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技术支持：变频器在节能领域的应用
郑州大学毕业设计(论文)-博泰典藏网
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变频器在节能领域的应用
郑州大学毕业设计(论文)
导读：采用微机控制技术可以对变频器进行控制和保护，如各种频率的设定和执行、启动、运行方式选择、转矩控制设定与运行、加减速设计与运行，采用人工智能技术对变频器进行故障诊断，在变频器启动前对诊断系统本身及变频器主电路(包括电源)、控制系统等进行一次诊断清，国内外一些公司都在研制新型“无电网污染”的高压变频器，这类变频装置具有高功率因数、高效率、无谐波污染、无需专用电机等优点，采用了多项先进技术：(1)在 的端子和插接件等来完成的，使相连接的接触表面与母线之间的接触电阻非常小，也使得寄生电感成数量级地减小，从而使Ldi/dt的过电压应力降至最低，保证电力电子装置工作在最佳状态。 2.4.3微机控制和人工智能技术 采用微机控制技术可以对变频器进行控制和保护。在控制方面：(1)计算确定开关元件的开通和关断时刻，使逆变器按调制策略输出要求的电压。(2)通过不同的编码实现多种传动调速功能。如各种频率的设定和执行、启动、运行方式选择、转矩控制设定与运行、加减速设计与运行、制动方式设定和执行等。(3)通过接口电路、外部传感器、微机构成调速传动系统。在保护方面，在外部传感器及工/0电路配合下，构成完善的检测保护系统，可完成多种自诊断保护方案。保护功能包括：(1)主电路、控制电路的欠压、过电压保护；(2)输出电流的欠电流、过电流保护；(3)电动机或逆变器的过载保护；(4)制动电阻的过热保护；(5)失速保护。采用人工智能技术对变频器进行故障诊断，构成故障诊断系统，该系统由监控、检测、知识库(故障模式知识库或故障诊断专家系统知识库)、推理机构、人机对话接口和数据库组成，不仅在故障发生后能准确指出故障性质、部位，且在故障发生前也能预测发生故障的可能性。在变频器启动前对诊断系统本身及变频器主电路(包括电源)、控制系统等进行一次诊断清查隐患。若发现故障现象则调用知识库推理、判断故障原因并显示不能开机，如无故障则显示可以开机。开机后，实时检测诊断。工作时对各检测点进行循环查询，存储数据并不断刷新。若发现数据越限，则认为可能发生故障，立即定向追踪。若几次检查结果相同，说明确实出了故障，于是调用知识库进行分析推理，确定是何种故障及其部位，显示出来，严重时则发出停机指令。 2.4.4其它各种技术 近年来，国内外一些公司都在研制新型“无电网污染”的高压变频器。据报道，这类变频装置具有高功率因数、高效率、无谐波污染、无需专用电机等优点，采用了多项先进技术：(1)在变频器的逆变器直流侧通过曲折变压器移相实现30“脉波整流，使装置的谐波抑制能力大大加强，使电网侧电压与电流之间几乎无相移，因此功率因数可以接近于1。(2)将全数字化光纤控制技术应用于变频器，使其控制柔性和可靠性大大提高。(3)功率单元标准模块化、IGBT驱动电路智能化。 2.5变频器的节能市场分析 2.5.1 节能是变频器的重要领域和潜力市场之一 电机系统节能是国家发改委启动的十大重点节能工程之一，国家发展规划要求，当前应推广变频调速节能技术，即风机、水泵、压缩机等通用机械系统采用变频调速节能措施，工业机械采用交流电动机变频工艺调速技术。在“十一五”期间，我国将实现电机系统运行效率提高2个百分点，形成年节电能力达200亿千瓦时的目标。据估算，我国电动机总装机容量约5.8亿千瓦，占全国总耗电量的60%～70%。其中，交流电动机占90%左右。目前各类电机的运行效率加权平均比国外低3%～5%，风机和泵的效率要比发达国家低2%～3%，整体在用的电机驱动系统运行效率比国外低近20%。如果按电动机总容量的10%进行调速改造，按年平均运行4000时、节电率20%～25%计算，年节电潜力为320亿～400亿千瓦时。加上为改善工艺流程而进行调速改造的电动机可 带来的节电潜力，总节电潜力约为500亿千瓦时，相当于10000兆瓦装机容量的火力发电厂的年发电量。由此可见，电机系统节能是目前中国节能市场上最具商业潜力的领域。众所周知，风机和水泵是变频器节能的重要领域和潜力市场领域，其使用量占据变频器市场份额的半壁江山。 2.5.2节能及能量反馈 采用变频调速技术是节能降耗、改善控制性能、提高产品产量和质量的重要途径，已在应用中取得了良好的应用效果和显著的经济效益。我们知道，提高效率主要有两个重要途径：第一个途径是通过变频调速技术及其优化控制技术实现“按需供能”，即在满足生产机械速度、转矩和动态响应要求的前提下，尽量减少变频装置的输入能量；第二个途径则是将由生产机械中储存的动能或势能转换而来的电能及时地、高效地“回收”到电网，即通过有源逆变装置将再生能量回馈到交流电网，在这个途径中既可以节能降耗，又可以实现电动机的精确制动，提高电动机的动态性能。通用变频器大都为电压型交―直―交变频器，三相交流电首先通过二极管可控硅整流桥得到脉动直流电，再经电解电容滤波稳压，最后经无源逆变输出电压、频率可调的交流电给电动机供电。这类变频器功率因数高、效率高、精度高、调速范围宽，所以在工业中获得广泛应用。但是通用变频器不能直接用于需要快速起、制动和频繁正、反转的调速系统，如高速电梯、矿用提升机、轧钢机、大型龙门刨床、卷绕机构张力系统及机床主轴驱动系统等。因为这种系统要求电机四象限运行，当电机减速、制动或者带位能性负载重物下放时，电机处于再生发电状态。由于二极管可控硅整流器能量传输不可逆，产生的再生电能传输到直流侧滤波电容上，产生泵升电压。而以GTR、IGBT为代表的全 控型器件耐压较低，过高的泵升电压有可能损坏开关器件、电解电容，甚至会破坏电机的绝缘，从而威胁系统安全工作，这就限制了通用变频器的应用范围。（1）将反馈到直流回路的能量以制动电阻的热能消耗掉的缺点在这种情况下，要实现四象限运行只能通过外接制动单元和制动电阻来实现，也就是说将反馈到直流回路的能量以制动电阻的热能消耗掉。所以说，这种制动方式又称为能耗制动。该方法虽然简单，但有如下严重缺点:● 浪费能量，降低了系统的效率；● 电阻发热严重，影响系统的其他部分正常工作；● 简单的能耗制动有时不能及时抑制快速制动产生的泵升电压，限制了制动性能的提高（制动力矩大，调速范围宽，动态性能好)。正是由于能量反馈在实现上的难度系数大，很多用户甚至将此不作为节能看待，这是一个危险的信号。（2）能量回馈系统的特点能量反馈系统在实际运行中主要有二种方式：单独的能量反馈装置和能量回馈技术的新发展――双PWM控制技术。所谓能量反馈装置，就是把有源逆变单元从变频器中分离出来，直接作为变频器的一个外围装置，可并联到变频器的直流侧，将再生能量回馈到电网中。能量回馈单元的作用，就是取代原有的能耗电阻式制动单元，消除发热源，改善现场电气环境，可减少高温对控制系统等部件的不良影响，延长了生产设备的使用寿命。同时由于能量回馈单元，能有效的将变频器电容中储存的电能回馈20％～40％左右。能量反馈单元具有如下特点：1、降低运行成本，包括减少电能损耗、提高功率因数、改善电网运行质量等；2、 提高制动能力，如果以传统的标准制动电阻器与变频器的组合，制动力矩大约为120%额定力矩/10s，10%ED；而VS-656RC5与变频器的组合，制动转矩则提高到150% 额定转矩/30s或者100%额定转矩/1min（25%ED）或者80%额定转矩/连续再生。送给交流电网，供周边其他用电设备使用，则可节约生产用电，一般节电率可达20%。（3）双PWM控制技术双PWM控制技术的工作原理:当电机处于拖动状态时，能量由交流电网经整流器中间滤波电容充电，逆变器在PWM控制下降能量传送到电机;当电机处于减速运行状态时，由于负载惯性作用进入发电状态，其再生能量经逆变器中开关元件和续流二极管向中间滤波电容充电，使中间直流电压升高，此时整流器中开关元件在PWM控制下降能量馈如到交流电网，完成能量的双向流动。同时由于PWM整流器闭环控制作用，使电网电流与电压同频同相位，提高了系统的功率因数，消除了网侧谐波污染。双PWM控制技术打破了过去变频器的统一结构，采用PWM整流器和PWM逆变器提高了系统功率因数，并且实现了电机的四象限运行，这给变频器技术增添了新的生机，形成了高质量能量回馈技术的最新发展动态。无论是能量反馈单元和双PWM控制方式都能将能量反馈会电网，形成节能降耗、清洁生产的良好局面，其在变频器节能领域的占有率将从目前不到3％快速上升到15%。 2.5.3变频器的工艺调速市场分析 目前，中国的设备控制水平与发达国家相比还比较低，制造工艺和效率都不高。但随着中国加入WTO，产品质量和生产效率都需要面临国际竞争，因此提高设备控制水平至关重要。由于变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点，在许多需要精确速度控制的应用中，变频器正在发挥着提升工艺质量和生产效率的显著作用，其市场容量占到整个变频器市场容量的1/3左右。 应用变频器可以提高工艺要求、提升产品质量，同时减轻了人工的劳动强度、提高了生产效率，可以说，变频器在纺织、食品、饮料、包装、造纸、机床、电梯等行业的应用前景和发展潜力都不可小觑。比如应用在传送带上的变频工艺控制系统，它采用一台变频器驱动生产线上的多台传送带电机，根据所生产的产品，通过调整传送带的速度来提高生产率。在传送带上应用变频工艺控制系统具有以下3个优点：（1）提高生产率，通过设定变频器的频率，可控制传送带生产线的速度，从而达到了提高生产率达目的；（2）可利用现有设备，可利用现有传送带上的齿轮马达和现有的传送带进行改动；（3）可用一台变频器来控制多数电动机的驱动，这些电动机均并接到一台变频器上，通过变频器的频率设定可以保证多台电动机的同步运行。 2.5.4 变频工艺控制系统的优点 变频工艺控制系统的优点在于它能大大地提高工艺的高效性，因为其变速不依赖于机械部分，具体表现特征如下：（1） 控制电机的启动电流当电机通过工频直接启动时，它将会产生7～8倍的电机额定电流。这个电流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量，从而降低电机的寿命。而变频调速则可以在零速零电压启动(当然可以适当加转矩提升)。一旦频率和电压的关系建立，变频器就可以按照V/F或矢量控制方式带动负载进行工作。使用变频调速能充分降低启动电流，提高绕组承受力，用户最直接的好处就是电机的维护成本将进一步降低、电机的寿命则相应增加。包含总结汇报、自然科学、出国留学、经管营销、行业论文、农林牧渔、IT计算机、旅游景点、计划方案、表格模板、求职职场以及变频器在节能领域的应用
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低压变频器主要应用在哪些领域
风机、水泵、空调、工业机械、化工等很多方面，可以说很多领域，一句话，只要有需要交流电机变速的场合，都可以应用变频器，一是用于平滑变速，二是用于自动控制，三是用于节能。
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其他2条回答
220V的变频器都是低压变频器，所以低压变频器用场合太多了
几乎所有的行业都用低压变频器，
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低压变频器应用在哪些领域呢？ 发布时间： 9:28:56 作者：康德控制
应用在哪些领域呢？等级低于690V的可调输出频率交流电机驱动装置，就归类为低压。在应用领域而言，在我国各行各业均已得到应用，如冶金、化工、造纸、机械等行业。具体应用更广泛，小型的应用如各行各业的鼓风机、输送机、给料机、搅拌机、研磨机、粉碎机、切纸机、压延机、挤压机、阀门、压缩机、冷却踏、塑料机械、电梯、各种纺织行业等；大型的应用领域如造纸厂的造纸机、模具厂的注塑机、冶金厂的轧钢机、以及化工等行业的风机、水泵、起重机、输油管道等。低压常见应用领域如下：1、风机2、调速机械康德控制技术有限公司作为优秀的器供应商，我司致力于为客户提供质量上乘的产品。作为专业的器生产厂家，我司依靠自身先进的生产设备和技术人员开发出了诸多行业领先型号。欢迎广大顾客前来洽谈业务。&&|&&&&|&&&&|&&&&|&&&&|&&&&|&&
通讯方式控制变频器
产品部门：AS&&&&所属行业：其它工业领域工程来源：Siemens
***概述***----S7_200通过与一台SIMOVERT微型主电机驱动器通信来起动和停止电机，以及改变输出到电机的频率。通信是通过S7_200自由通信口模式进行，使用USS5字协议。输入仿真器用来初始化发给电机驱动器的命令。
***硬件要求***----这个程序假定使用者已正确地将电机和微型主电机驱动器接好线，并且所有的电机和微型主机驱动器的参数已通过人工设定了。必须把微型主电机驱动器设置在遥控方式(P910=1),波特率19.2kb(P920=7),地址 1(P91=1).
----要求用一根带9针阳性插头的通信电缆接在S7-200的3，8端上，电缆另一端是无插头的，以便接到微型主电机驱动器的相应485接口端子上对于西门子新推出的4系列变频器，应该对照手册确定接线.
具体程序(有详细中文注释),可以下载直接调试.
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最新更新时间：8/24/2015&&&&