第一篇：高壓變頻調(diào)速裝置在除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

高壓變頻調(diào)速裝置在昆鋼集團(tuán)二煉鋼廠除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

閱覽次數(shù)：881 來源：《控制與傳動(dòng)》 作者：楊文喜 秦強(qiáng)林 陳衛(wèi)東

概述：

文章根據(jù)昆鋼集團(tuán)二煉鋼廠為了提高系統(tǒng)自動(dòng)化程度、改善工藝條件從而在轉(zhuǎn)爐吹氧風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)上采用了東方凱奇公司高壓大功率變頻器替代傳統(tǒng)的液力耦合器進(jìn)行調(diào)速的情況，結(jié)合東方凱奇公司高壓大功率變頻器在現(xiàn)場(chǎng)的使用情況、以及與液力耦合器進(jìn)行對(duì)比后的情況總結(jié)了采用變頻器后的優(yōu)點(diǎn)、對(duì)提高工藝水平的好處以及良好的節(jié)能效果。

從使用的情況看，高壓大功率變頻器完全可以適應(yīng)這種場(chǎng)合的應(yīng)用，它的優(yōu)異性能將會(huì)為用戶帶來極大的方便和產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：高壓變頻器，液力耦合器，除塵風(fēng)機(jī)，調(diào)速節(jié)能

1.工程概述

昆鋼二煉鋼廠現(xiàn)有原設(shè)計(jì)公稱容量15噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐三座，2000年對(duì)轉(zhuǎn)爐進(jìn)行了擴(kuò)容和氧槍改造。2001年二煉鋼廠全年共產(chǎn)鋼90.6萬噸，轉(zhuǎn)爐平均出鋼量為22噸/爐，裝入量為24噸。2002年二煉鋼全年共產(chǎn)鋼104.5萬噸。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，需要在現(xiàn)有設(shè)備條件下盡力挖掘設(shè)備潛力，提高鋼鐵產(chǎn)量。根據(jù)我們調(diào)查和分析，限制二煉鋼廠綜合產(chǎn)鋼能力提高的主要因素是轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)產(chǎn)鋼能力不足。

轉(zhuǎn)爐產(chǎn)鋼能力主要受出鋼量，轉(zhuǎn)爐作業(yè)率和縮短冶煉周期等因素制約。為實(shí)現(xiàn)150萬噸綜合產(chǎn)鋼能力，除了對(duì)轉(zhuǎn)爐擴(kuò)容外，還必須提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率和縮短冶煉周期。通過理順物流，可減少轉(zhuǎn)爐等待時(shí)間2.5分鐘；提高鐵水質(zhì)量，增加供氧強(qiáng)度，縮短供氧時(shí)間2.5分鐘；穩(wěn)定原料成分，減少波動(dòng)，可提高轉(zhuǎn)爐一次倒?fàn)t出鋼率，縮短終點(diǎn)倒?fàn)t取樣及測(cè)溫時(shí)間1.5分鐘。冶煉周期可從現(xiàn)在的29.47分的基礎(chǔ)上縮短至23.5分鐘以內(nèi)，使二煉鋼廠的綜合產(chǎn)鋼能力達(dá)到150萬噸。

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的前提下，昆鋼集團(tuán)有限公司二煉鋼廠積極采取措施在增加產(chǎn)量的同時(shí)降低消耗，使企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中增加競(jìng)爭(zhēng)力。

2.調(diào)速方案的選擇

昆鋼二煉鋼廠在2003年6月擴(kuò)建煉鋼廠設(shè)計(jì)綜合產(chǎn)鋼能力為150萬噸，其三座轉(zhuǎn)爐分別配置三套除塵系統(tǒng)，該系統(tǒng)一方面將燃燒不完全的煤氣回收，另一方面通過除塵風(fēng)機(jī)排除剩余煙氣，為滿足鋼廠節(jié)能及環(huán)保的要求，除塵風(fēng)機(jī)根據(jù)煉鋼工藝在吹氧及煉鋼時(shí)高速運(yùn)行，其余時(shí)間為低速運(yùn)行。

為了滿足生產(chǎn)工藝，使系統(tǒng)的運(yùn)行符合工況，肯定需要系統(tǒng)有良好的調(diào)速性能。傳統(tǒng)的解決辦法是采用液力耦合器調(diào)速技術(shù)方案、直流調(diào)速技術(shù)方案以及其它方式的調(diào)速方案。一般采用液力耦合器進(jìn)行風(fēng)機(jī)調(diào)速的居多，由于液力耦合器本身的技術(shù)缺陷，在該系統(tǒng)中已難以較好地滿足生產(chǎn)工藝要求，這些缺陷有：

a．采用液力耦合器時(shí)，在低速向高速運(yùn)行過程中，延遲性較明顯，不能快速相應(yīng)，同時(shí)這時(shí)候的電流較大，如整定不好會(huì)引起跳閘，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。

b．液力耦合器本身控制精度差，調(diào)速范圍窄，通常在40％～90％之間； c．電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，沖擊電流較大，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

d．在高速運(yùn)行時(shí)，液力耦合器有丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響工作的正常進(jìn)行。e．液力耦合在調(diào)速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生機(jī)械損耗和轉(zhuǎn)差損耗，效率較低，造成電能浪費(fèi)。f．液力耦合器工作時(shí)是通過一導(dǎo)管調(diào)整工作腔的充液量，從而改變傳遞扭矩和輸出轉(zhuǎn)速來滿足工況要求；因此，對(duì)工作腔及供油系統(tǒng)需經(jīng)常維護(hù)及檢修。液力耦合器經(jīng)過一段時(shí)間使用，其維護(hù)費(fèi)用較高，g．液力耦合器故障時(shí)，無法再用其它方式使其拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行，必須停機(jī)檢修。h．耦合器運(yùn)行時(shí)間稍長(zhǎng)，會(huì)漏油嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境污染大，地面被油污蝕嚴(yán)重。i．風(fēng)機(jī)和電機(jī)的運(yùn)行噪音大，達(dá)到90dB左右，嚴(yán)重影響操作人員的身體健康。從以上情況來看，如果使用液力耦合器，會(huì)制約昆鋼二煉鋼廠節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

由于使用液力耦合器有這些固有的缺陷，現(xiàn)在有很多企業(yè)已經(jīng)采用新型的高壓大功率變頻調(diào)速裝置拖動(dòng)風(fēng)機(jī)，取得了良好的應(yīng)用效果。

2003年6月，昆鋼集團(tuán)二煉鋼廠和成都東方凱奇公司經(jīng)過技術(shù)磋商，決定在1號(hào)轉(zhuǎn)爐的除塵風(fēng)機(jī)上進(jìn)行變頻改造，以滿足風(fēng)機(jī)調(diào)速的要求，改善工藝狀況。3.變頻改造方案實(shí)施

除塵風(fēng)機(jī)是除塵凈化系統(tǒng)的動(dòng)力中樞，一旦除塵風(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)行，不但影響生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還有可能危脅到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員的人身安全；另外，調(diào)速系統(tǒng)工作的環(huán)境比較惡劣；同時(shí)轉(zhuǎn)爐又周期性間斷吹氧；所以，和除塵風(fēng)機(jī)配套的高壓調(diào)速系統(tǒng)，要求具有極高的可靠性?；谝陨瞎ぷ魈攸c(diǎn)，對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)的主要要求如下： a.要求變頻器具有高可靠性，長(zhǎng)期運(yùn)行無故障。

b.要求變頻器有完美的旁路功能，一旦出現(xiàn)故障，可以先切換到單元旁路下運(yùn)行，同時(shí)也可以使電機(jī)切換到工頻運(yùn)行。

c.調(diào)速范圍要大，效率要高。

d.具有邏輯控制能力，可以自動(dòng)按照吹氧周期升降速。

e.有共振點(diǎn)跳轉(zhuǎn)設(shè)置，能使電機(jī)避開共振點(diǎn)運(yùn)行，讓風(fēng)機(jī)不喘振。系統(tǒng)原理圖如下：

其中K1、K2、K3為變頻器的旁通柜，K1、K2與K3互鎖，從系統(tǒng)的原理圖中可看出，進(jìn)行變頻改造對(duì)原系統(tǒng)改動(dòng)較小，可在較短時(shí)間內(nèi)完成改造方案，K3的加入可使變頻在有故障的情況下工頻旁通。該變頻器的參數(shù)如下： 型 號(hào)：DFCVERT-MV-1000/6B 輸入?yún)?shù)：

額定電壓：三相交流6.3kV±10％ 頻 率：50Hz 輸入側(cè)電流畸變率：＜4%（30%負(fù)載以上）輸入側(cè)功率因數(shù)：＞0.96（20%負(fù)載以上）輸出側(cè)電流畸變率：＜3% 效 率： 96％ 輸出參數(shù)：

容 量：1000kVA（適配電機(jī)功率800—850kW）額定輸出電壓：6kV 額定輸出頻率：50Hz 輸出頻率范圍：0.1—50Hz 頻率分辨率：0.01Hz 升降速時(shí)間：1—3000秒可調(diào) 電流波形：完全正弦 其它：

防護(hù)等級(jí)

IP31 環(huán)境溫度

0-40℃ 環(huán)境濕度

90%,無凝結(jié) 海拔高度

1860米

高低速邏輯控制功能（加減速時(shí)間均可按照工藝要求設(shè)定）具有標(biāo)準(zhǔn)PID控制功能

具備故障查詢功能，與上位機(jī)聯(lián)機(jī)后可以打印故障 支持DCS、ProfiBus網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行 支持遠(yuǎn)端操作顯示

輸入輸出保護(hù)：輸入缺相、欠壓、過壓、過流；輸出過流、缺相、不平衡等 內(nèi)部保護(hù)：過載、過熱、通訊故障、單元自動(dòng)旁路故障單元等;電機(jī)參數(shù)如下：

電機(jī)型號(hào)：Y B630S1-1 額定功率： 800kW 額定電壓： 6kV 額定電流： 90.6A

額定轉(zhuǎn)速： 2950r/min 功率因數(shù)： 0.89 風(fēng)機(jī)參數(shù)如下： 風(fēng)機(jī)型號(hào)：D1100 額定流量：66000m3/ h 全 壓：24658 Pa.g 效 率：95.5%

2003年8月底變頻器發(fā)往現(xiàn)場(chǎng)，9月中旬變頻器完成了現(xiàn)場(chǎng)的安裝調(diào)試工作并正式投入生產(chǎn)運(yùn)行。

變頻器從制造到正式投入使用，所用的生產(chǎn)、安裝、調(diào)試周期都很短，總共僅有3個(gè)多月的時(shí)間，保證了1號(hào)轉(zhuǎn)爐的技術(shù)改造的周期和正常的生產(chǎn)。

同傳統(tǒng)的液力耦合器比較，東方凱奇電氣有限責(zé)任公司生產(chǎn)的高壓變頻器有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠。原來使用液力耦合器大概40天左右就必須更換軸承，每次需停爐半天左右，帶來的巨大的經(jīng)濟(jì)損失。DFCVERT-MV型變頻器具有免維護(hù)的特點(diǎn)，只需定期更換柜門上的通風(fēng)濾網(wǎng)，不用停機(jī)，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。（2）節(jié)能效果較為顯著，大大降低了噸鋼電耗。

（3）電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了真正的軟啟動(dòng)、軟停運(yùn)，變頻器提供給電機(jī)的無諧波干擾的正弦波電流，降低了電機(jī)的故障次數(shù)。同時(shí)，變頻器設(shè)置共振點(diǎn)跳轉(zhuǎn)頻率，避免了風(fēng)機(jī)會(huì)處于共振點(diǎn)運(yùn)行的可能性，使風(fēng)機(jī)工作平穩(wěn)，風(fēng)機(jī)軸承磨損減少，延長(zhǎng)了電機(jī)和風(fēng)機(jī)的使用壽命和維修周期，提高了設(shè)備的使用壽命。

（4）變頻器自身保護(hù)功能完善，同原來繼電保護(hù)比較，保護(hù)功能更多，更靈敏，大大加強(qiáng)了對(duì)電機(jī)的保護(hù)。

（5）變頻器同現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采用可靠的連接方式，控制方便，性能可靠，滿足煉鋼生產(chǎn)的需要。變頻器內(nèi)置有PLC，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)接入靈活。在控制邏輯上，由現(xiàn)場(chǎng)（轉(zhuǎn)爐）為變頻器提供一對(duì)高速、低速節(jié)點(diǎn)，變頻器按照節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)自動(dòng)高速、低速往復(fù)運(yùn)行；由變頻器自身的頻率輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)速測(cè)定，可以取消原來同電機(jī)相連的測(cè)速器，由變頻器為現(xiàn)場(chǎng)直接提供電機(jī)轉(zhuǎn)速指示。

（6）設(shè)備適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)能力強(qiáng)，有時(shí)電網(wǎng)電壓高達(dá)6.9kV，或者電壓低至5.5kV變頻器仍能正常運(yùn)行。

（7）同液力耦合器比較，在加速期間大大減小了噪聲，削弱了噪聲污染。由于不用定期拆換軸承或者對(duì)液力耦合器進(jìn)行維修，避免了機(jī)油對(duì)環(huán)境的污染，使風(fēng)機(jī)房的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境有了極大改善。

（8）由于電機(jī)降低速度運(yùn)行以及工作在高效率區(qū)，因此電機(jī)和軸承的溫升都明顯低于采用液力耦合器的系統(tǒng)，這樣可以延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的使用壽命。

從現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)來看，該變頻器通常運(yùn)行在高速和低速兩種狀態(tài)，當(dāng)轉(zhuǎn)爐在吹氧和煉鋼時(shí)，變頻器由低速轉(zhuǎn)入高速狀態(tài)，上升時(shí)間要求在1分鐘之內(nèi)完成，否則在吹氧和煉鋼時(shí)要產(chǎn)生大量的煙氣，若不能及時(shí)排出煙氣，將會(huì)影響到生產(chǎn)甚至現(xiàn)場(chǎng)工作人員的人身安全。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)多次運(yùn)行，DFCVERT-MV-1000/6B變頻器完全能夠滿足這項(xiàng)技術(shù)要求。其次，從高速到低速也完全滿足工藝的要求。

4.經(jīng)濟(jì)分析

根據(jù)擴(kuò)建后煉鋼工藝要求，煉一爐鋼為23分鐘。由風(fēng)機(jī)中控室根據(jù)下氧槍信號(hào)給變頻器一高速信號(hào)使變頻器運(yùn)行在高速狀態(tài)，時(shí)間為8～12分鐘，根據(jù)轉(zhuǎn)爐出鋼信號(hào)使變頻器運(yùn)行在低速狀態(tài)，時(shí)間為11～15分鐘，其中，高速狀態(tài)為43HZ（2500轉(zhuǎn)/分鐘）；低速狀態(tài)為18HZ（1000轉(zhuǎn)/分鐘）。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)到當(dāng)變頻器運(yùn)行在高速狀態(tài)時(shí)，變頻器的輸入電流為40.2A；當(dāng)變頻器運(yùn)行在低速狀態(tài)時(shí)，變頻器的輸入電流為18A；煉一爐鋼變頻器運(yùn)行在高速狀態(tài)平均所需時(shí)間為10分鐘，低速狀態(tài)平均所需時(shí)間13分鐘；若按年工作日8000小時(shí)計(jì)算，那么，變頻器在一年里高速狀態(tài)的時(shí)間約3480小時(shí)，低速狀態(tài)約4520小時(shí)；（1）采用變頻器拖動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí) 高速狀態(tài)：

P1 =√3 UIcosф= 1.732×6.3×40.2×0.96＝419.00544kW 低速狀態(tài)：

P2 =√3 UIcosф= 1.732×6.3×18×0.95＝186.58836kW平均功率 P=P1×0.8+P2×0.2=372.52kW(高速狀態(tài)約80％，低速狀態(tài)為20％)（2）采用液力耦合器時(shí)

高速狀態(tài)：

P1’ =√3 UIcosф= 1.732×6.3×52×0.93＝527.68kW 低速狀態(tài)：

P2’ =√3 UIcosф= 1.732×6.3×44×0.9＝432.1kW平均功率 P’=P1’×0.8+P2’ ×0.2=508.564W(高速狀態(tài)約80％，低速狀態(tài)為20％)（3）采用變頻調(diào)速和采用液力耦合器調(diào)速與采用變頻器調(diào)速裝置運(yùn)行的節(jié)能率對(duì)比： F=(P’-P)/P=(508.564-375.52)/508.564=26.17% 從計(jì)算結(jié)果知道，采用變頻器技術(shù)改造后，不僅具有良好的節(jié)能效果，而且操作方便，特別適合于鋼鐵廠進(jìn)行風(fēng)機(jī)的技術(shù)改造。

5．工藝特性的改進(jìn)

采用變頻調(diào)速后，整個(gè)煉鋼風(fēng)機(jī)的工藝特性得到很大的改進(jìn)，主要反映如下：（1）電機(jī)的溫升和軸承溫升下降明顯 電機(jī)溫升在采用液力耦合器時(shí)的59℃下降至44℃，電機(jī)的前后軸承的溫度都有響應(yīng)的下降；

（2）電機(jī)的振動(dòng)明顯降低 電機(jī)的振動(dòng)由采用液力耦合器的2.2mm下降到0.2mm，改善的效果非常明顯。

（3）整機(jī)的運(yùn)行噪音改善明顯 采用液力耦合器時(shí)，無論低速高速，由于電機(jī)均處于工頻運(yùn)行，整機(jī)的噪音明顯，達(dá)到90dB左右，但是進(jìn)行變頻改造后，整機(jī)的運(yùn)行頻率下降至40Hz左右，電機(jī)的運(yùn)行噪音明顯下降，低于80dB,在低速運(yùn)行時(shí)基本上聽不到噪音，達(dá)到65dB以下，大大改善了現(xiàn)場(chǎng)的噪音污染。

（4）日常維護(hù)包養(yǎng)工作量和費(fèi)用下降 采用液力耦合器估計(jì)每年的維護(hù)費(fèi)用在5萬元左右，采用變頻器后，這項(xiàng)費(fèi)用下降為數(shù)千元左右。

（5）調(diào)速范圍 采用液力耦合器調(diào)速范圍具有相當(dāng)大的限制，采用變頻器后，變頻范圍可以任意設(shè)定，大大地增強(qiáng)了工藝調(diào)節(jié)能力。6.結(jié)束語

經(jīng)過近半年的運(yùn)行，證明DFCVERT-MV-1000/6B高壓大功率變頻器性能好，可靠性高，節(jié)能效果明顯，滿足連續(xù)生產(chǎn)對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的要求，同時(shí)可以大大改善工藝條件，提高生產(chǎn)效率，具有很好的推廣價(jià)值。

因此昆鋼集團(tuán)二煉鋼廠在成功改造了1號(hào)轉(zhuǎn)爐后又決定對(duì)2號(hào)、3號(hào)轉(zhuǎn)爐進(jìn)行變頻改造。

第二篇：智能變頻調(diào)速裝置在煤礦中的應(yīng)用

智能變頻調(diào)速裝置在煤礦中的應(yīng)用

沈占彬

張曉軍

(平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南

平頂山

467001)

礦用交流提升機(jī)在減速和爬行段的速度控制困難，不能實(shí)現(xiàn)恒減速控制，轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速能耗十分大，控制電路復(fù)雜，經(jīng)常產(chǎn)生故障和損壞等問題。在斜井提升機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻器，節(jié)能效果顯著，應(yīng)用前景廣闊。目前礦用提升機(jī)普遍使用交流繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制系統(tǒng)，提升機(jī)在減速和爬行階段的速度控制性能較差，特別在負(fù)載變動(dòng)時(shí)很難實(shí)現(xiàn)恒減速控制，經(jīng)常會(huì)造成過放和過卷事故。提升機(jī)頻繁的啟動(dòng)和制動(dòng)工作過程會(huì)使轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的能耗，轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制電路復(fù)雜，這種轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速屬于有級(jí)調(diào)速，低速轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)差功率大，啟動(dòng)電流和換檔電流沖擊大，中高速運(yùn)行振動(dòng)大，制動(dòng)不安全不可靠，對(duì)再生能量處理不力，斜井提升機(jī)運(yùn)行中調(diào)速不連續(xù)，容易掉道，接觸器、電阻器、繞線電機(jī)電刷等容易損壞，故障率高，影響生產(chǎn)效益。特別是在煤礦生產(chǎn)中不能實(shí)現(xiàn)防爆要求。針對(duì)串電阻調(diào)速系統(tǒng)的這些問題，本文介紹變頻器在提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用。變頻器的調(diào)速控制可以實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的恒加速和恒減速控制，能很好的防止提升機(jī)過卷和過放事故發(fā)生。變頻器的調(diào)速還可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)，去除了轉(zhuǎn)子串電阻造成的能耗，具有十分明顯的節(jié)能效果。變頻器調(diào)速控制電路簡(jiǎn)單，克服了接觸器、電阻器、繞線電機(jī)電刷等容易損壞的缺點(diǎn)，降低了故障和事故發(fā)生。交頻器靈活的調(diào)速控制便于實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的多段速控制，能防止叉道和彎道脫軌事故。因此，變頻器在提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用有十分廣闊的前景。

鑒于變頻調(diào)速提升絞車的優(yōu)越性，我礦采用唐山開誠電器有限責(zé)任公司生產(chǎn)的ZJT-30型隔爆兼本安智能變頻調(diào)速裝置。該變頻調(diào)速裝置主要整流及逆變?cè)蚉LC及輔助元件均采用進(jìn)口產(chǎn)品，具有可靠性高、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。它能有效地保護(hù)電機(jī)，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。由于變頻調(diào)速裝置采用了隔爆兼本質(zhì)安全型設(shè)計(jì)，符合《煤礦安全規(guī)程》的要求，可應(yīng)用于煤礦井下含有煤塵、瓦斯爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中，作為局部風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)、提升絞車、皮帶運(yùn)輸機(jī)及其它設(shè)備電機(jī)的變頻調(diào)速和起停及保護(hù)控制，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、安全生產(chǎn)、延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命等多重目的。

系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

本系統(tǒng)設(shè)有一條硬件安全電路和兩條軟件安全電路，這三條安全電路相互冗余與閉鎖，一條斷開時(shí)，另二條也同時(shí)斷開。安全電路斷開后，系統(tǒng)會(huì)立即解除運(yùn)行控制指令，封鎖變頻器，分制動(dòng)油泵，斷開安全閥和KT線圈,進(jìn)行緊急制動(dòng)。

(1)實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)、軟停車，減少了機(jī)械沖擊，使運(yùn)行更加平穩(wěn)可靠。

(2)起動(dòng)及加速換擋時(shí)沖擊電流很小，減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊，簡(jiǎn)化了操作、降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

(3)運(yùn)行速度曲線成S形，使加減速平滑、無撞擊感。

(4)安全保護(hù)功能齊全，除一般的過壓、欠壓、過載、短路、溫升等保護(hù)外，還設(shè)有過卷、等速超速、定點(diǎn)超速、PLC編碼器斷線、錯(cuò)向、傳動(dòng)系統(tǒng)故障、自動(dòng)限速等保護(hù)功能。

(5)設(shè)有回饋制動(dòng)、抱閘制動(dòng)制動(dòng)方式，更加安全可靠。

(6)該系統(tǒng)四象限運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)絞車的調(diào)速、換向、能量回饋制動(dòng)等功能，且不受回饋能量大小的限制，適應(yīng)范圍廣，節(jié)能效果更加明顯。

(7)采用雙PLC控制回路，能夠?qū)崿F(xiàn)雙回路保護(hù)，一回路出現(xiàn)故障，另一回還可以繼續(xù)運(yùn)行。提升機(jī)變頻調(diào)速的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1：絞車電控系統(tǒng)圖

圖1所示，提升機(jī)ZJT-30-MSC隔爆兼本安智能變頻調(diào)速其主要配置為變頻調(diào)速系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及軸編碼器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成，其中變頻調(diào)速系統(tǒng)（圖2所示）又分為輸入電抗器、可控整流系統(tǒng)、電容平波系統(tǒng)、輸出逆變系統(tǒng)。變頻器主要對(duì)提升機(jī)的升降實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速等，可控整流系統(tǒng)是一種可回饋電能的逆變器，它可單獨(dú)作為高質(zhì)量的無功補(bǔ)償器使用，也可與其他系統(tǒng)相結(jié)合組成新的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)能量在交流側(cè)和直流側(cè)的雙向傳輸，同時(shí)，系統(tǒng)可將交流側(cè)的功率因數(shù)調(diào)整到任何希望的數(shù)值，且交流側(cè)的電流為近乎完美的正弦波。電容平波系統(tǒng)主要對(duì)電網(wǎng)脈動(dòng)整流濾波使其達(dá)到輸出的波形平穩(wěn)。PLC控制系統(tǒng)主要對(duì)提升機(jī)的變速、停車和精確制動(dòng)、提升啟動(dòng)、下降啟動(dòng)、故障復(fù)位及緊急制動(dòng)等操作控制。抱閘制動(dòng)主要實(shí)現(xiàn)提升機(jī)停車控制。軸編碼器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是把運(yùn)行的速度及方向和位置信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)中。

3-AC660V1L11L21L3電抗器箱變頻器箱+HA-Q01BUS++L1L2L3185KW,660V+UVWPE+M~BUS-圖2 變頻調(diào)速系統(tǒng)提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)按工作方式又分為變頻器、行程控制、操作控制和抱閘控制。1.變頻器

在提升機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用中，變頻器主要進(jìn)行恒加速變頻調(diào)速啟動(dòng)、恒減速變頻調(diào)速停車及行程變頻調(diào)速運(yùn)行等變頻調(diào)速。變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)輸入電源的頻率來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的，因此調(diào)速范圍很寬，一般變頻器基本上都可以達(dá)到0～400Hz，頻率調(diào)節(jié)精度一般為0.01Hz，可以很好地滿足提升機(jī)的恒加速和恒減速無級(jí)調(diào)速的要求。采用變頻器后，電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的軟啟動(dòng)和平滑調(diào)速。變頻器調(diào)速有別于轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，降低了轉(zhuǎn)差率，提高了電路的功率因數(shù)，可以恒轉(zhuǎn)矩輸出，輸出功率隨轉(zhuǎn)速變化，因此具有很好的節(jié)電效果。另一方面，變頻器還可通過軟件，很方便地改變輸出轉(zhuǎn)矩（即調(diào)整轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償曲線）和加減速時(shí)間、目標(biāo)頻率、上下限頻率等。變頻器還具有強(qiáng)大的兼容功能，并根據(jù)使用要求進(jìn)行功能組合，參數(shù)設(shè)置（修改）和動(dòng)態(tài)調(diào)通。變頻器也可通過端子排控制，對(duì)行程進(jìn)行多段速度控制。圖3為變頻器恒加速和恒減速調(diào)速過程示意圖，加速和減速過程可以靈活的調(diào)節(jié)，這種調(diào)速方式對(duì)防止提升機(jī)的過卷、過放、脫軌等都是十分有利的。

2.行程控制（PLC控制）

圖3是提升機(jī)提升和下降過程示意圖，行程控制分為2個(gè)過程，一個(gè)為正向提升行程，另—個(gè)為反向下降行程。行程控制主要將提升機(jī)的升降過程劃分成不同的行程區(qū)間，根據(jù)每一行程區(qū)間的實(shí)際情況，可以用不同的變頻調(diào)速控制提升機(jī)的升降速度。行程控制不僅控制提升機(jī)整個(gè)升降行程過程的變頻調(diào)速，而且控制提升機(jī)的停車和制動(dòng)過程。行程控制可以很好的防止提升機(jī)過卷、過放、脫軌和翻車等事故發(fā)生，特別適合具有彎道和叉道的特殊斜井。

行程控制是根據(jù)提升機(jī)的升降位置（行程區(qū)間）實(shí)施控制，PLC將行程位置轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào) 3（如圖1所示），發(fā)出指令控制信號(hào)傳輸?shù)阶冾l器進(jìn)行多段速變頻控制，停車控制和制動(dòng)控制等。

3.制動(dòng)控制

提升機(jī)的安全使用必須要有良好的制動(dòng)和制動(dòng)控制系統(tǒng)。制動(dòng)一般采取回饋制動(dòng)和抱閘制動(dòng)相結(jié)合，回饋制動(dòng)主要利用提升機(jī)的慣性在減速和下降行程所產(chǎn)生的再生能量進(jìn)行制動(dòng)。變頻器使用回饋單元實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)，這是一種軟制動(dòng)形式，能很好的防止機(jī)械沖擊和快速下滑。為了防止滑車等事故，使用抱閘對(duì)提升機(jī)實(shí)施抱死制動(dòng)，抱閘制動(dòng)—般在停車時(shí)使用，當(dāng)運(yùn)行到停車位置時(shí)，PLC對(duì)變頻器發(fā)出停車信號(hào)。同時(shí)，對(duì)抱閘制動(dòng)器發(fā)出抱閘控制信號(hào)，實(shí)施抱閘制動(dòng)。當(dāng)發(fā)生脫軌等事故時(shí)，操作控制實(shí)行緊急抱閘制動(dòng)。

4.操作控制

操作控制主要執(zhí)行提升啟動(dòng)、下降啟動(dòng)各緊急抱閘制動(dòng)等控制。“提升啟動(dòng)”操作控制變頻器正轉(zhuǎn)運(yùn)行，提升過程由行程控制器的提升行程控制完成?！跋陆祮?dòng)”操作控制變頻器反轉(zhuǎn)，下降過程由行程控制器的下降行程控制完成。“緊急制動(dòng)”操作主要控制異常時(shí)的變頻器停止和抱閘制動(dòng)。

工作原理

ZJT-30-MSC隔爆兼本安智能變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理是：操作臺(tái)發(fā)出操作指令信號(hào)，傳輸?shù)絇LC-A1和PLC-A2，PLC-A1和PLC-A2根據(jù)軸編碼系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)傳回的信號(hào)進(jìn)行內(nèi)部比較，然后根據(jù)程序控制變頻器執(zhí)行起動(dòng)、停車、制動(dòng)、保護(hù)等功能。在PLC-A1故障或與其有關(guān)的編碼器故障時(shí)，將“應(yīng)急方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)打在“應(yīng)急1”位置,利用PLC-A2可實(shí)現(xiàn)應(yīng)急手動(dòng)開車；同樣在PLC-A2故障或與其有關(guān)的編碼器故障時(shí)，將“應(yīng)急方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)打在“應(yīng)急2”位置,這時(shí)在PLC-A1內(nèi)可把與PLC-A2相關(guān)的信號(hào)旁路掉，利用PLC-A1可手動(dòng)開車。

變頻器是通過改變電機(jī)定子供電頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)絞車的調(diào)速。交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為

n=60f1(1－S)／p 其中n—電機(jī)轉(zhuǎn)速 f1—定子供電頻率

p—極對(duì)數(shù) s—轉(zhuǎn)差率

其中變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理如圖2所示，系統(tǒng)內(nèi)部采用矢量控制思想，“交—直—交”變頻理論最終產(chǎn)生PWM電壓。AC660V電源由隔爆接線腔 R、S、T 三個(gè)接線柱接入隔爆主腔內(nèi)，經(jīng)整流平波電路輸入 IGBT 逆變橋，由逆變電路輸出 U、V、W 來驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行，對(duì)電機(jī)頻率的調(diào)整控制，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工況需要，由外部速度鈕，以無級(jí)調(diào)速的方式設(shè)定好實(shí)際需要的參數(shù)值（即頻率／速度值），以達(dá)到精確地適應(yīng)所需頻率 ／速度 ／功率的輸出的要求。當(dāng)工作現(xiàn)場(chǎng)的工況要求發(fā)生變化時(shí)，可隨時(shí)用本質(zhì)安全型參數(shù)程序控制器（鍵盤或 CCS 操作臺(tái)）來修改參數(shù)，應(yīng)用方便、靈活、可靠。

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況及運(yùn)行效果

從2004年10月份到目前，平煤集團(tuán)四礦使用該ZJT-30-MSC型智能變頻調(diào)速裝置以來，經(jīng)過測(cè)算和試用相比較，節(jié)電率達(dá)到30%以上。同時(shí)變頻絞車改造后絞車運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性大大增加。因此大大減少了運(yùn)行故障和維修時(shí)間，節(jié)約了大量人力和物力，在很大程度上提高了四礦的運(yùn)輸能力。

第三篇：高壓變頻器與液力耦合器在煉鋼廠除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用比較（寫寫幫推薦）

高壓變頻器與液力耦合器在煉鋼廠除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用比較

1、工程概述

煉鋼廠現(xiàn)有原設(shè)計(jì)公稱容量15噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐三座，2000年對(duì)轉(zhuǎn)爐進(jìn)行了擴(kuò)容和氧槍改造。2001年二煉鋼廠全年共產(chǎn)鋼90.6萬噸，轉(zhuǎn)爐平均出鋼量為22噸/爐，裝入量為24噸。2002年二煉鋼全年共產(chǎn)鋼104.5萬噸。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，需要在現(xiàn)有設(shè)備條件下盡力挖掘設(shè)備潛力，提高鋼鐵產(chǎn)量。根據(jù)我們調(diào)查和分析，限制二煉鋼廠綜合產(chǎn)鋼能力提高的主要因素是轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)產(chǎn)鋼能力不足。

轉(zhuǎn)爐產(chǎn)鋼能力主要受出鋼量，轉(zhuǎn)爐作業(yè)率和縮短冶煉周期等因素制約。為實(shí)現(xiàn)150萬噸綜合產(chǎn)鋼能力，除了對(duì)轉(zhuǎn)爐擴(kuò)容外，還必須提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率和縮短冶煉周期。通過理順物流，可減少轉(zhuǎn)爐等待時(shí)間2.5分鐘；提高鐵水質(zhì)量，增加供氧強(qiáng)度，縮短供氧時(shí)間2.5分鐘；穩(wěn)定原料成分，減少波動(dòng)，可提高轉(zhuǎn)爐一次倒?fàn)t出鋼率，縮短終點(diǎn)倒?fàn)t取樣及測(cè)溫時(shí)間1.5分鐘。冶煉周期可從現(xiàn)在的29.47分的基礎(chǔ)上縮短至23.5分鐘以內(nèi)，使二煉鋼廠的綜合產(chǎn)鋼能力達(dá)到150萬噸。

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的前提下，煉鋼廠積極采取措施在增加產(chǎn)量的同時(shí)降低消耗，使企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中增加競(jìng)爭(zhēng)力。

2.調(diào)速方案的選擇

煉鋼廠在2003年6月擴(kuò)建煉鋼廠設(shè)計(jì)綜合產(chǎn)鋼能力為150萬噸，其三座轉(zhuǎn)爐分別配置三套除塵系統(tǒng)，該系統(tǒng)一方面將燃燒不完全的煤氣回收，另一方面通過除塵風(fēng)機(jī)排除剩余煙氣，為滿足鋼廠節(jié)能及環(huán)保的要求，除塵風(fēng)機(jī)根據(jù)煉鋼工藝在吹氧及煉鋼時(shí)高速運(yùn)行，其余時(shí)間為低速運(yùn)行。

為了滿足生產(chǎn)工藝，使系統(tǒng)的運(yùn)行符合工況，肯定需要系統(tǒng)有良好的調(diào)速性能。傳統(tǒng)的解決辦法是采用液力耦合器調(diào)速技術(shù)方案、直流調(diào)速技術(shù)方案以及其它方式的調(diào)速方案。一般采用液力耦合器進(jìn)行風(fēng)機(jī)調(diào)速的居多，由于液力耦合器本身的技術(shù)缺陷，在該系統(tǒng)中已難以較好地滿足生產(chǎn)工藝要求，這些缺陷有：

a．采用液力耦合器時(shí)，在低速向高速運(yùn)行過程中，延遲性較明顯，不能快速相應(yīng)，同時(shí)這時(shí)候的電流較大，如整定不好會(huì)引起跳閘，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。

b．液力耦合器本身控制精度差，調(diào)速范圍窄，通常在40％～90％之間；

c．電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，沖擊電流較大，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

d．在高速運(yùn)行時(shí)，液力耦合器有丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響工作的正常進(jìn)行。

e．液力耦合在調(diào)速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生機(jī)械損耗和轉(zhuǎn)差損耗，效率較低，造成電能浪費(fèi)。

f．液力耦合器工作時(shí)是通過一導(dǎo)管調(diào)整工作腔的充液量，從而改變傳遞扭矩和輸出轉(zhuǎn)速來滿足工況要求；因此，對(duì)工作腔及供油系統(tǒng)需經(jīng)常維護(hù)及檢修。液力耦合器經(jīng)過一段時(shí)間使用，其維護(hù)費(fèi)用較高，g．液力耦合器故障時(shí)，無法再用其它方式使其拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行，必須停機(jī)檢修。

h．耦合器運(yùn)行時(shí)間稍長(zhǎng)，會(huì)漏油嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境污染大，地面被油污腐蝕嚴(yán)重。

i．風(fēng)機(jī)和電機(jī)的運(yùn)行噪音大，達(dá)到90dB左右，嚴(yán)重影響操作人員的身體健康。

從以上情況來看，如果使用液力耦合器，會(huì)制約昆鋼二煉鋼廠節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

由于使用液力耦合器有這些固有的缺陷，現(xiàn)在有很多企業(yè)已經(jīng)采用新型的高壓大功率變頻調(diào)速裝置拖動(dòng)風(fēng)機(jī)，取得了良好的應(yīng)用效果。

2003年6月，煉鋼廠和變頻器廠家經(jīng)過技術(shù)磋商，決定在1號(hào)轉(zhuǎn)爐的除塵風(fēng)機(jī)上進(jìn)行變頻改造，以滿足風(fēng)機(jī)調(diào)速的要求，改善工藝狀況。

3.變頻改造方案實(shí)施

除塵風(fēng)機(jī)是除塵凈化系統(tǒng)的動(dòng)力中樞，一旦除塵風(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)行，不但影響生產(chǎn)，造成巨

額定轉(zhuǎn)速： 2950r/min 功率因數(shù)： 0.89 風(fēng)機(jī)參數(shù)如下：

風(fēng)機(jī)型號(hào)：D1100 額定流量：66000m3/ h 全 壓：24658 Pa.g 效 率：95.5% 2003年8月底變頻器發(fā)往現(xiàn)場(chǎng)，9月中旬變頻器完成了現(xiàn)場(chǎng)的安裝調(diào)試工作并正式投入生產(chǎn)運(yùn)行。

變頻器從制造到正式投入使用，所用的生產(chǎn)、安裝、調(diào)試周期都很短，總共僅有3個(gè)多月的時(shí)間，保證了1號(hào)轉(zhuǎn)爐的技術(shù)改造的周期和正常的生產(chǎn)。

同傳統(tǒng)的液力耦合器比較，高壓變頻器有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠。原來使用液力耦合器大概40天左右就必須更換軸承，每次需停爐半天左右，帶來的巨大的經(jīng)濟(jì)損失。變頻器具有免維護(hù)的特點(diǎn)，只需定期更換柜門上的通風(fēng)濾網(wǎng)，不用停機(jī)，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。

（2）節(jié)能效果較為顯著，大大降低了噸鋼電耗。

（3）電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了真正的軟啟動(dòng)、軟停運(yùn)，變頻器提供給電機(jī)的無諧波干擾的正弦波電流，降低了電機(jī)的故障次數(shù)。同時(shí)，變頻器設(shè)置共振點(diǎn)跳轉(zhuǎn)頻率，避免了風(fēng)機(jī)會(huì)處于共振點(diǎn)運(yùn)行的可能性，使風(fēng)機(jī)工作平穩(wěn)，風(fēng)機(jī)軸承磨損減少，延長(zhǎng)了電機(jī)和風(fēng)機(jī)的使用壽命和維修周期，提高了設(shè)備的使用壽命。

（4）變頻器自身保護(hù)功能完善，同原來繼電保護(hù)比較，保護(hù)功能更多，更靈敏，大大加強(qiáng)了對(duì)電機(jī)的保護(hù)。

（5）變頻器同現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采用可靠的連接方式，控制方便，性能可靠，滿足煉鋼生產(chǎn)的需要。變頻器內(nèi)置有PLC，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)接入靈活。在控制邏輯上，由現(xiàn)場(chǎng)（轉(zhuǎn)爐）為變頻器提供一對(duì)高速、低速節(jié)點(diǎn)，變頻器按照節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)自動(dòng)高速、低速往復(fù)運(yùn)行；由變頻器自身的頻率輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)速測(cè)定，可以取消原來同電機(jī)相連的測(cè)速器，由變頻器為現(xiàn)場(chǎng)直接提供電機(jī)轉(zhuǎn)速指示。

（6）設(shè)備適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)能力強(qiáng)，有時(shí)電網(wǎng)電壓高達(dá)6.9kV，或者電壓低至5.5kV變頻器仍能正常運(yùn)行。

（7）同液力耦合器比較，在加速期間大大減小了噪聲，削弱了噪聲污染。由于不用定期拆換軸承或者對(duì)液力耦合器進(jìn)行維修，避免了機(jī)油對(duì)環(huán)境的污染，使風(fēng)機(jī)房的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境有了極大改善。

（8）由于電機(jī)降低速度運(yùn)行以及工作在高效率區(qū)，因此電機(jī)和軸承的溫升都明顯低于采用液力耦合器的系統(tǒng)，這樣可以延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的使用壽命。

從現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)來看，該變頻器通常運(yùn)行在高速和低速兩種狀態(tài)，當(dāng)轉(zhuǎn)爐在吹氧和煉鋼時(shí)，變頻器由低速轉(zhuǎn)入高速狀態(tài)，上升時(shí)間要求在1分鐘之內(nèi)完成，否則在吹氧和煉鋼時(shí)要產(chǎn)生大量的煙氣，若不能及時(shí)排出煙氣，將會(huì)影響到生產(chǎn)甚至現(xiàn)場(chǎng)工作人員的人身安全。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)多次運(yùn)行，高壓變頻器完全能夠滿足這項(xiàng)技術(shù)要求。其次，從高速到低速也完全滿足工藝的要求。

4.經(jīng)濟(jì)分析

根據(jù)擴(kuò)建后煉鋼工藝要求，煉一爐鋼為23分鐘。由風(fēng)機(jī)中控室根據(jù)下氧槍信號(hào)給變頻器一高速信號(hào)使變頻器運(yùn)行在高速狀態(tài)，時(shí)間為8～12分鐘，根據(jù)轉(zhuǎn)爐出鋼信號(hào)使變頻器運(yùn)行在低速狀態(tài)，時(shí)間為11～15分鐘，其中，高速狀態(tài)為43HZ（2500轉(zhuǎn)/分鐘）；低速狀態(tài)為18HZ（1000轉(zhuǎn)/分鐘）。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)到當(dāng)變頻器運(yùn)行在高速狀態(tài)時(shí)，變頻器的輸入電流為40.2A；當(dāng)變頻器運(yùn)行在低速狀態(tài)時(shí)，變頻器的輸入電流為18A；煉一爐鋼變頻器運(yùn)行在高速狀態(tài)平均所需時(shí)間為10分鐘，

第四篇：《變頻調(diào)速應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

《變頻調(diào)速應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

Variable Voltage and Variable Frequency Technology 課程編號(hào)：2000652

適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化

學(xué) 時(shí) 數(shù)：32 學(xué) 分 數(shù)：2

執(zhí) 筆 者：湯鈺鵬 編寫日期：2002年5月

一、課程的性質(zhì)和目的

課程性質(zhì)：《變頻調(diào)速應(yīng)用》是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)選修課。

主要任務(wù)：通過對(duì)《變頻調(diào)速技術(shù)及應(yīng)用》課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，對(duì)變頻調(diào)速方法的特點(diǎn)、重要性、應(yīng)用領(lǐng)域有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，為在今后工作中解決實(shí)際問題打下良好的基礎(chǔ)。

二、課程教學(xué)內(nèi)容:

第一章 交流調(diào)速系統(tǒng)概述（講授4學(xué)時(shí)）

了解交流調(diào)速傳動(dòng)的發(fā)展過程及其應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用目的，了解異步電動(dòng)機(jī)的基本調(diào)速方法、了解變頻器的基本分類。

重點(diǎn)：變頻調(diào)速方法及特點(diǎn)。

第二章 異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速（講授4學(xué)時(shí)）

了解異步電動(dòng)機(jī)在非正弦電源供電情況下的運(yùn)行特點(diǎn)，掌握異步電動(dòng)機(jī)的變頻運(yùn)行方式、運(yùn)行特性（包括V/F運(yùn)行方式、恒磁通運(yùn)行方式和恒功運(yùn)行方式）；掌握在非正弦電源供電情況下異步電動(dòng)機(jī)的磁通、電流、轉(zhuǎn)矩分析方法及特點(diǎn)。

重點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)的變頻運(yùn)行方式、運(yùn)行特性。

第三章 變頻器的結(jié)構(gòu)及工作原理（講授2學(xué)時(shí)）

了解變頻器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握逆變器的工作原理。重點(diǎn)：交直交電壓型逆變器的工作原理。

第四章 脈寬調(diào)制技術(shù)（講授8學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)）

了解脈寬調(diào)制方式的種類和脈寬調(diào)制技術(shù)的作用。

重點(diǎn)：正旋脈寬調(diào)制技術(shù)、磁通軌跡控制（電壓空間矢量控制）脈寬調(diào)制技術(shù)。第五章 變頻調(diào)速系統(tǒng)（講課2學(xué)時(shí)）

了解變頻調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成、控制對(duì)象和控制方式。

重點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)、變頻器和外圍設(shè)備的選擇。

第六章 通用變頻器的運(yùn)行功能（講課2學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）

了解通用變頻器的運(yùn)行功能，掌握通用變頻器的參數(shù)設(shè)置方法。

重點(diǎn)：變頻器運(yùn)行功能的選擇。

第七章 通用變頻器的應(yīng)用（講課4學(xué)時(shí)）

了解通用變頻器的應(yīng)用情況及其應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，掌握通用變頻器的應(yīng)用方法。

重點(diǎn)：通用變頻器的應(yīng)用方法。

三、課程教學(xué)的基本要求

本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)包括：課堂講授、課外作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和考試等。通過各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

（一）課堂講授

以案例教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，教學(xué)中多提問題以引導(dǎo)學(xué)生思考，設(shè)置適當(dāng)?shù)恼n堂討論，以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。

（二）課外習(xí)題

第一章1題、第二章2題、第三章1題、第四章2題、第五章1題、第六章2題。

（三）實(shí)驗(yàn)

開設(shè)6個(gè)學(xué)時(shí)的開放性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解電壓型變頻器的基本結(jié)構(gòu)、熟悉輸入測(cè)、直流測(cè)、輸出測(cè)的電壓波形和電流波形，掌握改善電流波形的方法。熟悉通用變頻器的各項(xiàng)運(yùn)行功能，掌握通用變頻器的參數(shù)設(shè)置方法。

（四）考試環(huán)節(jié)

考試形式分為筆試和實(shí)際操作考試兩部分，考試題型分為：簡(jiǎn)答題、論述題等。

四、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工

本課程的先修課為“電機(jī)學(xué)”、“電力電子技術(shù)”等。

五、建議教材與教學(xué)參考書

1．滿永奎編著，《通用變頻器及其應(yīng)用》機(jī)械工業(yè)出版社

2．吳忠智編著，《變頻器應(yīng)用手冊(cè) 》 機(jī)械工業(yè)出版社

第五篇：《變頻調(diào)速應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

《變頻調(diào)速應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

Variable Voltage and Variable Frequency Technology 課程編號(hào)：2000652

適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化

學(xué) 時(shí) 數(shù)：32 學(xué) 分 數(shù)：2

執(zhí) 筆 者：湯鈺鵬 編寫日期：2002年5月

一、課程的性質(zhì)和目的

課程性質(zhì)：《變頻調(diào)速應(yīng)用》是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)選修課。

主要任務(wù)：通過對(duì)《變頻調(diào)速技術(shù)及應(yīng)用》課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，對(duì)變頻調(diào)速方法的特點(diǎn)、重要性、應(yīng)用領(lǐng)域有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，為在今后工作中解決實(shí)際問題打下良好的基礎(chǔ)。

二、課程教學(xué)內(nèi)容:

第一章 交流調(diào)速系統(tǒng)概述（講授4學(xué)時(shí)）

了解交流調(diào)速傳動(dòng)的發(fā)展過程及其應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用目的，了解異步電動(dòng)機(jī)的基本調(diào)速方法、了解變頻器的基本分類。

重點(diǎn)：變頻調(diào)速方法及特點(diǎn)。

第二章 異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速（講授4學(xué)時(shí)）

了解異步電動(dòng)機(jī)在非正弦電源供電情況下的運(yùn)行特點(diǎn)，掌握異步電動(dòng)機(jī)的變頻運(yùn)行方式、運(yùn)行特性（包括V/F運(yùn)行方式、恒磁通運(yùn)行方式和恒功運(yùn)行方式）；掌握在非正弦電源供電情況下異步電動(dòng)機(jī)的磁通、電流、轉(zhuǎn)矩分析方法及特點(diǎn)。

重點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)的變頻運(yùn)行方式、運(yùn)行特性。

第三章 變頻器的結(jié)構(gòu)及工作原理（講授2學(xué)時(shí)）

了解變頻器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握逆變器的工作原理。重點(diǎn)：交直交電壓型逆變器的工作原理。

第四章 脈寬調(diào)制技術(shù)（講授8學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)）

了解脈寬調(diào)制方式的種類和脈寬調(diào)制技術(shù)的作用。

重點(diǎn)：正旋脈寬調(diào)制技術(shù)、磁通軌跡控制（電壓空間矢量控制）脈寬調(diào)制技術(shù)。第五章 變頻調(diào)速系統(tǒng)（講課2學(xué)時(shí)）

了解變頻調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成、控制對(duì)象和控制方式。

重點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)、變頻器和外圍設(shè)備的選擇。

第六章 通用變頻器的運(yùn)行功能（講課2學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）

了解通用變頻器的運(yùn)行功能，掌握通用變頻器的參數(shù)設(shè)置方法。

重點(diǎn)：變頻器運(yùn)行功能的選擇。

第七章 通用變頻器的應(yīng)用（講課4學(xué)時(shí)）

了解通用變頻器的應(yīng)用情況及其應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，掌握通用變頻器的應(yīng)用方法。

重點(diǎn)：通用變頻器的應(yīng)用方法。

三、課程教學(xué)的基本要求

本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)包括：課堂講授、課外作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和考試等。通過各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

（一）課堂講授

以案例教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，教學(xué)中多提問題以引導(dǎo)學(xué)生思考，設(shè)置適當(dāng)?shù)恼n堂討論，以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。

（二）課外習(xí)題

第一章1題、第二章2題、第三章1題、第四章2題、第五章1題、第六章2題。

（三）實(shí)驗(yàn)

開設(shè)6個(gè)學(xué)時(shí)的開放性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解電壓型變頻器的基本結(jié)構(gòu)、熟悉輸入測(cè)、直流測(cè)、輸出測(cè)的電壓波形和電流波形，掌握改善電流波形的方法。熟悉通用變頻器的各項(xiàng)運(yùn)行功能，掌握通用變頻器的參數(shù)設(shè)置方法。

（四）考試環(huán)節(jié)

考試形式分為筆試和實(shí)際操作考試兩部分，考試題型分為：簡(jiǎn)答題、論述題等。

四、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工

本課程的先修課為“電機(jī)學(xué)”、“電力電子技術(shù)”等。

五、建議教材與教學(xué)參考書

1．滿永奎編著，《通用變頻器及其應(yīng)用》機(jī)械工業(yè)出版社 2．吳忠智編著，《變頻器應(yīng)用手冊(cè) 》 機(jī)械工業(yè)出版社

1、變頻器的分類方式？(1)、按變換頻率方法分

a、交直交變頻器 先由整流器將電網(wǎng)中的交流電流整流成直流電，經(jīng)過濾波，而后由逆變器再將直流逆變成交流供給負(fù)載； b、交交變頻器 只用一個(gè)變換環(huán)節(jié)就可以把恒壓恒頻的交流電源變換成變壓變頻電源，因此又稱直接變頻裝置

(2)、按主電路工作方法分

a、電壓型變頻器 當(dāng)中間直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波時(shí)，稱為電壓型變頻器b、電流型變頻器 采用高阻抗電感濾波時(shí)成為電流型變頻器

(3)、按變頻器調(diào)壓方法分

PAM變頻器： 逆變器負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)輸出頻率，通過改變直流環(huán)節(jié)的電壓或電流來改變輸出電壓或電流；PWM變頻器： PWM方式是在變頻器輸出波形的一個(gè)周期產(chǎn)生多個(gè)脈沖波，其等值電壓為正弦波，波形較平滑

(4)、按控制方式分

a、U/F控制變頻器 采用普通的VVVF控制方式實(shí)現(xiàn)； b、SF控制變頻器 采用轉(zhuǎn)差頻率控制方式實(shí)現(xiàn)；c、VC控制變頻器 采用矢量控制方式實(shí)現(xiàn)

2、一般的通用變頻器包含哪幾種電路？

整流電路、中間直流電路、逆變電路、制動(dòng)電路、控制電路

3、四種調(diào)速方式？

（1）變頻調(diào)速（2）變轉(zhuǎn)差調(diào)速（3）串級(jí)調(diào)速（4）變極調(diào)

4、變頻器調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試方法有哪些？

空載實(shí)驗(yàn)、帶負(fù)載測(cè)試、全速停機(jī)試驗(yàn)、正常運(yùn)行試驗(yàn)

5、變頻器過流跳閘和過載跳閘的區(qū)別是什么？

過流主要用于保護(hù)變頻器，而過載主要用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)。因?yàn)樽冾l器的容量有時(shí)需要比電動(dòng)機(jī)的容量加大一擋或兩擋，這種情況下，電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，變頻器不一定過流。過載保護(hù)由變頻器內(nèi)部的電子過熱保護(hù)功能進(jìn)行，在預(yù)置電子過熱保護(hù)功能時(shí)，應(yīng)該準(zhǔn)確地預(yù)置“電流取用比”即電動(dòng)機(jī)額定電流和變頻器額定電流之比的百分?jǐn)?shù)、