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    變頻器論文精選推薦鑒賞(共6篇)

    來源:UC論文網2017-12-01 12:23

    摘要:

      隨著工業自動化程度的不斷提高與快速發展,變頻器作為一種交流傳動設備,已被廣泛應用在熱電廠的各個生產環節中,具有使用靈活方便、變頻節能以及調節作用明顯等優點。變頻器在企業生產過程生產中的應用越來越廣...

      隨著工業自動化程度的不斷提高與快速發展,變頻器作為一種交流傳動設備,已被廣泛應用在熱電廠的各個生產環節中,具有使用靈活方便、變頻節能以及調節作用明顯等優點。變頻器在企業生產過程生產中的應用越來越廣泛,其功能越來越強大,可靠性也相應地在提高。但是,在使用過程中若操作不當,使用后維護跟不上,就可能出現故障而導致無法正常運行。下面是小編整理的幾篇關于變頻器的論文范例,歡迎大家閱讀借鑒。


      第1篇:特定環境港口裝卸設施變頻器的維護保養


      引言


      在我國經濟發展過程中,港口是聯系內陸腹地和海洋運輸的天然界面,同時也是國際物流的特殊結點。在港口服務中,受港口特定環境的影響,其裝卸設備變頻器運行存在一定的安全隱患,不僅會影響裝卸設備的正常運行,同時,也會降低港口物流服務水平。因此,在港口裝卸設備運行過程中,操作人員應該注重變頻器的維護與保養工作,尤其是在特定環境下的維護與保養,為推動港口物流行業發展奠定堅實的基礎。


      1、港口裝卸設備變頻器概述


      在港口裝卸工作中,其涉及到的設備類型比較多,如門吊、岸橋等等。不同的裝卸設備,其變頻器技術、型號、功率等方面也存在較大的差異;變頻器的主要功能是變頻驅動,通過變頻驅動來保證裝卸設備運行的穩定性。隨著我國科學技術的不斷創新與發展,我國變頻器技術也得到了創新,越來越多的裝卸設備開始應用大容量、多功能、小體積的變頻器,工業生產的集成化程度也隨之增加。因此,在變頻器不斷發展過程中,變頻器的運行環境要求及維護保養要求越來越嚴格。


      2、特定環境對裝卸設施變頻器的影響


      本文對比了某年各種環境因素對港口裝卸設施變頻器的影響,具體如表1所示:


      通過表1可以發現,對港口裝卸設備影響較大的有:散熱、防潮、防塵三種因素。而這三種因素也可以歸納到港口溫度、濕度與粉塵顆粒對變頻器的影響。


      首先,在夏季,我國“京津冀”地區的太陽輻射量與年日照時間比較多,且受溫室效應的影響,港口環境溫度過高,這將會影響港口裝卸設備變頻系統的正常運行,從而影響裝卸速率。因為,在裝卸設備變頻器運行過程中,其都會設置一定的工藝參數,若溫度過高,則可能引發超溫警報,變頻系統會自動切斷控制,停止運行。長期以往,在高溫環境下工作會縮短變頻器的使用壽命。同時,周圍環境溫度過高,裝卸設備變頻器在運行過程中產生的熱量不能及時散出,從而影響變頻器的運轉,也是高溫給變頻器帶來的危害。


      其次,濕度對港口裝卸設備變頻器的影響。一般來講,空氣濕度過大,設備的長時間運行會出現腐蝕現象。因為港口大都是臨海地域,其環境濕度較大,尤其是在夏季,降雨后的環境濕度一般為,而裝卸設施變頻器的運行濕度要求為,濕度過大,就會導致變頻器運行的內外溫差較大,容易凝成水珠,影響變頻器的運行[1]。


      再次,海水屬于咸水,海水蒸發會帶走一部分鹽,空氣含鹽量大,會腐蝕設備,降低設備的使用壽命。由于港口環境的濕度較大,若在高溫下,變頻器電氣房內的水珠含鹽量也比較高,與顆粒粉塵相互作用會危害變頻器的安全運行。


      最后,在特定環境下,港口裝卸設備變頻器的運行也容易受到粉塵顆粒的影響。如岸橋、門吊等設備的變頻器,其電氣房大都設置在散貨碼頭,水泥、煤炭、礦石等物品的運輸,會產生大量的粉塵顆粒,這些顆粒極易附著在主控板、驅動板或IGBT等元器件表面,這些粉塵與空氣中的水接觸會形成積碳,影響變頻器的正常運轉。


      3、特定環境港口裝卸設備變頻器的維護保養措施


      通過分析特定環境對港口裝卸設備變頻器運行的影響,我們可以了解到,在港口變頻器運行過程中,受港口溫度、濕度、粉塵顆粒等環境的影響,裝卸設施變頻器運行效果有所降低,這就需要相關人員做好變頻器的維護保養工作,提高其運行效果,延長變頻器的使用壽命。


      3.1制定完善的維護保養制度


      制度是一切工作的前提,完善的制度保障是工作有序開展的基礎。因此,在變頻器的維護與保養工作中,相關技術人員應該不斷完善維護保養制度,以相應的規章制度規范操作人員行為。此外,在變頻器維護保養過程中,操作人員還應該嚴格按照維護保養制度執行,依據變頻器的運行現狀及維護保養需求,設定科學的維護保養計劃;在維護保養后,還需要對其進行動態監測,找到維護保養工作中存在的不足,并及時解決,從而保證變頻器維護保養工作的有效性。


      3.2做好變頻器的溫控工作


      在變頻器運行過程中,溫控工作的開展不僅需要對周圍環境溫度進行控制,同時,也需要提高變頻器及元器件的散熱效果,以此來保證變頻器在運行過程中不會受到溫度因素的影響而出現故障。因此,在特定環境港口裝卸設施變頻器的維護保養過程中,操作人員應該注重其溫控工作的有效開展[2]。首先,在變頻器電氣房頂增加防曬簾,減少電氣房表面的吸熱量和傳熱量,減緩室內氣溫的升高速度;其次,保證變頻器柜內風扇的正常運轉,增加空調的送風量,盡可能地提高風扇的降溫輔助效果,保證變頻器及元部件能夠進行正常散熱;最后,為了避免電氣房室內外的溫差過大,出現水珠凝結的現象,操作人員需要依據外界環境隨時調節空調的設定值,以滿足電氣房內變頻器對溫度的要求。


      3.3做好防濕工作


      由于港口環境氣溫過高且持續時間比較長,且有經常性、規律性的夏秋季節性午后雨,“突涼突熱”現象比較嚴重,極易形成空氣的回潮,凝聚含有鹽份水珠,附著于其主控板或驅動板、元器件的表面上,又不易消除,極易腐蝕、偶發電路短路或誤觸發,擊穿內部元件,快速熔斷和損壞驅動板,損壞變頻器。針對此問題,維護保養人員在工作中應做好變頻器的防濕工作,如,在雨后增開除濕機,消除含有鹽份潮濕空氣對變頻器及其元器件的危害[3]。


      3.4加大變頻器的防塵力度


      環境中的粉塵顆粒具有一定的導電作用,若變頻器元器件出現觸點誤觸發的現象,則會造成其主控板或驅動板短路,進而擊穿元器件、損壞變頻器。對此,在變頻器運行過程中,維護保養人員要做好除塵工作,定期對變頻器進行除塵保養,避免觸點誤觸發現象;對變頻器進程吹掃工作,消除粉塵顆粒對變頻器及其元器件的危害。


      結束語


      總而言之,在特定環境港口裝卸設施變頻器運行過程中,散熱效果不好、環境溫度過高、空氣濕度大等等,都是影響變頻器正常運行的因素。因此,在變頻器維護保養過程中,操作人員應注重對環境溫度、濕度及粉塵顆粒的整治力度,降低這些因素對變頻器的影響,提高變頻器的使用效率和壽命。


      作者:肖紹


      第2篇:淺析自動化技術在變頻器運行頻率控制中的應用


      前言:自動化控制技術主要是指一種能夠進行編程的邏輯控制器,應用的范圍通常是在電氣控制行業中。伴隨著我國各項科學技術的不斷研發更新,變頻器已經得到了十分重大的改進。在變頻技術中,變頻器技術占據極其重要的位置,同時其也是變頻技術中重要的構成部分,有很大的機率能夠完全取代掉傳統的直流但調速技術。傳統的變頻技術應用期間,通常會通過人工操作的方法進行工業生產,該種作業工序十分繁瑣。自動化技術的應用,使得傳統生產期間的操作繁瑣問題得到了很大的改善,同時,自動化技術的應用,也在很大的層面上解決了變頻器數據分析工作中出現的誤差問題。基于此,針對自動化技術在變頻器運行頻率控制中的應用這一課題展開深入的研究相當有必要。


      一、自動化技術概述及特點


      在通常情況下來說,自動化字數是應用電腦的一種變成技術來實現對變頻器運行頻率等設備的控制的,主要的構成硬件是輸出模塊、輸入模塊、儲存器以及微控控制等,主要的功能就是實現邏輯上的控制,工作的過程相對比較簡單,分別為輸出刷新、程序執行、輸入采樣,在自動化技術應用于變頻器的運行頻率控制過程中,主要發揮控制作用的核心部件是微控制器,在控制的運行過程中,由微控制器實現與外界設備信息傳遞的功能,從而實現微控制器對外界設備控制的目的[1]。除此之外,自動化控制技術可以分為兩個方面,一是整體式,二是模塊式,不同的模塊的特點不同,為實現自動控制技術更好的發展,人們應該堅持分析和研究這一技術,從而制定出可以促進自動化控制技術發展的方案。


      自動化技術應用于變頻器運行頻率控制中是相對方便的,在運用的過程中采用的最主要的模式就是梯形模式,最主要的優點就是容易操作,與此同時,自動化控制系統具有超高的準確性和穩定性,而且抗干擾的能力也很強。所以,應用自動化系統在變頻器運行頻率控制中,擁有很高的可信度[2]。除此之外,與其他的控制系統相比較而言,自動化系統的使用壽命很長,在運行的時候也比較穩定,相比較于其他的系統而言,維護和安裝的過程也比較簡單,作為一種新型的技術,自動化技術的有著廣泛的適用范圍,功能豐富且體積小。所以,在變頻器運行頻率控制中,應用自動化技術可以實現良好的控制效果。


      二、自動化控制模塊與變頻器的選擇


      在目前的市場上,變頻器的種類有很多,變頻器的性能較好,對應的價格自然也很高。因此,在變頻器的仙則過程中,要將生產中對技術的要求考慮在列,制定選取標準,保障選取的變頻器符合工業生產的使用要求,不能值追求變頻器的高性能[3]。在工業生產的過程中,電機的不同帶動的負荷也不同,這就需要相關的工作人員在選擇變頻器的時候,充分考慮到電機負荷的要求,以此來達到對機械運行的要求,在選擇變頻器的過程中,還應該對設備的可靠性進行分析,在生產的機械配置中應用變頻器,要充分考慮到生產效率,一旦變頻器的穩定性能不好,這一設備就沒有辦法達到工業生產的要求。


      三、自動化技術在變頻器運行頻率控制中的應用


      (一)實現通信協議


      通常情況下,進行自動化技術在變頻器運行頻率控制工作期間,相關的技術人員需要根據通訊協議的實際情況開展有效分析,先行確定通信協議的應用類型,類型的構成主要包括兩種,分別是通用與專用。面對不同的生產情況,可以將通信協議劃分為兩種,一種是自由口通信協議,另一種是通信協議。在變頻器中應用專用通信協議時,主要是在自動化技術與變頻器之間制定出有效的通信協議,通過該種方法達到自動化系統自動控制變頻器的控制目的。而在自由口通信過程中,自由通信協議能夠進行自動化系統對自由程序控制的同時,還能夠使不同型號的通信目的在變頻器中實現[4]。以上工作完成后,也就意味著程序的編寫完畢,相關的技術操作人員還需要調試通訊設備,確保可靠性與穩定性已經被賦予到自動控制系統中,從而最大化體現出變頻器的應用效果。另外一方面,主要是指通信協議,該類型的通信協議在通信行業占據著重要的地位,是整個通訊行業的主要標準。該種通訊協議屬于串行通信協議,其自身的通信特點完全符合自動化技術的校驗標準。


      (二)實現自動化控制變頻器


      在變頻器中,自動化控制技術主要是利用實現自動化控制的目的。自動化控制技術的實現主要包括兩方面的內容,一方面是自動化控制系統,還有一方面是指端子,唯有積極采用相應的方法圍繞兩方面進行有效結合,才能將其自身的作用最大化發揮出來,進而達到最佳的應用效果。通常情況下,自動化控制技術的實現工作中,主要分為兩種不同的連接方式,換而言之,是實現模擬量瑞子與自動化技術的連接層面與數字輸入瑞自動化技術的連接[5]。在此期間,前者之間的連接條件需要自動化技術自身不能夠攜帶模擬量端子,然后利用自動控制系統的后臺操作進行模塊的拓展,進而達到與變頻器模擬量端子連接的目的,最終完成整體性的自動化控制管理。后者主要是指自動化技術在攜帶期間,利用導線的連接達到自動化控制管理工作的目的。以上變頻器自動化控制的實現方法中,可以有效的進行變頻器設置,變頻器的數字量輸入越多,就能夠獲得更詳細的固定頻率。


      另外一方面,技術人員也可以通過通信協議進行自動化控制工作的實現。在此期間,技術人員會應用自動化技術完成傳送指令,與此同時接收變頻器從另一端傳輸回來的運行狀態信號數據、故障警報信號。通信協議是變頻器現場中進行控制系統的核心內容,技術人員主要依賴該種通信協議達成自動化控制的最終目的。


      結論


      結合全文論述來講,自動化控制技術在變頻器運行頻率控制中的應用對于提升電氣工程的生產效率具有重要的作用。在應用的過程中,首先需要有效掌握自動化技術概述及特點,然后選擇與變頻器最匹配的自動化控制模塊,才能將自動化技術的最大應用效果在變頻器運行效率控制中體現出來。而自動化技術在變頻器運行頻率控制中的應用期間,一定要將通信協議的兩種應用類型在自動化控制工作實現出來,并在此基礎上把自動化控制變頻器兩種應用效果達成,才能真正對變頻器運行頻率起到控制功效。望此次的研究內容能為工業生產行業中的變頻器運行頻率控制水平提高帶去幫助。


      作者:劉喜


      第3篇:變頻器預防電壓暫降改造方案研究


      1概述


      電壓暫降也稱晃電、電壓驟降等,是指供電電壓有效值在短時間內突然下降至額定電壓幅值的10%~90%,然后又恢復至正常電壓,這一過程的持續時間為0.5個周波至1min。造成電壓暫降的主要原因是雷擊、對地短路、發電廠故障及大型設備起動等。


      2電壓暫降對變頻器的影響


      變頻器主要通過整流器和逆變器改變電源頻率,從而調整電機轉速。隨著近幾年變頻器的廣泛應用,技術發展日趨成熟,目前,多數變頻器都具備完善的保護功能,包括應對瞬時失電的自動重啟功能。


      我們所使用的ABBACS800系列變頻器,在失壓或停電后,將允許變頻器繼續工作一段時間。


      電壓暫降時,變頻調速電動機跳車。這主要是因為如果電網電壓瞬間丟失,傳動單元將利用電機旋轉的動能繼續維持運行。只要電機旋轉并給傳動單元提供能量,傳動單元就會正常工作。如果主電流接觸器保持閉合狀態,傳動單元在電源恢復后可以立即投入運行。由于傳動單元能在幾毫秒內檢測出電機的狀態,因此,在各種情況下電機都能立即啟動,不存在啟動延遲的現象。配有主電路接觸器的柜體組裝單元擁有一個“保持電路”,該保持電路會在電源中斷期間保持主電路接觸器閉合。允許中斷的時間可以調整,出廠設置為5s[1]。


      但是,多次電壓暫降后查看變頻器的故障代碼,發現故障代碼指向的原因并非是欠電壓故障,而是“控制盤丟失”或者沒有任何故障代碼,變頻器的主接觸器并未斷開。由此推測,出現“控制盤丟失”故障代碼的原因是變頻器控制電源由于電壓暫降而失電,控制盤失電,控制盤與傳動單元停止通訊;而沒有任何故障代碼則是由于變頻器收到了停車信號,重新上電復位后變頻器控制盤上沒有故障記錄,也可能是控制盤在收到故障代碼之前就先失電了。


      變頻器欠電壓閾值為額定電壓的70%,而實際檢測到電壓降為15%~20%,跳閘不是由變頻器的欠電壓保護引起的,而是變頻器的主接觸器的控制回路在電壓暫降時無法保持正常的控制電壓,主接觸器跳斷,導致變頻器停車。


      可以設定當控制盤被選為當前控制地,控制盤與傳動單元停止通訊時,傳動單元的動作,設置在該情況下變頻器繼續工作即可預防“控制盤丟失”故障代碼再次出現。


      3變頻器預防電壓暫降的幾種改造方案


      3.1動態電壓調節器補償電壓波動


      AVC是一個獨特的產品,可以快速調整電壓,保護用戶設備免受電能質量事件如電壓暫降和暫升的干擾。AVC從電網中獲取原始能量,從而給工廠或商業場所輸出穩定而優質的電能。AVC沒有電池、電容或其他儲能單元,所以其不能提供斷電保護,但由于電網的可靠性很高,多數情況下,斷電保護往往沒有必要。由于沒有電池,AVC具有體積小、用電效率高、可靠性高及極低的運行成本等優勢。


      3.2雙電源變頻器輔助裝置


      在確保原變頻器的主回路供電與本產品供電各自獨立的前提下,在兩路供電相互獨立且在任意瞬時不會同時晃動的前提下,確保變頻器不會由于低電壓而產生欠壓保護跳車,從而確保其在任一路電壓降低(另一路不能同時降低到85%以下)的前提下,變頻器不會因為欠壓保護而停機,以保證工藝生產的連續性運行。另外,原系統的控制二次回路用UPS單獨供電。


      3.3工業型不間斷電源UPS-I


      ABB公司的PCS100UPS-I是一套高性能、高效率的UPS系統,采用超級電容儲能,以便發生電壓暫降時能快速將電能釋放并通過逆變器逆變,然后通過耦合變壓器補償配電線路的電壓下降。


      正常情況下,電網為負載供電(在線模式),逆變器關閉,但保持與電網電壓同步,以在電網擾動時立即動作,同時,一個低功率充電器持續為超級電容充電。在公用電網電壓發生電壓暫降、浪涌、欠電壓、過電壓或斷電,偏離用戶要求的限值時,UPS-I逆變器開始為負載供電(放電模式),同時,負載與電網隔離,將負載受到的擾動最小化。在電壓恢復到用戶定義的限值內時,PCS100UPS-I將輸出與輸入重新同步,一旦實現同步,電網隔離器導通,系統會重新進入在線模式。


      3.4低電壓穿越系統(VSP)


      低電壓穿越系統由電池組、充電器、執行單元和監測單元組成。利用蓄電池中貯存的直流電源,主電源故障時直接為變頻器直流母排供電,從而保證變頻器的正常運行。VSP與傳統DC-BANK的主要區別是DC-BANK直接用蓄電池組來為變頻器直流母排提供額定電壓,也就是電池組串聯電壓與變頻器直流母排電壓相等;而VSP則是通過將串聯電池組的直流電壓進行升壓變換后再送出,不需要電池組串聯電壓與變頻器直流母排電壓相等,只要保證發生電壓暫降后,系統可以提供10s以上的供電時間即可,也就是說電池組的容量可以小一點,可以用較少的電池來串聯電池組,從一定程度上來講,其可以節約后續的維護成本,更適合用來解決電壓暫降問題。


      4改造方案及步驟


      ABBACS800系列變頻器自身抗電壓暫降能力較強,理論上通過對變頻器的控制電源進行改造、再加上合理設置變頻器的相關運行參數就能在一定程度上降低電壓暫降對變頻器的影響,但是,無法完全避免電壓暫降導致變頻器發生跳車事故。


      4.1采用低電壓穿越系統改造主電路


      低電壓穿越系統與其他系統相比具有以下幾方面優勢:①發生電壓暫降時,迅速切換至本系統供電,不依賴外部電源,可靠性高;②自帶完善的保護及聯鎖功能,可以顯示電能質量并生成波形圖;③多臺變頻器可同時接入一套系統,無環流,互相無干擾;④采用快放電池,性能優秀;⑤犧牲電池容量,節約維護成本;⑥在變頻器交流電源失電或波動時,系統投入的電壓限值可以設置,本系統投入,持續時間至少30s。


      4.2對變頻器控制電源的改造


      控制回路采用配電室在線式UPS供電,UPS引出一路電源至變頻器控制變壓器輸出端(繞過原400/230控制變壓器),取代原來取自變頻器主輸入電源的控制電源,將原來控制變壓器進線拆除,電壓暫降發生時,變頻器控制回路不會失電。


      將變頻器就地控制盤的供電電源也通過UPS輸出的230V通過開關電源轉變為24V后得到,電壓暫降發生時變頻器控制盤不會失電。


      4.3變頻器運行參數更改設置


      將變頻器“瞬時掉電運行保持”功能激活,并將時限設為最大值,在保證變頻器安全運行的前提下,將變頻器自復位功能激活,可允許欠電壓故障后再自動復位一次。


      將變頻器驅動模式有標量控制改為矢量轉矩控制。


      4.4關鍵設備輔機電源改造


      本次改造變頻器的主要目的是增加液氧泵的可靠性,所以,也應對液氧泵輔機電源進行改造,否則,可能出現主設備不跳車,但輔機無法運行,最終仍然會連鎖主設備跳車。因此,將風扇、自動加油裝置等輔機直接改為UPS供電,確保變頻器能預防電壓暫降,同時輔機也能不受電壓暫降的影響。


      5結語


      通過上述改造,極大提高了液氧泵自身預防電壓暫降的能力,降低了電壓暫降對液氧泵及其變頻器的影響,也極大增加了整套空分裝置的運行可靠性。但是,我們應該看到,整個預防電壓暫降系統較為復雜,無疑為日常維護增加了工作量,所以,要使該系統有效服務,必須首先保證其自身的可靠性。


      由于電網波動的不規律性和波動時間的不確定性等,再加上化工企業對生產連續性要求極為苛刻,因此,提高變頻器抗電壓暫降能力十分必要。而根本的解決方案就是從源頭上抑制電壓暫降,減少這種現象發生的概率。


      作者:馬琳琳


      第4篇:淺析交流主軸電機的變頻器控制


      數控機床主軸驅動系統作為機床最核心的關鍵部件之一,其輸出性能對數控機床的整體水平是至關重要的。在加工過程中,主軸驅動為了維持恒定、最優的切削速度,必須相應于切削半徑的變化連續地調速,以確保加工的穩定性和較高的生產率。當加工部件的切削內、外半徑相差很大時,主軸速度的變化將達到幾倍,甚至十幾倍,在如此快速的變化下很難做到對系統的精準控制,這就需要采取措施適當的對系統進行調速。不難看出,主軸驅動需要對速度精度、動態剛度具有很高的要求,而且要求連續輸出的高轉矩能力和非常寬的恒功率運行范圍。交流主軸電機作為核心器件,它是保證整個系統正常運行的基礎,能夠很好的提高系統的整體工作效率的同時又減少運行成本的支出,這時最理想的方式就是選擇變頻器來進行調速控制,簡化了操作流程,便于后期的保養和維修。在實際的工作中需要結合機床主軸的性能選擇適合的控制方法,這樣才能提高變頻交流主軸電機的性能。


      1數控機床系統概述


      在機床數控系統,由工業微機IPC、進給控制、輔助控制和主軸轉速控制四個基本部分組成。它們通過工業微機IPC的外部總線連接在一起,依靠雙端口RAM傳輸數據。工業微機IPC是系統的核心,它的主要功能為提供可視化的人機操作界面,完成數據和指令的發送、接收,對其他的功能模塊進行控制,以完成對應的工作任務等,從而實現對機床的準確控制,保障產品的生產質量。輔助控制部分包括機床的冷卻系統、油壓系統與刀具等方面的控制。


      在實際工作中通過測量我們發現:交流電機變頻調速時,它的頻率發生變化會引起磁通量發生變化,進而又反過來影響頻率的準確性,如何消除這種相關性是目前面臨的最主要的一個研究方向。通過實驗的研究發現,普通電機在向下調速時,改變外部輸入的交流電頻率(<50Hz),會因為磁通量的變化產生一個勵磁電流,進而導致功率因數和電機負載能力下降,從而使得電機的控制效果受到了影響,造成控制精度不準確。倘若能夠設法同時降低交流電壓幅值(U)、則可維持不變,達到恒磁通變頻調速。


      2交流主軸電機變頻器控制原理


      交流主軸驅動與變頻器都屬于感應電機變頻方式,它們的工作原理各不相同,但是都能夠達到控制電機速度的效果,根據兩者之間不同的性能差異使得它們的應用途徑各不相同,交流主軸驅動主要用在專用電機的調速中,變頻器則被用在普通電機的調速中。隨著科技的進步,矢量控制成為新一代變頻器的控制方式,它能夠很好的彌補傳統變頻器存在的不足,在準確度、工作效率等方面具有很大的提升。通常電機參數設置越準確,調速功能則越強。然而大多數與電機配套使用的通用變頻器無法確定不同廠家的電機參數,這就嚴重的影響到了實際的控制效果,使得控制過程中出現不同程度的誤差。


      要想提高變頻器的調速性能,就必須運用數學模型來實現對變頻器對電機的控制。在市場上就有這樣一款變頻器產品,它能夠做到比同類產品更加精準的控制效果,而且成本比較低廉,它的參數設置也比較接近多數通用電機,這就使得它被廣泛的使用在先進的數控機床系統中。交流主軸驅動器與變頻器在感應電機中執行控制調速的功能,設計人員可根據實際情況選擇合適的電機控制器作為機床系統的設計,在選擇驅動器時需要對其生產廠家的資質及相應產品進行核實,并對其能夠實現相應功能進行嚴格的測試,從而挑選合適的產品來用進行數碼機床的電機調速控制。對變頻器進行優化時,需要借鑒這一經驗,提高變頻器的控制功能以及各項性能。變頻器采用矢量控制的方式,可以提高交流主軸電機的性能,而且可以充分的發揮出調速功能。


      3電機變頻器參數的調控


      矢量控制變頻器因為其各方面的優異性能,使得它在交流主軸電機的應用較為廣泛,在設計數碼機床系統的同時,需要考慮到未來系統維護的便捷性,針對變頻器及其配套設備進行合理的配置,充分的實現其精準的控制效果。交流主軸電機的參數設置要明顯的不同于普通感應電機,因此它不適合直接用作對電機進行控制,否則很難達到預期的效果。這就需要在使用前針對交流主軸電機對變頻器參數進行重新設定,這樣才能夠達到準確的控制調速的目的。第一步,先按照操作流程將主軸電機與主軸分離開;第二步,設定頻率的相關參數及控制范圍;第三步,連接輸出線路并檢查線路的連接是否正常;最后就是按照機器的使用說明進行調試。調試模式有快速調試與高級調試兩種,通常選擇前者作為安裝后的調試處理,這可根據實際的現場需要來進行考慮。


      技術人員在完成電機基本參數的設定后,按下變頻器的“自動調整(自學習)”功能,這時機器內部就會自動的開始執行預定的程序,完成矢量控制所需要的全部電機參數的測試。自動調整由系統內部的相應操作單元來實現,它通過不斷的測試電機在不同轉速下的旋轉情況,來完成參數的自動修復和設定。該流程結束后就可以按照相應的操作說明來對變頻器進行連線,確保交流主軸電機能夠正常的工作。


      4感應電機交流主軸驅動系統的控制策略


      感應電機根據轉子的結構,分為繞線式和鼠籠式兩種類型。鼠籠式電機的結構并不復雜,而且它具有很高的工作效率,同時便于操作使用,它通常被作為感應電機主軸驅動系統的核心部件,這也是考慮到系統便捷性的角度出發的。鼠籠式電機具有轉動慣量低、耐高溫、轉速快、價格低廉等特點,這也是它被廣泛運用的主要原因,然而它的不足之處在于功率和體積較大,是同類普通產品的2倍,這也制約了它在某些要求較高的地方的應用。同時其起動電流不再受換向器的限制,因此其功率范圍遠大于直流電機,定子電壓可達到15kv,甚至更高。


      感應式主軸電機的控制無一例外地采用磁場定向技術.它可以實現對轉矩和磁通的分別控制,進而獲得較高的動態性能,磁場定向控制技術又分為間接磁場定向和直接磁場定向兩種實現方式。間接轉子磁場定向控制技術相對操作簡單易行,現有的技術能夠實現相應的功能,不足之處在于它對電機的參數要求很高,提起的控制性能會隨著電機參數的變化而下降,這在實際的系統設計中需要考慮到的一個問題。實際上,電機運行過程中,其轉子時間常數可以在400%的范圍內變化,因此現代主軸控制器均采用辨識、估算和自整定技術對參數變化在線補償。這導致新的問題出現,就是當功率恒定不變時,磁場環境較弱會使得系統的滑差增益不能夠被動態補償,從而導致磁通和轉矩的振蕩。直接定子磁場定向技術、繞組切換技術及鐵耗自適應補償技術等新技術的出現很好的解決了這樣的問題,它們能夠很好的彌補原有技術的存在的缺陷,有效的提高控制的效果。


      結束語


      綜上所述,數控機床的加工精度體現的是機床加工的數控水平,更進一步顯示的是工業化水平。提高對數控機床的變頻器控制的策略認識,能有效改善數控機床在改造和維修的促進前提下,加快數控機床的發展進度。


      作者:許蔡輝


      第5篇:變頻器控制在水泵中的應用與節能


      引言:目前,水泵對我國的各行業的發展都有重要的作用,但由于傳統水泵技術的限制,水泵在運行中會造成大量的能耗,造成了嚴重的資源浪費,而將變頻器控制應用在水泵中,可以調節水泵的運行狀態,從而有效降低能耗,達到節能環保的目的。


      1.變頻器的概述及構成


      1.1變頻器的概念


      傳統的水泵系統,其轉速是固定的,水泵的出水量主要是依靠閥門來進行控制,缺少靈活性,會造成嚴重的資源浪費。而將變頻器控制應用在水泵中,可以有效調整水泵的轉速,改變水泵與管道之間的阻力,控制出水量的大小,從而降低能耗。在水泵系統中,主要靠電機來提供動力,其轉速和頻率成正比關系,而轉速與繞子對數為反比關系。因此,在使用變頻器時需要保持繞子對數不變,以控制發動機的頻率來調整轉速,從而控制水泵,降低能耗。


      1.2變頻器系統的構成


      變頻器系統主要由硬件系統和軟件系統組成,硬件系統就是將水泵與變頻器直接進行對接,從而實現控制;而軟件系統指的是變頻器的參數設置,根據具體的工作情況來改變相應的參數,可以達到不同的控制效果。


      2.變頻器的主要特點


      2.1變頻器的優點


      第一,變頻器通過改變水泵的轉速來控制出水量的大小,對水泵的內部系統具有一定的調節能力,根據實際需要而進行調整,可以有效降低能耗,降低生產成本,從而提高經濟效益。


      第二,通過對變頻器的參數進行調整,可以使水泵系統與實際運行情況相符合,從而確定水壓參數,使其保持在一個穩定的狀態,在這種情況下,水泵的閥件會平均受力,降低水壓對閥件的沖擊,保證其質量,降低后期的維護成本[1]。


      第三,隨著信息技術的發展,變頻器系統已經實現了自動化管理,具備自動調節等功能,在一定程度上可大大減少人力資源的使用,降低生產成本。另外,在自動化的發展模式下,變頻器可根據實際運行需要進行調整,可以充分保護設備的安全。


      2.2變頻器的缺點


      第一,變頻器屬于水泵的外加系統,在使用變頻器時相當于多了一個用電設備,在短時間使用時不會有明顯變化,但在長時間使用下,會增加整個系統的耗電量,不利于節能環保的實現。


      第二,現階段,變頻器屬于一種自動化設備,對操作人員提出了更高的要求,需要具備較高的技術水平與維護水平,但在一定程度上會加大運行成本。


      3.變頻器控制在水泵中的應用與節能


      3.1變頻器控制在水泵中的應用


      首先,PID控制器。實際上就是比例-積分-微分控制器,通過PID控制法,可將收集到的數據進行分析,并與參考數據進行對比,比較其中存在的差值,再通過分別計算的方法來計算PID控制器的輸出頻率,從而對水泵進行控制。但這種控制方法容易受到水中壓強的影響,導致參數不準確,需要多次進行修改,整個過程比較麻煩。另外,在水壓的影響下,PID控制器不能正常工作,導致水泵連接處的橡膠發生破損,使水泵出現劇烈振蕩的情況,加大了電能的消耗。


      其次,PLC控制器。可編輯程序控制器簡稱為PLC控制器,通過將繼電器與存儲器進行整合,對收集到的信息進行內部存儲,并通過計算、計時等來完成指令的輸出與輸入。相比PID控制器來說,PLC控制器具有更多的優點,通過可編程系統,將水泵、變頻器等設備組成一個閉合環路,其控制軟件具備自動化功能,可自動進行控制與管理。另外,PLC控制器可以有效調整水壓,使其與實際運行需要相吻合,從而保證設備的安全性,提高設備的使用壽命。同時,PLC控制器的投入成本比較低,后期維護也比較方便,還具備節能效果,具有很高的使用價值。


      最后,模糊控制。在水泵控制系統中,存在的變量信息比較多,操作人員很難滿足所有條件,變頻器在控制水泵時也會產生較大的難度。對此,操作人員需要將所有的數據進行收集,并對這些數據進行量化處理,將具體的問題模糊化處理,可以有效進行水泵的控制。


      3.2變頻器控制在水泵節能中的運用


      現階段,PLC控制器是實現水泵節能控制的主要方法。變頻器在控制水泵時會形成一個閉合環路,對水泵運行中的各項數據信息進行控制,但在數據的收集上還需要在水閥上安裝一個傳感器,對出水流量的數據信息進行收集,還需要將水壓數據等進行收集,將所有的數據信息傳輸至PLC控制器中,通過邏輯計算的方法將得出的參數與額定參數進行對比,根據比較結果進行分析,并對變頻器下達指令,使變頻器根據指令要求而調整水泵的轉速,使水泵的轉速符合實際運行需要,從而達到節能的效果。如果對水泵的閥門進行控制,需要克服水壓以及閥門的阻力,在運行過程中就會增加電能的消耗,因此,這種控制方式并不能實現節能效果[2]。


      另外,部分企業為了提高水泵的工作效率,常采取多個水泵并聯工作的方式來提高工作效率,給變頻器的控制工作帶來了較大的難度。而隨著技術的發展,現在可以很好的解決這一問題。即通過變頻器對單個水泵進行控制,調整其轉速和頻率,并將變頻器系統連接在并聯系統中,根據系統的運行需要來進行調整。當需要降低出水量且單個水泵不能滿足要求時,需要變頻控制器對第二個水泵進行控制,以此類推,直到符合需要為止,可以有效實現節能效果。


      4.變頻器控制水泵節能時需要注意的問題


      第一,水泵的運行條件比較復雜,其出水量受管道的影響比較大。在對水泵進行調速時,當發現沒有明顯的變化時,應立即停止調速,檢查水泵參數的變化情況,當發現參數變動比較明顯且出水量沒有變化時,應首先檢查管道的連接處是否出現滲漏情況,如果不是,則需要對管道的質量進行檢測,從而找出問題的原因,避免過度調整變頻器而增加能耗,也會降低設備的使用壽命。


      第二,在對水泵進行調速時,需要通過水泵的調速高效區,當水泵轉速過慢時,說明水泵的運行效率比較低,會導致水泵調速的高效區萎縮,而對水泵強行調速,會導致水泵內部設備發生破損,影響水泵的使用壽命,因此,此時不適合使用變頻器來調整轉速。


      第三,發電機的頻率與轉速成正比,當轉速降低時,發動機的頻率也會下降,會導致水泵系統的運行效率大幅度降低,導致部分設備無法正常運行,會影響水泵系統的安全性,加大損失程度,因此,需要結合實際情況,合理調整水泵的轉速。


      結束語


      通過變頻器來控制水泵,可以有效提高水泵的運行效率,降低水泵的能耗,降低運行成本,但在實際運行中,要提高數據收集的準確性,正確設置參數,根據實際情況而調整轉速,從而保證水泵系統的正常運行。


      作者:江濤


      第6篇:淺談變頻器在連鑄引風機上的應用


      近期,新環保法成為了鋼鐵行業的熱點話題,新環保法將保護環境作為國家的基本國策,并確立了環保優先原則,對于鋼鐵企業針對性強,落實難度大。這對鋼鐵企業來說,將面臨更加嚴峻的挑戰,而當前鋼鐵企業卻面臨產能過剩、矛盾突出、全行業整體微利、部分企業連年虧損的復雜情況,所以節能減排更是成為了企業的首要攻關任務,而利用變頻控制技術對一些大功率設備如風機、水泵等的改造成為了其中重要的一個環節。


      1.變頻器的節能原理


      1.1調節電動機的轉速


      各種機械在設計動力驅動時,為滿足各種情況下的不同需要,都將參考最高需求來配備動力要求,且還要留有一定的富余量。變頻調速可以在滿足既定生產需求的情況下,降低電機轉速,減小輸出電流,來達到節能的目的。


      1.2變頻器的軟啟動


      電動機由接觸器控制直接啟動時,其瞬間啟動電流為運行電流的6~7倍,而大的啟動電流就是對電力的浪費,還會造成對機械、電氣設備的沖擊,大大影響設備的使用壽命。當負載出現機械故障時,又不能瞬間動作來保護設備,從而造成設備的損壞。而使用變頻器,其啟動電流是從0開始慢慢升高至設定頻率所需的電流,最高也不超過額定電流,減輕了對機械、電氣電網的沖擊和對供電容量的要求,大大延長了設備的使用壽命。


      1.3提高功率因素


      電動機在運行時會吸收大量的無功功率,造成功率因素降低,導致電網有功功率的降低,使設備使用效率降低,浪費嚴重。使用變頻調速裝置后,通過變頻器的整流濾波后,負載特性發生變化,功率因素提高,從而減少了無功損耗,增加了設備使用效率。


      2.連鑄引風機的變頻改造


      下面以三煉分廠連鑄的引風機改造為例,說明變頻器在風機節能改造上的應用。我們分廠現在有兩臺連鑄機,1#連鑄機有兩臺55KW的引風機,3#連鑄有一臺55KW的引風機,用來抽取二冷室中由于冷卻鑄坯而產生的大量蒸汽,而且現場是沒有安裝調節風門來控制抽風量,是用接觸器直接控制以工頻全速運行,啟動電流大,對機械、電氣沖擊大,經常要燒毀電機,更換接觸器,電纜線路過熱等。所以經研究決定對引風機進行變頻改造。


      目前市場上的變頻器產品種類很多,而國外的變頻器(如ABB西門子等)其元件及性能較好,但價格很高。為了控制節約成本且又能滿足現場需要,決定采用國產森蘭SB70系列變頻器。系統在改進時決定采用雙回路控制,即將原工頻控制回路并在變頻器控制回路中,兩種控制回路之間用加裝的斷路器進行切換。正常情況下以變頻器控制,根據現場蒸汽抽取情況來進行速度調節,當變頻器出現故障或異常時,可以人工手動切換開關至工頻下運行,減少了因變頻器故障產生的熱停時間,保證生產的正常。


      在系統組態編程方面,通過PLC控制,在WinCC畫面上來實現啟動、停止及調節速度的遠程控制,而在變頻柜內又安裝一個電位器及啟動、停止按鈕來實現本地控制。相關通訊優先級及變頻器內部接線如下圖1-1、1-2所示。


      3.注意事項及節能效果


      3.1由于目前的驅動電機還是原先的普通電機,并未更換專用的變頻電機,所以變頻器在驅動電機長期低速運行時,由于電機的散熱效果變差,電機溫度升高,必須加強對電機的日常檢查,必要時另加風扇進行強制風冷。


      3.2當選用適配電機時,變頻器能對電機實施過載保護,若電機與變頻器額定容量不匹配,需要調整保護值或采取其他保護措施,保證電機的安全運行。


      3.3由于風機慣性較大,常常會有再生轉矩發生,變頻器會因過壓保護而停機,需要加裝適當規格的制動組件。


      3.4由于生產及檢修需要,常常需要對風機及時停一下又立馬啟動,這時可以對參數F1-19設置為2,即轉速跟蹤啟動,如圖1-3所示。在電機啟動之前自動辨識電機的轉速,然后從對應的頻率開始平滑無沖擊啟動,這樣對于旋轉中的電機就不必等完全停下再啟動,可縮短啟動時間,減小啟動沖擊。


      3.5通過對改造前后引風機電流的對比,改造前單臺風機電流基本在90A左右,使用變頻器之后電流在55A左右就能滿足生產,由于風機不是全天候運行,以一年300天算,三臺風機改造后年節約用電費用大約在25萬元。


      4.結語


      變頻器在風機控制上有顯著的節能效果,越來越多的風機都使用變頻技術來實現節能、穩定的目的。我分廠的連鑄引風機系統在通過變頻改造以來,經過現場的跟蹤調試,運行效果良好,既提高了設備的性能及壽命,又滿足了生產的需求,還大大減少了設備的維護、維修費用,降低了熱停工時間。


      作者:楊彬斌


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