有发展前途的调速方式。
交流电动机变频调速系统的种类很多,从早期提出的电压源型变频器开始,相继发展了电流源型,脉宽调制等各种变频器。
目前变频调速的主要方案有:交-交变频调速,交-直-交变频调速,同步电动机自控式变频调速,正弦波脉宽调制(SPWM)变频调速,矢量控制变频调速等。
这些变频调速技术的发展很大程度上依赖于大功率半导体器件的制造水平。
随着电力电子技术的发展,特别是可关断晶闹管GT0,电力晶体管GTR,绝缘门极晶体管IGBT,MOS晶闸管及MTC等具有自关断能力全控功率元件的发展,再加上控制单元也从分离元件发展到大规模数字集成电路及采用微机控制,从而使变频装置的快速性,可靠性及经济性不断提高,变频调速系统的性能也得到不断完善。
本文针对变频调速器的电压选择方案,以及在运行中高次谐波的产生和抑制问题进行阐述和变频调速系统的应用举例关键词:变频调速谐波变频器AbstractThe characteristic of Frequency conversion adjustment of speed isthe high efficiency, the width scope and the high accuracy and so on. At present, it obtains the widespread utilization, and is most has the development future the velocity modulation way。
变频调速技术实验研究及其应用分析摘要:从变频调速的基本原理开始,讨论了电动机调速与节能的关系,根据实验数据,结合生产实践中大量使用的风机、水泵进行分析,指出变频调速有利于节能及其它优势,并结合相关实例说明了使用变频技术带来的经济效益。
1.概述我国的能源供应还很紧张,最大限度的利用能源是一种客观要求。
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。
近年来变频技术被广泛的应用在生产、生活的各个方面,就是由于使用了变频技术可以大幅度提高能源的利用率。
2变频调速2.1 变频调速的基本原理在变频调速中使用最多的变频调速器是电压型变频调速器,由整流器、滤波系统和逆变器三部分组成。
在其工作时首先将三相交流电经桥式整流装置整为直流电,脉动的直流电压经平滑滤波后在微处理器的调控下,用逆变器将直流电再逆变为电压和频率可调的三相交流电源,输出到需要调速的电动机上。
由电工原理可知电机的转速与电源频率成正比,通过变频器可任意改变电源输出频率从而任意调节电机转速,实现平滑的无级调速。
2.2 电动机调速与节能的关系风机和水泵都是流体机械,流体机械的转速变化与其流量、压力和功率之间的变化有如下的关系:Q1/Q2=n1/n2H1/H2=(n1/n2)2P1/P2=(n1/n2)3上述式子中Q1、H1、P1分别代表转运n1时的流量、压力、功率。
Q2、H2、P2、分别代表转速n2时的流量、压力、功率。
即流量与转速的一次方成正比:压力与转速的平方成正比;功率与转速的三次方成正比。
由此可见,当通过降低转速以减少流量来达到节流目的时,所消耗的功率将降低很多。
例如:当转速降到80%时,流量减少到80%,而轴功率却下降到额定功率的(80%)3≈51%;若流量需减少到40%,则转速相应减少到40%,此时轴功率下降到额定功率的(40%)3≈6.4%。
变频调速技术实验研究及其应用分析引言随着工业自动化水平的不断提高,对电机控制技术的要求也越来越高。
变频调速技术作为一种先进的电机控制技术,已经在许多领域得到广泛应用。
本文将针对变频调速技术进行实验研究,并对其应用进行分析。
1. 变频调速技术简介1.1 变频调速的原理变频调速技术是利用变频器来改变电机的工作频率,从而实现电机的调速。
变频器通常由整流器、滤波器、逆变器以及控制电路等组成。
其中,逆变器是实现电机频率调整的核心部件。
1.2 变频调速的优势相比传统的机械调速方式,变频调速具有以下优势: - 实现电机无极调速,调速范围广; - 减小了电机的起动电流,提高了电机的起动性能; - 降低了电机的运行噪音; - 节约了能源消耗。
2. 变频调速技术的实验研究2.1 实验目的本实验的目的是研究变频调速技术在电机控制中的应用情况,以及其对电机运行性能的影响。
2.2 实验装置与方法本实验采用了一台变频器与一台三相异步电机作为实验装置。
首先通过调整变频器参数,设置电机的运行频率,然后观察电机的运行状态和性能指标。
2.3 实验结果与分析经过实验,我们得到了电机在不同频率下的运行情况。
随着频率的增加,电机的转速也逐渐增加,同时电机的功率消耗也有所增加。
由此可见,变频调速技术可以有效地控制电机的转速,并在一定范围内实现能效优化。
3. 变频调速技术的应用分析3.1 工业领域的应用在工业领域中,变频调速技术已经广泛应用于各种电机驱动系统中。
例如,在风力发电系统中,利用变频调速技术可以根据风力的大小来调节电机的转速,从而最大程度地利用风能。
在制造业中,变频调速技术可以实现精确的生产过程控制,提高生产效率和产品质量。
3.2 家电领域的应用变频调速技术在家电领域也得到了广泛应用。
例如,变频空调可以根据房间的温度和需求来自动调节风速和温度,达到节能和舒适的效果。
变频洗衣机可以根据衣物的负载来自动调节水位和洗衣时间,提高洗涤效果和节约水电。
变频调速技术在电机控制中的应用研究引言:电机作为电气工程中的重要组成部分,广泛应用于各个领域。
为了提高电机的性能和效率,变频调速技术应运而生。
本文将探讨变频调速技术在电机控制中的应用研究,从基本原理、优势和挑战等方面进行深入分析。
一、变频调速技术的基本原理变频调速技术是通过改变电机供电频率来实现电机转速的调节。
传统的电机控制方法是通过改变电压的大小来调节电机转速,而变频调速技术则是通过改变电压的频率来实现。
通过将电源交流电转换为直流电,再通过逆变器将直流电转换为可调频的交流电,从而实现对电机转速的精确控制。
二、变频调速技术的优势1. 精确控制:变频调速技术可以实现对电机转速的精确控制,可以根据实际需求进行调节,提高电机的运行效率和性能。
2. 节能降耗:传统的电机控制方法存在能量浪费的问题,而变频调速技术可以根据负载需求自动调节电机的转速,从而实现节能降耗的效果。
3. 提高启动性能:变频调速技术可以实现电机的平稳启动,避免了传统启动方式中电机启动时的冲击和振动,延长了电机的使用寿命。
4. 减少机械损耗:传统的电机控制方法中,电机在无负载或轻负载状态下也需要以额定转速运行,而变频调速技术可以根据负载需求自动调节电机转速,减少了机械损耗。
三、变频调速技术在电机控制中的应用研究1. 工业领域:变频调速技术在工业领域中广泛应用,例如在机械制造、石油化工、冶金等行业中的泵、风机、压缩机等设备中,通过变频调速技术可以实现对设备的精确控制,提高生产效率和产品质量。
2. 建筑领域:在建筑领域中,变频调速技术可以应用于电梯、空调等设备中,通过精确调节电机转速,实现对设备的平稳运行和节能控制。
3. 交通运输领域:在交通运输领域中,变频调速技术可以应用于电动汽车、高铁等交通工具中,通过精确调节电机转速,提高车辆的性能和能源利用效率。
四、变频调速技术的挑战1. 电磁干扰:变频调速技术中的逆变器会产生高频噪声和电磁干扰,对周围的其他设备和系统造成干扰。
交流变频调速技术及应用实训报告变频调速技术是一种能够通过改变电机运行频率来实现调速的技术。
它主要通过改变电机的输入电压和频率来控制电机的转速。
变频调速技术被广泛应用于各个领域,如工业制造、能源、交通运输等,并且其应用范围不断扩大。
变频调速技术的主要原理是通过交流变频器来改变电源电压的频率和大小,从而实现电机的调速。
交流变频器通常由整流器、逆变器、控制电路和滤波电路等组成。
整流器将交流电源转换为直流电源,逆变器则将直流电源转换为可调的交流电源。
控制电路负责对变频器进行控制和保护,滤波电路则用于过滤器输出的电流波形。
变频调速技术具有很多优点。
首先,它能够实现电机的连续调速,从而满足不同工况下的需求。
其次,变频调速技术能够提高电机的效率,降低能耗和运行成本。
此外,变频调速技术还能够减少设备的机械损耗和电气损耗,提高设备的可靠性和寿命。
变频调速技术在工业制造领域有广泛的应用。
它可以用于水泵、风机和压缩机等能够通过调整转速来控制流量和压力的设备。
通过变频调速技术,可以根据实际需求来调整设备的工作状态,从而实现能源的节约和运行的稳定。
此外,在制造过程中,变频调速技术还能够实现精确的位置控制,提高生产效率和产品质量。
在能源领域,变频调速技术可以应用于风力发电和太阳能发电等可再生能源的转换和调度。
通过变频调速技术,可以实现风力发电机组和太阳能发电系统的高效运行和电网的稳定接入。
此外,变频调速技术还可以用于电动汽车的驱动系统,提高电动汽车的性能和续航里程。
交通运输领域也是变频调速技术的应用领域之一。
他可以应用于高速和城市轨道交通的电机驱动系统。
通过变频调速技术,可以实现电机的高效、安全、稳定的运行,提高交通运输系统的运营效率和乘客的舒适性。
综上所述,变频调速技术是一种重要的控制技术,其在各个领域都有广泛的应用。
通过变频调速技术,可以实现电机的连续调速、节能、安全和稳定运行。
随着科技的不断发展,变频调速技术的应用范围还将继续拓展,并且在未来的发展中将发挥更加重要的作用。
变频调速技术及应用电子与电气工程是现代科技的重要领域之一,涵盖了广泛的技术和应用。
其中,变频调速技术作为电气工程的重要分支,对于提高能源利用效率和实现自动化控制具有重要意义。
本文将对变频调速技术及其应用进行探讨。
一、变频调速技术的原理变频调速技术是通过改变电机的供电频率来实现对电机转速的调节。
其基本原理是通过将交流电转换为直流电,再经过逆变器将直流电转换为可调频的交流电,从而实现对电机转速的控制。
变频器作为变频调速技术的核心设备,能够根据实际需求调整输出频率和电压,从而实现电机的高效运行。
二、变频调速技术的优势1. 节能高效:传统的电机调速方式往往通过改变电机的电压来实现,效率较低。
而变频调速技术通过调整电机的供电频率,使电机在不同负载下都能以最佳运行效率工作,从而实现能源的节约和提高电机的效率。
2. 精确控制:变频调速技术可以实现对电机转速的精确控制,能够满足不同工况下的要求,使得电机在不同负载下都能保持稳定的运行速度。
3. 起动平稳:传统的启动方式往往会对电机产生冲击,容易造成机械设备的损坏。
而变频调速技术可以实现电机的平稳启动,避免了冲击对设备的损坏。
三、变频调速技术的应用领域1. 工业制造:在工业制造领域,变频调速技术广泛应用于各种机械设备,如风机、水泵、压缩机等。
通过变频调速技术,可以实现对设备的精确控制,提高生产效率和产品质量。
2. 交通运输:在交通运输领域,变频调速技术被广泛应用于电动车辆、电动机车等交通工具。
通过变频调速技术,可以实现对电动车辆的高效控制,提高能源利用效率和行驶稳定性。
3. 新能源领域:随着新能源的发展,变频调速技术在风力发电、太阳能发电等领域也得到了广泛应用。
通过变频调速技术,可以实现对新能源发电设备的高效控制,提高能源转换效率。
总结:变频调速技术作为电气工程的重要分支,在工业制造、交通运输、新能源等领域都有着广泛的应用。
其通过改变电机的供电频率,实现对电机转速的调节,具有节能高效、精确控制、起动平稳等优势。
现代变频调速实验报告实验报告:现代变频调速摘要本实验主要通过搭建变频器实验装置,研究变频调速技术在现代工业中的应用。
通过实验,提高了学生对于变频调速技术的理解,并且了解了其在实际工程中的应用。
1.引言变频技术在现代工业中的应用越来越广泛。
变频器是变频调速的核心设备,它主要通过改变电机的供电频率和电压来实现调速效果,具有调速范围广、控制精度高的特点。
本实验通过搭建变频器实验装置,并进行实验操作,来了解变频调速的基本原理和应用。
2.实验目的1)了解变频调速技术的基本原理;2)学习变频调速实验装置的搭建;3)掌握变频调速实验的操作方法;4)了解变频调速技术在实际工程中的应用。
3.实验装置及原理实验装置主要包括变频器、电动机和加载机构。
变频器用于控制电动机的转速,可以通过改变电动机的供电频率和电压来实现调速。
电动机是变频调速的执行器,根据变频器的控制信号来改变转速。
加载机构则是为了能够对电动机施加一定的负载,以便观察和分析调速效果。
4.实验步骤1)搭建实验装置,包括将电动机与变频器连线,连接加载机构;2)设置变频器的参数,包括电源频率、电压、控制方式等;3)启动变频器,设置合适的转速;4)观察电动机的转速变化并记录数据;5)改变变频器的参数,进行多组实验,并记录数据;6)分析实验结果,总结变频调速的优点和应用。
5.实验结果与分析在实验过程中,我们通过改变变频器的参数来调节电动机的转速。
实验结果表明,随着电源频率的增加,电动机转速也增加。
而改变电压则可以使电动机转速有一个线性变化。
此外,改变控制方式也会对电动机转速产生不同的影响。
通过实验结果的分析,我们可以得出变频调速技术具有调速范围广、控制精度高的优点。
6.结论本实验通过搭建变频器实验装置,进行了现代变频调速实验,深入了解了变频调速技术的基本原理和应用。
通过实验数据的分析,得出变频调速技术具有调速范围广、控制精度高的优点。
因此,变频调速技术在现代工业中具有重要的应用价值。
变频调速实验报告变频调速实验报告引言:变频调速作为一种先进的电机控制技术,已经在工业生产中得到广泛应用。
本实验旨在通过对变频调速系统的搭建和实际测试,深入了解其原理和性能,并对其在实际应用中的优势和限制进行分析。
一、实验目的本实验旨在通过搭建变频调速系统,实现对电机转速的精确控制,并对其调速性能进行测试和分析,以便更好地了解变频调速技术的优势和应用范围。
二、实验原理变频调速技术是通过改变电机供电频率来实现对电机转速的调节。
其基本原理是通过变频器将交流电转换为直流电,再通过逆变器将直流电转换为可调频率的交流电,从而控制电机的转速。
三、实验装置本实验所使用的装置包括电机、变频器、逆变器、控制器和测速仪等。
其中,电机作为被控对象,变频器用于将电源频率转换为可调频率的交流电,逆变器则用于将直流电转换为交流电,控制器则用于对变频器和逆变器进行控制,测速仪用于测量电机的转速。
四、实验步骤1. 搭建实验电路:将电机与变频器、逆变器、控制器和测速仪连接起来,确保电路连接正确无误。
2. 设置控制参数:根据实验要求,设置控制器的参数,包括电机额定转速、变频器输出频率等。
3. 运行实验:通过控制器对变频器和逆变器进行控制,调节电机的转速,并通过测速仪实时测量电机的转速。
4. 记录数据:在不同频率下,记录电机的转速和实际输出频率,并进行数据分析和对比。
5. 性能评估:根据实验数据,评估变频调速系统的性能,包括调速精度、响应时间等指标。
五、实验结果与分析通过实验数据的记录和分析,我们可以得出以下结论:1. 变频调速系统可以实现对电机转速的精确控制,调速精度高。
2. 变频调速系统响应时间快,能够在较短时间内实现对电机转速的调节。
3. 变频调速系统在不同频率下,电机的转速变化平稳,无明显抖动现象。
4. 变频调速系统的效率较高,能够有效降低能耗和噪音。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了变频调速技术的原理和性能,并通过实际测试验证了其优势和应用范围。
变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的应用研究一、变频调速技术概述变频调速技术是一种通过改变电机供电频率以达到调整电机转速的技术。
它是以晶闸管、IGBT、MOSFET等功率器件为主要元件,通过改变电压、频率等信号实现对电机的调速控制。
变频调速技术的核心是变频器,其主要功能是将稳定的交流电源通过整流、滤波、逆变等环节得到直流电压,再经过PWM技术得到所需要的频率和电压,控制电机的运行。
1. 变频调速技术在输送设备上的应用在许多工业生产中,为了满足不同的生产需求,输送设备的转速需要不断调整。
而传统的机械调速方式存在一定的局限性,无法满足生产的需求。
而通过采用变频调速技术,可以有效地调整输送设备的转速,实现对生产线的自动掏出控制。
通过对电机转速的精确控制,可以节约电能资源,提高生产效率。
风机和水泵是工业生产中广泛使用的设备,用于通风散热和输送介质等。
而采用变频调速技术控制风机和水泵的运行,可以根据实际需要实现设备的运行状态调整,减少能耗同时提高设备的使用寿命。
通过对电机的精确调速,可以实现对风机和水泵的启停控制、转速调节、负载均衡等功能。
工作机械在工业生产中扮演着重要的角色,例如起重机、破碎机、搅拌机等。
而这些机械的运行状态需要根据不同的工作环境和工作要求进行调整。
通过采用变频调速技术,可以实现对工作机械的运行状态进行精确控制,大大提高设备的可靠性和安全性,同时降低了生产成本。
除了上述几个方面,在其它领域中,变频调速技术也有着广泛的应用。
食品制造业中的搅拌设备、制冷设备中的压缩机、纺织行业中的纺织机械等。
通过采用变频调速技术,可以实现对这些设备的精确控制,提高生产效率,降低生产成本。
目前,随着工业电气自动化控制技术的不断发展,变频调速技术得到了广泛的研究和应用。
具体来说,包括以下几个方面的研究:1. 变频调速技术与节能环保的研究随着环保要求的不断提高,节能减排成为了工业生产中的重要问题。
而变频调速技术通过精确控制电机的转速和负载,有效地降低了能耗,实现了节能的目的。
变频调速电路实验报告1. 引言变频调速电路是一种用于控制交流电动机转速的电路,通过调节电源电压的频率来改变电动机的转速。
在工业生产中,变频调速电路被广泛应用于交流电动机的控制,具有调速范围广、控制性能好、能耗低等优点。
本实验旨在通过搭建变频调速电路,研究其工作原理,并进行实际调速实验,探究电源电压频率对交流电动机转速的影响。
2. 实验仪器与设备- 示波器- 交流电源- 交流电动机- 变频调速电路实验箱3. 实验原理变频调速电路的核心是变频器,其主要由稳压供电模块、频率变换模块和控制信号处理模块组成。
变频器通过控制频率变换模块的输出频率,来改变电源电压的频率,从而实现对交流电动机的调速控制。
实验中,我们将交流电源与交流电动机连接到变频调速电路中,通过设置变频器的输出频率来调节电源电压的频率,从而改变电动机的转速。
4. 实验步骤1. 将交流电源与交流电动机依次连接到变频调速电路实验箱上;2. 打开交流电源,将稳压供电模块的输出电压调节到适当值,保证电动机正常工作;3. 打开变频调速电路实验箱,将频率变换模块的输出频率调节旋钮调至最小;4. 启动交流电动机,观察其转速;5. 逐步增加频率变换模块的输出频率,观察电动机转速的变化,记录数据;6. 调整频率变换模块的输出频率,使电动机转速在不同的范围内变化,并记录数据;7. 将频率变换模块的输出频率调节至最大值,观察电动机的最高转速。
5. 实验结果与分析在实际实验中,我们调节频率变换模块的输出频率,观察交流电动机的转速变化。
记录得到的数据如下:输出频率(Hz)电动机转速(rpm)- -20 60030 90040 120050 150060 180070 210080 240090 2700100 3000从表中可以看出,随着频率变换模块的输出频率增加,电动机的转速也随之增加。
这是因为变频器控制了电源电压的频率,使电动机的输入电压频率随之变化,从而改变了电动机的转速。
变频调速技术实验研究及其应用分析摘要:从变频调速的基本原理开始,讨论了电动机调速与节能的关系,根据实验数据,结合生产实践中大量使用的风机、水泵进行分析,指出变频调速有利于节能及其它优势,并结合相关实例说明了使用变频技术带来的经济效益。
关键字:变频调速节能流量频率功率1.概述我国的能源供应还很紧张,最大限度的利用能源是一种客观要求。
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。
近年来变频技术被广泛的应用在生产、生活的各个方面,就是由于使用了变频技术可以大幅度提高能源的利用率。
2 变频调速2.1 变频调速的基本原理在变频调速中使用最多的变频调速器是电压型变频调速器,由整流器、滤波系统和逆变器三部分组成。
在其工作时首先将三相交流电经桥式整流装置整为直流电,脉动的直流电压经平滑滤波后在微处理器的调控下,用逆变器将直流电再逆变为电压和频率可调的三相交流电源,输出到需要调速的电动机上。
由电工原理可知电机的转速与电源频率成正比, 通过变频器可任意改变电源输出频率从而任意调节电机转速,实现平滑的无级调速。
2.2 电动机调速与节能的关系风机和水泵都是流体机械,流体机械的转速变化与其流量、压力和功率之间的变化有如下的关系:Q1/Q2=n1/n2H1/H2=(n1/n2)2P1/P2=(n1/n2)3上述式子中Q1、H1、P1分别代表转运n1时的流量、压力、功率。
Q2、H2、P2、分别代表转速n2时的流量、压力、功率。
即流量与转速的一次方成正比:压力与转速的平方成正比;功率与转速的三次方成正比。
由此可见,当通过降低转速以减少流量来达到节流目的时,所消耗的功率将降低很多。
例如:当转速降到80%时,流量减少到80%,而轴功率却下降到额定功率的(80%)3≈51%;若流量需减少到40%,则转速相应减少到40%,此时轴功率下降到额定功率的(40%)3≈6.4%。
风机(水泵)调节流量,可行的方式有两种:第一种方式是保持电机转速不变,通过调节风阀来调节流量。
此时风机的对H-Q特性曲线不变。
而风阀开度发生变化,即管路的阻力特性发生了变化,即管路阻力增加。
第二种方式是管路的阻力特性保持不变(即风门不变),通过调节电机的转速来调节流量。
这种方法所消耗的功率相对于第一种要小得多。
调速是控制风机、水泵节能的相当有效的措施。
风机、水泵一方面由于在生产中具有面广、量大、耗电多的特点,另一方面由于节能潜力大的特点,故此类电机的节能具有广阔的前景,且意义重大。
2.3 电机在不同频率下运行的节电效果:P=N3 ( 仅供参考)1.频率下降10%情况下的节电率:1-(1-10%)3=27.1%;2.频率下降15%情况下的节电率:1-(1-15%)3=38.6%;3.频率下降20%情况下的节电率:1-(1-20%)3=48.8%;4.频率下降25%情况下的节电率:1-(1-25%)3=57.8%;5.频率下降30%情况下的节电率:1-(1-30%)3=65.7%;如果电机运行频率长期稳定在30%以下,且远期负载无扩展趋势,建议更换电机拖动系统,经济上更合算。
3.变频调速技术节省能源:3.1 传统的控制流量的办法是用阀门控制,而用阀门控制流量从100%流量减到70%流量时能量只减少2%。
而用变频调速控制以后,同样的降到70%流量,能量下降了52%,从而使系统的效率大为提高。
国外资料表明:当工作点位于最大流量的80%时,使用风阀将消耗电机能量的93%,导流叶片消耗为70%,涡流联轴器消耗67%,而变频器消耗51%,差不多是风阀的一半;当气流量降至50%时,变频器只消耗15%,而联轴器消耗为29%,导流叶片消耗为49%,风阀为73%。
这显示出在输送相同气流量情况下,风阀消耗的能量几乎是变频器的4倍。
3.2 应用变频器调速的其它好处:(1)、减少噪音,对风机来说降低转速的同时,噪音大幅度降低。
风机噪声抑制公式:(dB)551og( 速度1/速度2),速度从100%降到50%的噪声降低量为:55×1og(1500/750)=55×0.30=16.5dB噪音电平降低了16.5分贝,这是一个很显著效果。
(2)、设备软启动,消除了起动冲击。
感应交流电动机的启动电流可以达到满载电流的7倍多,即便是采用Y-△起动也会达到4.5倍。
所有启动方式都必需考虑到接通电源瞬间对电网的冲击,电机越大冲击越大,这就不得不加大相应供电设备的供电能力来承受冲击。
而使用了变频器后则不然,它没有了启动冲击,起动电流由零开始随着负荷增加而逐步上升,不管什么时候它都不会超过满载电流,而且起动时间还可人为设置,平稳地达到预设速度。
(3)、高功率因数:供电局对用户功率因数有严格要求。
当低于90%时用户必需采取补偿措施,否则将罚款,反之则可受奖。
而使用变频器后功率因数可接近1,免除了功率因数的补偿。
(4)、改善机械性能:减小机械磨损。
起动时间和停车时间均可设置,使运行平稳。
消除了启动时的皮带打滑尖叫损坏皮带。
延长了机械的使用寿命。
(5)、变频器有完善的保护:由于变频器普遍使用了智能控制,所以保护十分完善。
电气上的常规保护全都包括,而且还有许多例如:电机/电源缺相;相间短路;接地故障;过/欠电压;变频器/电机过热;过速/低速报警;过载/空载报警等等保护。
(6)、操作简捷直观:变频器设有显示屏,可迅速而简单地进行所需要的调试,编程及查询工作,显示器能提供有关变频器,电机和操作状态的信息。
其中包括转速、频率、负载、千瓦小时、运行时间、报警状态等等。
(7)、变频器具有通讯功能:现在不少变频器都具有工业网络通讯功能。
例如标准的RS--485通讯。
这就可方便地纳入BAS等网络的集散控制系统。
4.实验4.1 实验装置及仪表本实验的基础是大流量空气分布器动力性能试验台,其可测风量为9000m3/h。
系统空气流量测量段按国家标准设计:(1)流量测量装置由接收室和排放室组成,两室之间由带喷嘴的隔板分开。
(2)喷嘴之间的中心距离大于较大喷嘴喉部直径的3倍,排放室或接受室侧壁到最近任一喷嘴喉部直径的中心距离大于喷嘴喉部直径的1.5倍。
(3)在接收室和排放室中安放均流器,其均匀的孔眼面积占流通面积的40%。
(4)由于喷嘴装置及其设备的连接部分处于密封状态,检漏实验证明空气的渗漏量不超过被测空气流量的1%。
以上几条保证本实验精度,其测量数据具有很高的研究价值。
本实验风机选用了4-72型Ne-5A离心通风机1台,标牌名义风量和风压分别为8480-12720m3/h及1138-785Pa,风机的电机功率为4kw,电机型号为Y112M-4,为了能任意调节风量,实现无级调速,采用了SVF113-380A(日产)变频器。
本实验测量仪表采用了DT6234光电转速表测风机的转速,ZBY215-84空盒气压表测大气压力,二等标准水银温度计测空气温度,YYT-200B斜管压力计测喷嘴前后的静压差,DT862-4型功率表测风机的功率。
为了更好的利用数据,本实验记录了当时测量时的大气压强、环境温度、进气口及出气口的温度。
4.2 计算公式为测量大风量,采用了多个流量喷嘴组合的风量测量装置。
本实验共用了1个Ф70mm 的喷嘴,2个Ф100mm的喷嘴,2个Ф150mm的喷嘴。
采用压差法进行流量的计算,计算公式为:Q n =C n A n(2△P/ρn)1/2 (1)从(1)式中:Q n为通过流量喷嘴的体积流量,(m3/s);系统总送风量等于通过各流量喷嘴的风量之和;A n为喷嘴的喉部面积,(m2);△P为喷嘴前后静压差,(Pa);ρn 为通过喷嘴的空气密度,(kg/m3);C n为喷嘴流量系数。
从(1)式可知,为使流量Q n与压差△P成一一对应关系,必须使C n、A n、ρn等为确定的值,特别流量系数C n是一个受影响因素较多、变化范围较大的量,本实验台选用了符合国际标准、由建研院空调所生产的长颈喷嘴节流装置,其喉部长度L=0.5d,d为喉部直径(mm)。
在此条件下,流量系数可按下式计算:C n=0.986-7.006/Re+134.5/Re (2)式中雷诺数值可用下式算出:Re=W n d/v (3) 式中W n是通过喷嘴喉部的速度,m/s,可按下式计算Wn= (2△P/ρn)1/2 (4)为保证测量精度,按标准规定,15 m/s﹤Wn﹤35 m/s。
v为喷嘴入口处空气的运动粘滞系数,可通过查表或计算求得。
具体分析如下:从图中4-1可以发现功率于频率不成线性关系,随着频率的增大,功率也随之增大。
实验中频率从41Hz~46Hz范围中,增加趋势相对稳定,而此前此后范围内,变化较大,表现为图中曲线斜率突增。
从图4-2中可知,频率与风量不成线性关系。
随着频率的增大,风量也随之增大。
在频率为0.2062~0.2229Hz和0.2759~0.3000Hz范围内,上升幅度较大,从0.2229Hz以后,上升幅度趋于平缓,达到0.2379Hz以后,上升幅度突然增大,至0.2379Hz以后,上升幅度突然增大,至0.2579Hz以后上升幅度再次恢复相对平缓。
从图4-3中可以发现功率与流量不成线性关系,并且随着流量的增大,功率也随之增大,又Q=A*v,在通风断面面积一定情况下,流量Q随v的增大而增大。
实验中,所消耗的电能绝大部分转化为空气动能,还有一部分由于克服沿程阻力和局部阻力转化为内能,使通风管壁温度升高。
5.节能分析5.1 节能计算对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能效果,通常采用以下两种方式进行计算:1、根据已知风机、泵类在不同控制方式下的流量-负载关系曲线和现场运行的负荷变化情况进行计算。
以一台IS150-125-400型离心泵为例,额定流量200.16m3/h,扬程50m;配备Y225M-4型电动机,额定功率45kW。
根据运行要求,水泵连续24小时运行,其中每天11小时运行在90%负荷,13小时运行在50%负荷;全年运行时间在300天。
则每年的节电量为:W1=45×11×(100%-69%)×300=46035kW·hW2=45×13×(95%-20%)×300 =131625kW·hW = W1+W2=46035+131625=177660kW·h每度电按0.5元计算,则每年可节约电费8.883万元。
2、根据风机、泵类平方转矩负载关系式:P / P0=(n / n0)3计算,式中为P0额定转速n0时的功率;P为转速n时的功率。