逆变器应用技术研究论文参考模型
变频器应用技术论文:变频器节能技术的应用与研究，参见范文1。
根据水泵和风机轴功率与转速的平方成正比的特点，阐述了变频调速的节能原理，提出水泵和风机应采用变频技术，降低了成本，延长了设备使用寿命，提高了经济效益。
变频器；变频器；节能；水泵；迷
0简介
锅炉是集中供热的常用设备。通常，由于空气温度和负荷的变化，需要对锅炉燃烧进行调整。传统调节方式的原理是增加系统阻力，水泵用调节阀控制流量，风机用风门开度控制风量。但在运行中调节阀门和挡板的方式，无论供热需求如何，水泵和风机都要满负荷运行，驱动水泵和风机的电机轴功率不会变化，电机消耗的能量也不会降低，实际生产所需的流量一般远小于设计最大流量，所以普遍存在。大马拉小车？现象。锅炉的这种运行方式不仅损失了能量，还增加了设备损耗，导致设备使用寿命缩短，维护维修费用高。将变频调速技术应用于水泵(或风机)的控制，代替阀门(或挡板)控制，在控制过程中不增加管道阻力的情况下，可以提高系统的效率。变频调速可以使电机根据负载的变化自动平滑地增减，实现电机的无级变速。变频调速范围广，精度高，是电机最理想的调速方式。如果将水泵、风机的非调速电机改造成变频调速电机，其耗电量可以随负载而变化，从而节省大量电能。
1变频器应用于水泵和风机的节能原理
图1为水泵(风机)的H-Q关系曲线。在图1中，曲线R2是水泵(风机)在给定转速下满载，阀门(挡板)全开时的阻力特性曲线；曲线R1为阀门(挡板)在部分负荷下部分开启时的阻力特性曲线；曲线H(n1)和H(n2)代表不同转速下的Q=f(H)曲线。用阀门(挡板)控制时，流量(风)从Q2减小到Q1，阻力曲线从R2移动到R1，升力(风压)从HA移动到HB。采用速度控制时，H(n2)移动到H(n1)，流量(风)从Q2减小到Q1，升力(风压)从HA移动到HC。
图1水泵(风机)H-Q关系曲线
图2是水泵(风机)的P-Q关系曲线。从图2可以看出，当流量(风)量为Q1时，阀门(挡板)控制的功率为PB。变频调速控制的功率是PC。？P=PB-PC是节省的功率。
图2是水泵(风机)的P-Q关系曲线。
如果不算风扇的效率？，图中用OHBBQ1的面积表示使用阀门(挡板)时的功耗，用OHCCQ1的面积表示使用调速时的功耗，后者与前者的面积差为HCHBBC，即调速控制的流量(风)比阀门(挡板)控制的流量(风)更节能。
2水泵和风机的节能计算与分析
通常速度n与频率f成正比，如果电机的运行频率从50Hz降低到40Hz，其实际速度将降低到额定速度的80%，即实际速度nsn与额定速度NN: NSN = (■) NN = 0.4NN..设k为电机过载系数，则电机额定功率Pn=Kn■■。因此，当电机以40Hz运行时，实际功率为:
psn = Kn■■= K(0.4 nn)3 = 0.064 Kn■■= 0.064 pn
节能率= ■ = ■ = 93.6%
表1电机节能率
热力公司胜利锅炉房将电机改为变频调速，其中:
表2水泵电机在恒速和变速不同情况下测得的数据
根据表2数据，计算一个采暖期为190天，工业用电单价为0.37元/千瓦时。水泵电机加装变频器节约电费:
(11-1.73)?24?190?0.37=15640.344元
表3风机电机在不同恒速和变速条件下测得的数据
根据表3中的数据，胜利车间有五台鼓风机电机。一个采暖期按190天计算，工业用电单价为0.37元/千瓦时。加装变频器后风机电机节省电费；
(18.5-3.95)?24?190?0.37?5=122743.8元
表4不同恒速和变速条件下引风机电机的测量数据。
根据表4中的数据，胜利车间有五台鼓风机电机。一个采暖期按190天计算，工业用电单价为0.37元/千瓦时。引风机电机加装变频器后节约电费:
(37-32.9)?24?190?0.37?5 = 34587.6元
综上所述，胜利车间安装变频后，一个保温期将节省总电费:
15640.344+122743.8+34587.6 = 172971.744元。
节能效果明显。
通过以上分析和实际应用，锅炉水泵和风机采用变频调速后具有以下优点。
(1)水泵、风机电机工作电流下降，温升明显降低，同时机械磨损减少，维护工作量大大减少。
(2)保护功能可靠，消除了电机因过载或单相运行而烧毁的现象，延长了使用寿命，可长期稳定运行。
(3)电机实现软启动和平滑无级调速，精度高，调速范围宽(0-100%)。宽频率范围(0-50Hz)。效率可高达(90%-95%)。减少了对电网的影响。
(4)安装容易，调试方便，操作简单，维护量少。
(5)节能省电，提高燃煤效率。
(6)变频器可通过软件和计算机可编程控制器在线控制，易于实现生产过程的自动控制。
3结论
变频器的引入可以实现能源的有效利用，避免能源的过度消耗。使用变频器节能主要是通过改变电机的转速来控制流量和压力，从而降低管道阻力，减少半开阀的能量损失。其次，水泵(风机)在变频下的运行速度明显低于工频供电下的运行速度，可以最大限度地减少摩擦带来的功率损失。最后，变频技术是一种先进的现代自动化技术，自动化运行可以增加电力运行的可靠性，节省人力投入，从而达到节约成本的目的。
参考
[1]赵斌，莫桂强。变频调速器在锅炉风机节能改造中的应用[J].广西电力。
[2]吴敏强。泵与风机节能技术问答[M]。北京:中国电力出版社，1998。
[3]梁学藻，蔡泽发。异步电动机的降损节能方法[Z].湖南电力工业局。
变频器应用技术论文:变频器技术改造的实践与应用参见范本二。
摘要:介绍了锅炉风机电机、补给泵、循环泵电机等设备变频器技术改造的实例及应用，探讨了变频器调速改造中应注意的一些技术问题。
自动控制；变频器；技术改革
1锅炉的风机电机由变频器控制。
以DHL 141.57/150/90 aii热水锅炉为例。每台锅炉配有6台引风机和6台鼓风机。每台电机的主要技术参数如下:
型号容量(KW)电压(V)额定电流(A)
引风机Y280S4 75 380 139.7
鼓风机Y200L4 30 380 57
变频器改造前，正常情况下每台风机的运行数据统计如下:
平均电流最大电流最小电流
引风机142 145 139
鼓风机59 63 57
首先选择1#5#锅炉的汽包和引风机进行改造。考虑到风机电机功率设计的配置，选择功率匹配的变频器控制电机。变频器型号为ABB ACS 51001157 a4(引风机)和ZXBP30(鼓风机)，电压等级为380V。引风机工频电流由原来的平均值140(A)下降到现在的平均值95-110 (a)，鼓风机工频电流由原来的平均值57(A)下降到现在的平均值30(A)。节能效果相当显著，变频器技术性能完全满足锅炉运行工艺要求(主要是风压、风量、正负风)变频调速由安装在锅炉操作平台上的启动、停止、调速开关进行远程控制，并可与DCS系统接口，通过DCS实现变频器的速度控制。变频调速装置还提供报警指示、故障指示、备用状态、运行状态、联锁保护等保护信息，以及风机给定转速值、实际转速值等必要指示，方便运行人员操作控制。
2补给泵和循环泵电机应由变频器调节和控制。
以两台补给泵和四台循环泵的实际应用为例，其电机的技术参数如下:
序列号型号功率额定电流
补给泵1#泵Y180M4 18.5 35.9 25
2#泵Y180M4 18.5 35.9 25
循环泵1#泵Y 315m 14 132 237 630
2#泵Y 315m 14 132 237 630
3#泵y 315m 14 132 237 630
4#泵Y2315M4 132 240.4 630
正常补水时泵的出力过大，应急补水时一台泵无法满足用水需求。同时启动时产量过大，所以连续供水补水效率高，效果好。不仅要考虑其对电机的节能效益，还要考虑生产设备的安全性。逆变器为富士FRN 132 p 11s-4Cx，电压等级为380V。
为了充分利用变频器，采用1变频器实现两台电机的速度控制；两台补水泵可以变速和恒速两种模式运行，变频器同时只能作为一台电机的变频电源，所以每台电机的启停必须相互锁定，由逻辑电路控制，保证可靠切换，出口采用双投刀切换；两台补水泵工作时，一台由工频供电恒速运行，另一台由变频器供电变速运行。同一个电机的变速和恒速运行被交流接触器相互锁定，即变速运行时，恒速不能闭合，如下图，1c1c2和2c1c2不允许同时闭合；为了保证过程控制的安全可靠，变频器和两台电机的控制、保护和测量单元全部集中在就地控制柜内，控制调节通过屏蔽信号电缆连接到控制室；
图1补给水泵电机变频器接线，虚拟框中增加了3台变频器调速改造应注意的一些技术问题。
锅炉的安全运行是全队动力的根本保证。变频调速装置虽然可靠，但一旦出现问题，就要保证锅炉的安全加热。因此，有必要实现工频-变频运行的切换系统(旁路系统)。在生产过程中，如果手动切换能够满足设备运行的技术要求，建议尽量不要选择自动旁路。对于普通小功率电机，采用双飞刀作为手动和自动切换手段也是一种理想的方法。
对于惯性负载较大的电机(如锅炉引风机)，变频改造后，要注意风机发生扭曲* * *振动的可能性。在运行中，一旦发生* * *振动，风扇和驱动电机将严重损坏。因此，有必要计算或测量风机电机连接轴系扭振的临界转速，并采取相应的技术措施(如设置频率跳变功能，避开* * *振点，软连接，在机架上加减振橡胶等。).
采用变频调速后，如果变频器长期运行在1/2工频以下，随着电机转速的降低，电机的散热能力也会降低，电机的发热量也会减少。所以电机本身的温度其实是下降的，仍然可以正常运行，不会过热。
逆变器不能从输出口反方向送电。在设计电路时必须注意。如补水泵、循环泵变频器改造接线图中，要求1c1c2和2c1c2不允许同时合上，这不仅要求电气二次回路中电气联锁，还要求机械联锁，以保证变频器的安全运行。
低压变频器，由于体积小，在改造中更容易选择安装位置。在选择逆变器室的位置时，不仅要考虑与电机设备的距离，还要考虑周围环境对逆变器运行可能产生的影响。变频器的安装和运行环境要求很高。为了使变频器长期稳定可靠地运行，变频器安装间的室内环境温度应控制在0-40℃之间。如果温度超过允许值，应考虑配备相应的空调设备。同时，不应有较大的粉尘、腐蚀性或爆炸性气体、导电粉尘等。室内。
要保证逆变器柜与车间地面的可靠连接，保证人员和设备的安全。为了防止信号干扰，最好在控制系统中埋设独立的接地系统，要求接地电阻不大于4？。到变频器的信号线必须是屏蔽电缆，屏蔽电缆的一端要求可靠接地。
随着电力电子技术的发展，变频器的技术性能得到了拓宽和提高。在热电行业中，风机和水泵的负荷较多，充分利用变频器进行节能改造已经逐渐被大家所接受。对于目前的低压变频器来说，投资低，效益高，一年左右就可以收回投资，所以应用广泛。随着国内变频器的快速发展，变频器的性价比有了很大的提高，这为利用变频器进行节能技术改造提供了更广阔的前景。
参考资料:
[1]王占魁。数百个变频调速的例子。北京:科学出版社，1999.4。
[2]吴仲之，吴家林人。逆变器应用手册。北京:机械工业出版社，2002.7
关于变频器应用技术的论文，参见范文三:变频调速技术的应用。
调速和制动性能好、效率高、功率因数高、节能效果好、适用范围广等优点，被认为是国内外最有前途的调速方式。随着工业自动化程度的不断提高和全球能源短缺，变频器越来越广泛地应用于冶金、机械、石油、化工、纺织、造纸、食品等行业以及风机、水泵等节能场合，并取得了显著的经济效益。近年来，SCR、GTO、IGBT、IG-GT、智能模块IPM(IntelligentPowerModule)等高压大电流器件的生产以及并联和串联技术的发展和应用，使得高压大功率逆变器产品的生产和应用成为现实。
关键词:变频器，控制技术，应用
电力电子技术诞生至今已近50年，对人类文明发挥了巨大作用。近10年来，随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的飞速发展，电气传动技术正面临一场历史性的革命，即交流调速取代DC调速，计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。交流电机变频调速技术是节约电能、改善工艺流程、提高产品质量、改善环境和促进技术进步的主要手段。变频调速对其有利。
调速和制动性能好，效率高，功率因数高，节能效果好，适用范围广等。，被认为是国内外最有前途的调速方式。
1.变频调速技术的现状
电气传动控制系统通常由三部分组成:电机、控制装置和信息装置。电气传动可分为调速和非调速两大类，调速又可分为交流调速和DC调速。不可调速电机由电网直接供电。然而，随着电力电子技术的发展，越来越多的没有调速的机器改为调速驱动，以节约电能，提高产品质量，增加产量。例如，在中国，60%的发电量由电动机消耗。因此，调速传动具有很大的节能潜力，而变频调速是交流调速的基础和主要内容。变频调速技术的出现，使频率成为一种可以充分利用的资源。近年来。变频调速技术已成为交流调速中最活跃、发展最快的技术。
1.1国外现状
用变频控制电机速度已经有大约40年的历史了。然而，变频调速技术的快速发展是在近十年来，这主要是由以下因素决定的:
1.1的市场需求量很大。
随着工业自动化程度的不断提高和全球能源短缺，变频器越来越广泛地应用于冶金、机械、石油、化工、纺织、造纸、食品等行业以及风机、水泵等节能场合，并取得了显著的经济效益。
1.1.2功率器件发展迅速。
变频调速技术是以电力电子技术为基础的。近年来，SCR、GTO、IGBT、IG-GT、智能模块IPM(智能功率模块)等高压大电流器件的生产以及并联和串联技术的发展和应用，使得高压大功率逆变器产品的生产和应用成为现实。在大功率交流电下？在交流变频(交交变频)调速技术方面，法国阿尔斯通公司已能为船舶推进系统提供单台容量为30000kW的电气传动设备。在大功率无换向器电机变频调速技术方面，意大利ABB公司为抽水蓄能电站提供了单机容量60000kW的设备；在中功率变频调速技术方面，德国西门子公司Simovert A电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10-2600kVA，Simovert PGTOPWM变频调速设备单机容量为100-900kVA，其控制系统已完全数字化，用于电机风车、风机、水泵驱动；在小功率变频调速技术方面，日本富士BJT变频器最大单机容量可达700kVA，IGBT变频器已形成系列产品，其控制系统已完全数字化。
IPM比IGBT晚两年左右投入应用，因为IPM包括1GBT芯片和外围驱动、保护电路，有的甚至集成了光耦，所以是比较合适的集成功率器件。目前，在模块额定电流10-600A范围内，一般变频器有采用IPM的趋势。经济型IPM除了广泛应用于工业变频器之外，近年来在一些民用产品中也有应用，如家用空调变频器、冰箱变频器、洗衣机变频器等。IPM也在向更高层次发展。日本三菱电机最新研发的专用智能模块ASIPM将不需要外接光耦，而是可以通过内部自举电路由单电源供电，并采用低电感的封装技术，离实现系统的小型化、专业化、高性能、低成本更近了一步。
1.1.3控制理论与微电子技术支持
在现代自动化控制领域，以现代控制论为基础，融合了模糊控制、专家控制、神经控制等新的控制理论，为高性能变频调速提供了理论基础。16位和32位高速微处理器、信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)的迅速发展，为实现变频调速的高精度和多功能提供了硬件手段。
1.2国内状态
总体来看，我国电传动系统制造技术水平落后国际先进水平10-15年。在大功率交交、无换向器电机等变频技术方面，国内只有少数科研单位有能力制造，但在数字化和系统可靠性方面与国外还有相当大的差距。然而，该领域的产品需求很大，如抽水蓄能电站的启动和运行、大容量风机、压缩机和轧机驱动装置以及矿井提升机。在中小频率技术中，国内学者对变频理论做了大量的基础研究。早在20世纪80年代，矢量控制理论就已被成功引入。针对交流电机多变量、强耦合、非线性的特点，采用线性解耦和非线性解耦的方法，探讨交流电机变频调速的控制策略。
90年代，随着高性能单片机和数字信号处理技术的使用，国内学者紧跟国外最新的控制策略，根据交流电机的感应特性，采用了高次谐波注入SPWM和空间磁通矢量PWM。控制算法采用模糊控制，利用神经网络理论在线观测感应电机的转子电阻、磁链和转矩，为实现无速度传感器交流变频调速系统做了有益的基础研究。在新型电力电子器件的应用中，由于采用了GTR、GTO、IGBT、IPM等全控器件，中小功率主变流电路大大简化，大功率SCR、GTO、IGBT、IGCT的并联和串联技术使高压大电流逆变器产品的生产和应用成为现实。在控制器件方面，实现了从16位单片机到32位DSP的应用。国内学者一直致力于变频调速新型控制策略的研究，但由于半导体功率器件和DSP器件依赖进口，逆变器制造成本高，无法产业化，无法与国外知名品牌竞争。国内几乎所有产品都是普通V/f控制，只有少数样机采用矢量控制。品种和质量不能满足市场需求，每年需要进口大量高性能变频器。
所以国内交流变频调速技术的产业情况如下:(1)变频器控制策略的基础研究与国外相差不远。(2)变频器整机技术落后。国内很多单位虽然投入了一定的人力物力，但由于力量分散，没有形成一定的技术和生产规模。(3)逆变器产品用半导体功率器件的制造几乎是空白。(4)相关配套产业和行业落后。(5)产销量少，可靠性和工艺水平低。
2.变频调速技术的未来发展方向
变频调速技术主要向两个方向发展:一是实现高功率因数、高效率、无谐波干扰，发展高电磁兼容性？绿色家电？；二是开拓变频器应用的深度和广度。随着变频器应用领域的不断发展，变频调速技术在一国国民经济中的重要性将越来越明显。可以预期，现代控制理论和人工智能技术在变频调速技术中的应用和普及，将赋予其更强的生命力和更高的技术含量。其发展方向有以下几项:(1)实现高层控制；(2)开发清洁电能转换器；(3)减小设备的尺寸；(4)高速数字控制；(5)仿真和计算机辅助设计技术。纸质测试。
变频调速技术的应用
纵观变频调速技术在国内的应用，总的来说是一个从实验到实践，从零星到大规模，从辅助系统到生产装置，从单纯考虑节能到全面提升工艺水平，从手动控制到自动控制，从低压中小容量到高压大容量的过程，一句话，从低级到高级的论文测试。我国是能源消耗大国，60%的发电量由电机消耗。据有关统计，我国风机、水泵、空压机约有4200万台，装机容量约为1.1.000亿千瓦。但实际工作效率只有40%-60%，功率损耗占总发电量的40%。经验表明，应用变频调速技术可以节约电能。
相关资料显示，我国火电厂的泵和风机共有八种，总容量为12829MW，年总用电量为450。两亿千瓦时。还有总容量约391.3 MW的泵和风机需要节能改造。改造后，预计年节电可达25。纸质测试。69亿千瓦时；冶金企业也是中国的能源消耗大户，单位产品能耗比日本高3倍，比法国高4.5倍。9倍，印度1。9倍，冶金企业大量使用风机和水泵，实施变频改造不仅可以大大节电，还可以提高产品质量。
参考
[1]何清华，陈道兵。变频器常见故障的处理及日常维护[J].逆变器世界，2009，(04)。
龙卓敏，罗雪莲。矩阵变频调速系统的抗干扰设计[J].逆变器世界，2009，(04)。
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