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变频器论文.doc

变频器论文

年少的爱与时光无关_
2017-09-18 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《变频器论文doc》,可适用于人文社科领域

变频器论文******学院毕业综合课题题目:变频器论文专业:***班级:*****姓名:***学号:***指导老师:***常州工程职业技术学院摘要:变频器是把工频电源(Hz或Hz)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成交流电。本文介绍了变频技术及基础变频器的正确选购与使用维护交流变频调速的特点及变频器技术的应用。详细介绍了变频器的分类、工作原理、控制方式、控制系统结构、主要功能、性能特点及变频器在电梯调速控制系统、节能工程、恒压供水系统的应用。关键词:变频器、交流变频调速、变频器的作用、风机II常州工程职业技术学院目录第一章绪论第二章变频器的基础知识变频器的概念变频器的工作原理变频器的组成变频器的作用变频器节能效果第三章变频器的正确选购与使用说明变频器的正确选购变频器的使用常识第四章交流变频调速及技术交流变频调速的特点交流变频技术的应用意高EDS变频调速器在纺织中的应用实例第五章变频器的应用在电梯调速控制系统中的应用在节能工程上的应用在恒压供水系统中的应用第六章结论与展望致谢参考文献:III常州工程职业技术学院正文第一章绪论交流变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个重要发展方向随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论在交流调速系统中的应用作为交流变频调速系统核心的变频器的性能也得到了飞跃的提高并越来越广泛地应用于工业生和日常生活的许多领域之中。其具有优良的调速性能和节能技术在要求节能减排的今天发挥着不可替代的作用。本文主要介绍了变频调速技术及基础变频器的正确选购与使用维护交流变频调速的特点及变频器技术的应用。第二章变频器的基础知识变频器的概念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能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素、过流过压过载保护等功能。变频器的工作原理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。我们现在使用的变频器主要采用交直交方式(VVVF变频或矢量控制变频)先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器逆变部分为IGBT三相桥式逆变器且输出为PWM波形中间直流环节为滤常州工程职业技术学院波、直流储能和缓冲无功功率。变频器的组成变频器通常分为部分:整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。整流单元将工作频率固定的交流电转换为直流电。高容量电容存储转换后的电能。逆变器由大功率开关晶体管阵列组成电子开关将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。控制器按设定的程序工作控制输出方波的幅度与脉宽使叠加为近似正弦波的交流电驱动交流电动机。变频器的作用变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术得到广泛应用。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值因而改变其运动磁场的周期达到平滑控制电动机转速的目的。变频器的出现使得复杂的调速控制简单化用变频器交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作缩小了体积降低了维修率使传动技术发展到新阶段。变频器节能效果变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。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。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。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。当使用变频调速时如果流量要求减小通过降低泵或风机的转速即可满足要求。常州工程职业技术学院第三章变频器的正确选购与使用说明变频器的正确选购)变频器用户在日常工作过程中,不仅要随时掌握所用品牌变频器代理商、修商的联系方式。还应该了解其它品牌变频器的综合性能,掌握改用其它品牌变频器时的接线方式、数设定、整等一系列具体问题,以备不时之需。有些使用性能差的品牌变频器一损坏就几乎没有维修价值。所以在选购变频器时应该把品牌及售后维修个问题放在第一位加以重点考虑和甄别。)还有一些品牌的变频器是一体化设计方式,即输出模块、源、动电路等固封在一起。例如:kW变频器内共有只输出模块,更换其中一只模块只需要元左右,若为一体化机,须将一体化机模块更换,价位在,元之间。因此,考虑到维修成本问题,在购买变频器时,应该尽量少选择一体机,特别是大功率的变频器。变频器的使用常识)许多变频器的损坏都与保养不好有关,如散热器灰尘多堵塞、路板太脏、热硅脂失效等。为了保证变频器长期可靠地运行,要严格按照变频器使用手册中规定的使用方法安装、操作变频器,对各类危险警告提示加以注意,做好变频器操作手册的档案管理工作。)由于压缩空气中含有水气,用其吹除变频器中的灰尘有可能导致变频器出现短路故障。所以最好使用吸尘器或者电吹风进行此项工作。为预防发生触电危险,在用毛刷清扫变频器内部灰尘时,必须在变频器断电至少min,充电指示灯彻底熄灭后才能够进行。)变频器使用前对其绝缘测试时,必须将变频器上所有输入、出端子用导线短接后,才能够进行对地绝缘测试,严禁单个端子对地测试。对电动机进行绝缘测试时,必须将电动机的输入线从变频器上拆开后单独对电动机进行测试,反常州工程职业技术学院之则会造成变频器的损坏。)为保证供电系统的安全,预防变频器故障的扩大化,可在变频器的电源输入端安装空气开关断路器和交流接触器,用于变频器故障时切断供电电源,并防止供电系统掉电后的再起动,同时还可以预防变频器及其线路故障导致的电源故障。)风机类变频器在控制使用过程中应注意风机的减速不能太短,一般要,min。如果变频器没有设置“减速跟踪”功能,就不能在风机还在惯性转动时启动变频器。另外,在此系统中,也不能采用“自由停车”及“自动复位”功能,以预防电动机反电动势对变频器产生冲击。第四章交流变频调速及技术交流变频调速的特点、减少功耗降低成本纺织厂离不开空调设备。当空调电机使用变频调速器控制后降低了功耗大大节省了用电支出。据某公司提供的数据全年台空调机可节电余万元空调用电单耗平均下降了、个百分点。、简化了机构提高了性能通过PLC可编程序控制器或工控机的控制再经变频调速器实现多电机的同步协调运转。根据生产工艺曲线控制各机构的运动进而简化了机构。比如粗纱机利用交流变频调速去掉了锥轮变速机构从而克服了锥轮变速皮带打滑变速不准的问题。而对于细纱机来说由于利用变频调速器去掉了成形机构中的成形凸轮进而克服了由于成形凸轮所造成的桃底有停顿、桃顶有冲击的现象。使得细纱卷形状良好。以便于下一道工序的高速退绕。同时利用变频调速器控制三十九主电机的变速来控制锭子的转数使得细纱在大中小纱时转速在变化以减少纱的断头率。常州工程职业技术学院交流变频技术的应用节电器控制的纺织机械的电机主要使用的是三相感应交流异步电机。下面介绍一下不同形式的节电器。、用节电器开环控制异步电机调速称为VF形式。这种方式电路简单、可靠但调速精度较低并且低速性能不理想。因此多用于针织机或要求不高的纺织机械上。、采用无速度传感器矢量控制节电器如使用意高公司的EDS系列节电器。其有优良的低速特性。电路结构简单可靠性高。同时还具有较好的加减速特性、转矩特性以及电流限制特性等。调速精度可达。调速范围在:范围以内。较适合印染机械的调速等。意高EDS变频调速器在纺织中的应用实例变频调速器应用于纺纱机械中可以说几乎各个工序的机械上都应用了。包括开清棉机、梳棉机、条卷机、精梳机、并条机以及粗纱机、细纱机和洛简机等。对于织造机械则有浆纱机、整经机等。另外针织机、无纺布、化纤机械、印染机械上也大量运用了交流变频调速器。)EDS在FA高速悬粗纱机上的应用此系统采用工控机、PLC及意高节电器控制台电机分别转动锭翼、罗拉、简管及龙筋升降去掉了锥轮变速装置、成型装置等简化了机构。效率高、可靠性高低噪音便于操作及维护保养。工艺适应性好减少断头。最高速可达标rmin实现了人机对话、停车翼自动定位等新技术。)EDS在GA型浆纱机上的应用本浆纱机为交流分步传动。其中上浆槽、下浆槽及烘筒为交流变频电机传动而织轴及拖引辊为交流伺服变频电机单独传动。共使用了台意高节电器、台伺服控制器以及压力、温度、回潮率等传感器。由工控机和可编程序控制器PLC控制。构成了一分步控制系统。其中PLC用来整机的动作以及回潮率、烘房及浆常州工程职业技术学院槽的温度及压浆辊压力等参数控制。整机受工控机的控制。第五章变频器的应用在电梯调速控制系统中的应用控制系统电梯的控制系统主要由变频器、PLC及旋转编码器组成。变频器用来实现电机的调速。本文所选用的安川VSG通用变频器的可自行设置速度曲线的特点来实现平稳操作和精确控制,使乘客在乘坐电梯时更加舒适。为满足电梯安全性的要求,变频器通过与电动机同轴连接的旋转编码器和PG卡,完成速度检测及反馈,形成闭环系统。可编程控制器(PLC)负责处理各种信号的逻辑关系,从而向变频器发出起、停等信号,同时变频器也将工作状态信号送给PLC,形成双向联络关系,这是系统的核心。旋转编码器与电动机同轴连接,对电动机进行测速。旋转编码器输出A、B两相脉冲,旋转编码器根据AB脉冲的相序,可判断电动机转动方向,并可根据A、B脉冲的频率测得电动机的转速。旋转编码器将此脉冲输出给PG卡,PG卡再将此反馈信号送给变频器内部,以便进行运算调节。所以旋转编码器和PG卡实现了闭环运行。控制系统特点()采用新型速度控制曲线。针对电梯所运行的不同环境和运行速度要求设计符合人体所满意的速度曲线无论在节能方面还是满意度方面都是传统电梯控制系统所不能达到的。()采用检测逻辑控制。当电梯以某一运行方向接近某楼层的减速位置时判别该楼层是否有同向的呼叫信号(有呼叫请求时相应寄存器为l否则为)如有将相应的寄存器的脉冲数与比较寄存器进行比较如相同则在该楼层减速停车如果不相同则将该寄存器数据送入比较寄存器并将原比较寄存器数据保存执行该楼层的减速停车。()采用优先级队列。根据电梯所处的位置和运行方向在编程中采用了四个优先级队列即上行优先级队列、上行次优先级队列、下行优先级队列、下常州工程职业技术学院行次优先级队列。其中上行优先级队列为电梯向上运行时在电梯所处位置以上楼层所发出的向上运行的呼叫信号该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的队列:上行次优先级队列为电梯向上运行时在电梯所处位置以下楼层所发出的向上运行的呼叫信号该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的队列。()灵活的变频器控制。PLC根据控制的要求可向变频器发出正向运行、反向运行、减速以及制动信号再由变频器根据一定的控制规律和控制算法来控制电机。可靠的系统工作状态。当系统出现故障时PLC可向变频器发出信号()者避免了大事故的发生。在节能工程上的应用()变频器控制对像:变频器应用可分为两大类:一种是用于传动调速另一种是各种静止电源。变频传动调速其应用目的就是通过对电机调速来达到节约能源。控制对象就是在动力设备上实现电机转换的电动机。这是由感应式异步电动机的性能和特征决定其次是由于所带的负载对电机调速的负荷适应性所决定。变频调速控制是在降低输出频率的同时输出电压也相应降低转矩正比输出电压。转矩也会有些减少。这种纯电气调速系统是人为地改变电动机的机械特性来获得不同的转速直接与拖动机械相连接不需原机械设备做任何调整这对于节能改造成本保持原有机械性能都大有好处。变频传动调速的特点是:、不用改动原有设备包括电机本身、可实现无级调速满足传动机械要求、变频器软启、软停功能可以避免启动电流冲击对电网的不良影响减少电源容量的同时还可以减少机械惯动量减少机械损耗、不受电源频率的影响可以开环、闭环手动自动控制、低速时定转矩输出、低速过载能力较好、电机的功率因数随转速增高功率增大而提高。使用效果较好。常州工程职业技术学院()变频控制节能机电设备配合设计原则:电机的最大功率必须满足负载下的机械功率和转矩对于不同的负载最大值并非时时刻刻都发生、负载的变化是非线性的而电机的输出功率却是恒定的这就意味着在非最大负载时电机输出了相当一部分多余功率电能也就白白浪费掉了。风机、水泵类就是较典型例子。风机、水泵类风量和流量的控制在过去很少采用转速控制方式基本上都是由鼠笼型异步电动机拖动进行恒速运转当需要改变风量或流量时事实上都采用调节挡风板或节流阀。这种控制虽然简单易行能满足流量要求但对电机来讲从节省能源的角度来看是非常不经济的。()变频技术目前市场使用情况随着市场占有率的不断提高成本价格较前些年大幅下降。低压变频器分国产、合资、原装三大种类完全是一个通用的工控产品。合资产品相对价格低质量好性价比合理。从使用情况看只要不超负荷运行很少发生故障。从设计使用上看节能改造设计水平参差不齐要想将节能改造工程做好需要专业技术人员把关。节电率在节电工程中是一项非常重要的指标但绝对不是唯一的指标。工程改造前后电机的功率因数、温升及效率等都是不可忽略的运行数据。不同的节电设备节电率、使用寿命、性能都有不同要科学分析科学运用。我国工业技术虽然有了较大的发展但目前仍是处于一个工业化中期社会技术发展还不平衡在很多企业生产中表现出来最明显的特征依旧是能源消耗多生产效率较低产品质量参差不齐能效比不高陈、旧、老设备在国民生产中仍旧占较大的比重。变频调速的应用就是要改造这些设备以达到节约能源的目的。有国家、省、市政府的大力支持有成熟的技术基础理论纵观节能改造市场潜力巨大。节约能源保护环境造福子孙利国利民。在恒压供水系统中的应用()组成及工作原理一般供水系统三台泵组成每台泵的出水管均装有手动阀以供维修和调节水量之用三台泵为一台小泵两台大泵组成小泵为KW大泵为KW三台常州工程职业技术学院泵的协调工作以满足供水需要。该系统由一台PLC两个变频器。两个变频器。两个压力传感器控制柜及相关设备组成。利用一台变频器可以控制两台KW水泵的运转改造后#泵KW始终处于工频运转两台KW水泵由变频器的控制实现变工况运转。()系统功能、该系统选用FR日本三菱变频器。该系统中具有功能:自动切换变频工频运行功能,变频器提供三种不同的工作方式供用户选择:方式:基本工作方式。变频器始终固定驱动一台泵并实时根据其输出频率:控制其他辅助泵启停。即当变频器的输出频率达到最大频率时启动一台辅助泵工频运行、当变频器的输出频率达到最小频率时则停止最后启动的辅助泵。由此控制增减工频运行泵的台数方式:交替方式变频器通常固定驱动某台泵并实时根据其输出频率使辅助泵工频运行此方式与方式不同之处在于若前一次泵启动的顺序是泵泵当变频器输出停止时下一次启动顺序变为泵泵。方式:直接方式。当启信号输入时变频器启动第一台泵当该泵达到最高频率时变频器将该泵切换到工频运行变频器启动下一台泵变频运行相反当泵停止条件成立时先停止最先启动的泵。、PID的调节功能由压力传感器反馈的水压信号(MA或V)直接送入PLC的AD口(可以通过手持编程器)设定给定压力值PID参数值并通过PLC计算何以需切换泵的操作完成系统控制系统参数在实际运行中调整使系统控制响应趋于完整。、“休眠”功能系统运行时经常会遇到用户用水量较小或不用水(如夜晚)情况为了节能该系统专用设置了可以使水泵暂停工作的“休眠”功能当变频器频率输出低于其下限时变频器停止工作#、#泵不工作水泵停止(处于休眠状态)。当水压继续升高时将停止泵当水压下降到一定值时将先启动变频器运转#泵或#泵当频率到达一定值后将启动#泵调节#或#泵的转速。常州工程职业技术学院、通讯功能该系统具有计算机的通讯功能PLC变频器均提供有RS或接口PLC可选用西门子的S计算机可以与一套或多套系统进行通讯利用计算机同时可以监测:电流、电压、频率、转速、压力等也可以控制变频器的各类参数。此外该系统还具有手动自动操作故障报警运行状态电流电压、频率状态显示缺水保护等功能()系统的节能分析节能的功率可用下式表示:Δp=p(xx),其中x=QQ,NNQ为实时水量Q为满负荷的水量P为满负荷的功率N为额定功率N为实时功率。这里通过运行观察统计出三台泵一天之内的运行时间为:#泵小时#泵大致运行小时#泵仅运行小时。由此可见变频恒压给水设备既可以很好的满足用水要求又可以节约能源同时还可以降低设备的运行故障是今后推广和大力提倡的方向。第六章结论与展望随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论在交流调速系统中的应用作为交流变频调速系统核心的变频器的性能也得到了飞跃的提高并越来越广泛地应用于工业生和日常生活的许多领域之中交流变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个重要发展方向其具有优良的调速性能和节能技术在要求节能减排的今天发挥着不可替代的作用。随着新技术和新理论不断在变频器上的应用变频器存在的问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决变频器也会在市场上越来越好。而且变频调速技术在日常生活中既可以很好的满足人们的要求又可以节约能源同时还可以降低设备的运行故障是今后推广和大力提倡的方向。常州工程职业技术学院致谢此次论文内容是有关变频器在指导老师**老师的讲解与帮助下我对变频器有了一定的了解在此基础上我顺利地完成了这篇论文的写作。这里首先要感谢我的指导老师**老师。**老师不仅教给了我论文的正确格式还教给了我变频器的相关知识以及锻炼了我的自主学习能力同时要感谢同学和一直关心支持我的家人你们对我的帮助和鼓励是支撑我前进的最大动力。最后对老师同学和家人再次致以我最衷心的感谢~参考文献:杨亚玲基于变频调速系统及其可视化的研究J广西:广西大学出版社李敬梅电力拖动控制与技术训练第三版北京:中国劳动社会保障出版社,张立赵永健现代电力电子技术器件、电路及应用M北京:科学出版社陈伯时陈敏逊交流调速系统北京:机械工业出版社,许振茂变频调速装置及其调试、运行与维护M北京:兵器工业出版社胡志文实用交流电机智能变频调速系统J电子世界胡崇岳现代交流调速技术M北京:机械工业出版社王占奎交流电机变频调速的应用J电工技术杂志韩安荣通用变频器及其应用M北京:机械工业出版社王兆安黄俊电力电子技术北京:机械工业出版社,张兆东新型高频变频调速系统的研究J黑龙江纺织,()徐甫荣发电厂风机调速节能运行的技术经济分析J变频器世界,张燕宾SPWM变频调速应用技术M北京:机械工业出版社俞金寿何衍庆等集散控制的原理及应用北京:机械工业出版社常州工程职业技术学院陈国呈PWM变频调速及软开关电力变换技术北京:机械工业出版社,张永惠一种经济实用的高压变频调速系统J变频器世界,,()陈国呈变频调速及软开关电力变换技术M北京:机械工业出版社叶斌电力电子应用技术M北京:清华大学出版,李传琦电力电子技术计算机仿真实验M北京:电子工业出版社李发海朱东起电机学第三版北京:科学出版社,杜金城电气变频调速设计技术北京:中国电力出版社阎石数字电子技术基础M北京:高等教育出版社陈伯时陈敏逊交流调速系统电气自动化新技丛书北京:机械工业出版社,王占奎交流电机变频调速的应用J电工技术杂志

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