變頻技術(shù)在工廠節(jié)能中應(yīng)用

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1、變頻技術(shù)在工廠節(jié)能中應(yīng)用　　摘要：隨著電子電力、計算機與自動控制理論、微電子學(xué)等學(xué)科的技術(shù)發(fā)展，變頻技術(shù)的研究也進入了一個全新的階段，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)式電動機中變頻器的利用為例，闡述了變頻技術(shù)在技能中的實際應(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：TE08文獻標(biāo)識碼：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)就是通過技術(shù)手段，將用電設(shè)備供電的頻率進行改變，達到控制設(shè)備輸出功率的目的。其主要工作方式是利用

2、變頻調(diào)速手段對軸輸出的功率進行改變，進而達到節(jié)能省電、減少輸出功率的目的，同樣也是異步感應(yīng)式電動機節(jié)能技術(shù)的重要手段之一。對異步感應(yīng)式電動機而言，使用變頻調(diào)速，是異步感應(yīng)式電動機調(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）主要是指能用運用于500伏至10千伏的運轉(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電壓比較高，必須在結(jié)構(gòu)上

3、進行整套高壓切換設(shè)備的應(yīng)用，通過串聯(lián)疊加功率單元的輸出高壓方法，并借助計算機系統(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)備對高壓的變頻控制系統(tǒng)進行完整的組合。（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行頻率調(diào)節(jié)的交流電的過程稱為逆變，其逆變設(shè)備往往被稱變頻器；而把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷倪^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、止電源和傳動調(diào)速兩類。就變頻器的傳動調(diào)速而言，其主要是利用對電機速度的調(diào)節(jié)從而達到節(jié)約能源的目的，主要的控制對象是動力裝置中進行機電轉(zhuǎn)換功能的電動機?？刂品椒ㄊ怯韶撦d對電機調(diào)速符合適應(yīng)性以及異步感應(yīng)式電動機的特性和性能所決定的。三、風(fēng)機的節(jié)能變頻控制8風(fēng)機類的設(shè)備在工廠中通常都是不停機或長時間運轉(zhuǎn)的，在現(xiàn)實的測量中發(fā)現(xiàn)，除了在極短時間內(nèi)流量達到最大值的情況以外，這些設(shè)備有將近90%的時間都處于較低或中等負荷的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，至少有40%的電能被浪費。因此，使用變頻調(diào)速的控制措施，對風(fēng)機和水泵類的設(shè)備調(diào)控轉(zhuǎn)速

5、進行流量的調(diào)節(jié)，對提高經(jīng)濟效益和節(jié)約能源來說有著非常重要的意義。四、風(fēng)機類設(shè)備的調(diào)速原理和節(jié)能方法（一）、風(fēng)機類設(shè)備的調(diào)速原理風(fēng)機的轉(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。其中以電機調(diào)速應(yīng)用較為廣泛。三相鼠籠異步電機具有很多優(yōu)點，是驅(qū)動風(fēng)機的主要原動機。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)電機學(xué)原理，異步電動機的轉(zhuǎn)速公式為式中：ƒ——電流頻率；P——極對數(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)就是通過改變供電電源頻率從而實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速器實質(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T代表逆變器主可控硅及強迫換流回路，主回路第一級由功率二級管D7-D12組成三相全橋輸入整流器，第二級由可控硅T1-T6。及反并聯(lián)二級管D1-D6。等元件組成三相逆變器，中間為LC0濾波器，可控硅T1-T6開與關(guān)的狀態(tài)及開關(guān)時間由強迫換流回路控制，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)機類設(shè)備的節(jié)能方法以某

7、工廠爐底風(fēng)機散熱控制系統(tǒng)為例，依照冶煉爐材料的不同，爐底的冷卻溫度不同，設(shè)計為四臺18.5KW的四級葉輪式風(fēng)機，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，如果風(fēng)機全開則會造成風(fēng)量太大；兩臺對開，則無法達到冷卻要求，開動三臺風(fēng)機，會造成冷熱不均，無法滿足工藝要求；四臺對開風(fēng)機用擋風(fēng)板調(diào)節(jié)能夠滿足冷卻要求，但從電機的角度來說會造成電能的浪費。當(dāng)擋風(fēng)板全部開啟時其運行電流為24A，全部關(guān)閉時電流為22A，輸入的功率由17KW到18.5KW變化，電機的節(jié)電效率不到8%。對于

8、上述的特殊要求進行方案的制定:需要將其中兩臺對開的電機實施變頻調(diào)速的控制，同時與兩臺全速的風(fēng)機進行配合，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，電機的節(jié)電效果十分顯著。依據(jù)材料對溫度的不同要求，在設(shè)備正常運行時，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。這是因為，在風(fēng)機運行時改變其轉(zhuǎn)速n，就使葉輪的周圓速度v改變，由于葉輪對氣體所做的功正比于速度v的平方，并且改變轉(zhuǎn)速