变频技术论文精选(九篇)

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第1篇：变频技术论文范文

1.1变频技术在主风机调速中的应用现状

在主风机上采用变频技术进行控制已经成为许多电力企业采用的主要方式之一。变频技术的使用可以实现大范围、高效率、连续的控制。使用变频技术可以方便地对时间进行设定和改变，相较于以前的调速方式，更便捷，更具有优越性。

1.2将变频技术应用于主风机调速的发展过程

变频技术最先由一位日本的学者提出，进而被西方国家所采用，后来经过一系列的改进与发展，逐渐演变为今天的变频器。变频技术的不断发展，为电力企业带来了便利，解决了很多突出的电力问题。

1.3将变频技术应用于主风机调速所需要的环境

变频技术尽管已经被大部分企业所应用，但是变频器工作所需要的环境是我们必须注意的。首先是环境温度和工作温度，这些都必须在一定的范围之内。其次，要尽量避免腐蚀性气体损坏器件。除此之外还要减少冲击和振动。

2应用变频技术的注意事项

2.1时间的匹配

在采用变频技术对主风机进行启动和停止时，我们必须要注意时间的匹配。这里所指的匹配主要是加速时间和减速时间的匹配。因为在启动时，如果没有很好地控制与匹配时间就可能出现过流或者过压现象，最终影响整个启动。因此，在采用变频技术进行启动时，必须根据负载情况严格计算，最终选择合理的加速和减速时间。

2.2过载

过载在风机中出现的频率一般不大，但是一旦发生过载，将对设备造成重大的影响。在采用变频技术时，必须严格注意这方面的问题，尽量控制转矩等因素，尽量避免出现过载现象。这就要求我们在采用变频技术时，对变频器的选用综合考虑容量、性能等多方面的因素，并确保变频器的容量略大于电动机的容量。

2.3共振

变频技术的核心就是通过改变频率进而改变转速等因素。在采用变频技术时就不可避免地会出现共振现象。而共振现象的出现，可能会使设备出现停运，有时甚至对设备造成毁坏。这就要求我们在采用变频时对频率的设定十分注意，尽量避免所设频率与其他设备的频率重合，尽可能减少共振情况。

2.4散热与噪音

在采用变频技术时，有时会将频率降至很低，这就会对风机的散热造成影响。散热出现故障就会影响风机的运转，进而影响整个系统的工作，甚至会导致机器的损坏。因此，在采用变频技术时，要注意采取相应的措施对风机的散热进行调节。除此之外，采用变频技术还可能会增加噪音，因此，我们在采用变频技术时还需要注意噪音问题，可以采用专用电机或者安装消音器。

2.5通风冷却

通风问题是机器工作时必须要考虑的重要问题之一。通风效果不好会造成元器件温度升高，从而使其使用寿命大大缩短，最终甚至损坏器件。因此，我们采用变频技术时必须注意变频器的通风与冷却。要实时了解变频器的工作情况，除此之外，还要经常检查风扇的情况，一旦发现损坏立刻对其进行检修和更换。

3结语

第2篇：变频技术论文范文

(1)水泵运行曲线．水泵采用传统的方式运行，在一般的情况下它的流量和扬程是成反比的。当水泵的流量降低时，压力也会升高，会增大管网的危险性。(2)变频技术在电动机的调试过程中的调速性能最好，在运行过程中效率比其他设备的工作效率要高，稳定性也比较好。利用变频技术对制冷系统中电动机收稿日期:2014－12－24作者简介:谢修胜(1966－)，男，安徽淮南市人，大学毕业，助理工程师，现在国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿自动化进行调速有很高的经济效益，所以变频技术成为矿井制冷系统中运用越来越广泛的技术。

2变频技术改造

2．1离心泵与管理特性曲线

从图1可看出，离心泵在制冷系统的管路工作中，无论出于哪一种工作状态下，都只有一个工作点，如图中A、B、C三个工作点。这三个工作点也是离心泵的工作曲线与管路工作曲线的交点。离心泵若在B点工作，泵输出的能量比管路所需要的能量要高出很多，加大了流量，增加了管路的摩擦和阻力;离心泵若在C点工作，泵输出的能量比管路所需要的能量要少，减少了流量。只有离心泵在A点工作时，泵输出的能量等同于管路所需要的能量。

2．2水泵工作状态

水泵转速与水泵的流量和扬程成正比，水泵在制冷运行的过程中为了保证始终处于高效率区间内，就要调整水泵的运行模式，也就是根据实际的需要对水泵的数量进行增减，提高整个矿区的制冷效率，降低制冷降温所消耗的能量。

3变频技术实施

3．1变频器

矿井下冷冻水循环的制冷系统中，每台变频器都会带着一台水泵，这样在水泵的运行过程中，即使由于季节的变化给制冷系统带来的负荷程度存在一定差异，变频设备都能根据工作面的承受状况，调节冷冻水循环的流量。变频器是由本体、电抗器、滤波器以及其他辅助的机器构成，变频器是对制冷系统中电动机转动的速度进行控制，并且对制冷系统中可能会发生的故障加以预防，其工作原理主要是依靠变频器每个构成机器间的相互配合。变频器在使用之前要进行调试，调试成功之后才能正式投入运行。具体操作步骤是在电源接通后，将变频器上的转换开关调换到近距离控制模式，矿井制冷系统中电动机在不同温度下运行的所需温度，都可以通过在变频器上选择不同的速度来实现。如果在变频器的运行或启动时出现故障，都会自动停止运行或启动。

3．2ABB变频器

ABB公司的变频器中，根据制冷系统不同的负荷来调节冷却水的循环流量，主要是依靠对频率输出的控制，进而控制电动机输出轴的功率。地面的冷却水循环系统安装了5台循环水泵。

3．3运行方式

矿井制冷系统中关于变频器的运用分为两种模式，根据温度对矿井制冷的需求分为夏季和冬季。夏季时，矿井对制冷降温的要求比较高，所以制冷系统对热量的负荷比较重，这也增加了冷却水的流量。针对这样的情况，可以通过调整变频器的频率，使变频器与水泵达到同时运行的模式，来满足矿井制冷降温的要求。冬季时，矿井对制冷的要求相对要低得多，那么制冷系统对热量的负荷也随之降低，同时也减少了对冷却水流量的要求。所以可以减少水泵的台数，采用2台水泵的运行，并且要求每台水泵的运行频率为30HZ左右。并且，由于水泵在冬季消耗的能量较低，一般采用低能耗的运行模式。

4结论

第3篇：变频技术论文范文

如何利用先进技术解决空压机组运行中存在的不足，成为亟待解决的问题。具体改造思路如下：（1）将空压机的人工操作改为计算机操作。（2）利用当前成功的电控技术开发研制螺杆式空气压缩机组联锁控制系统，实现空压机组的集中控制；各台空压机的运行参数24h实时在线监测，实现空压机异常即报警。（3）利用变频技术实现压力稳定、恒压供风，达到节约电能的目的。（4）1台变频器经过切换可拖动4台空压机，节约投资。（5）在完善空气压缩机组电控的基础上，实现空压机房车间无人值守，安全管理上做到“无人则安、少人则安”。（6）应用集中控制与变频控制技术，消除空压机卸荷状态的空载运行时间、减少空压机启动次数，达到节能、降低对设备冲击的目的。

2技术改造实施方案

空压机组控制系统如图1所示，包括工控机（上位机）系统、微机控制系统（集控柜）、压力、温度传感器、高压变频控制系统、高压切换系统等。（1）新建集中控制系统，在空压机房安装集中控制柜、监视操作用工控计算机（上位机）。其主要完成空气压缩机组远程参数的监视、控制、运行参数设置、实时曲线、历史报表查询及其他数据的处理等功能。选用ACS4000型集控柜：由电源开关及熔断器、触摸显示屏、PLC控制器、输出继电器、24V直流电源、通讯转换模块、指示及报警装置等组成。高压变频器、高压启动柜、空气压缩机与集控柜通讯模块通过通讯电缆进行通讯，将空压机运行、变频器运行参数、高压启动柜电压、电流、储气罐温度传输到集控柜进行数据处理、显示。根据运算数据控制空压机与变频器运行。运行状况及各种参数、数据在上位机上显示。（2）在主供风管路上安装压力变送器。主要是检测供风出口压力并把压力信号传输给集控柜PLC，PLC运算后根据总管压力和空压机运行状态智能地控制变频器的运行频率，从而达到根据设定压力范围来控制空压机的运行状态的目的。（3）增设高压变频器，控制空压机在需要的工况下运行。（4）增设高压切换柜，如图2所示，内装4台高压真空接触器，与空气压缩机高压启动柜一一对应，并相互闭锁，达到有选择性地控制空压机在变频状态下运行的目的。（5）空压机组控制。1）每台空压机启动、停止、变频状态下运行均由PLC控制，PLC内设空压机运行程序。2）工作方式设定为5种：就地启动／停止、远程启动／停止、紧急停机、联机控制、单台控制。3）风压设定：5．5～6．2kg／cm2；空压机转速调节范围：电机额定转速的60％～100％。4）空压机启动停止全部由PLC程序控制。空压机运行规定，连续运行不得超过72h，按照空压机编号设定主机1、主机2、主机3、主机4，程序控制每72h更换一次主机，辅机每24h更换一次。主机、辅机分别在工频、变频状态下运行。变频频率达到50Hz、10min内风压达不到设定值，该台空压机自动转为工频运行，同时启动第3台空压机变频运行，以控制风压稳定。空压机变频方式运行频率30Hz及以下达10min以上时，该台空压机自动停止运行，同时原辅机或主机自动转为变频方式运行。

3技术关键及创新点

（1）工频、变频状态下空压机运行曲线的智能拟合。（2）ACS400集控系统、高压变频的配合控制。（3）变频方式与工频方式转换控制。（4）主机、辅机按时切换控制。

4经济效益、社会效益分析

2011年1月系统改造完成并投入工业性运行，实现了多台空压机组联动控制，运行状况良好。（1）节能降耗效果显著：通过实际测定，技术改造后比原运行方式节能13％～15％，年节电耗43．2万kW•h，约21．6万元，节能效果明显。（2）实现了大型设备车间真正无人值守。机组自动24h稳定高效运行，减少操作人员9人，年可节约人工费用54万元。（3）稳定的压力输出，减少了对生产的影响，为矿井安全生产奠定基础。（4）维护量小，运行效率高。集控系统及变频的投入运行减少了空压机配件的磨损，延长了电机及空压机的使用寿命，年可维修及配件费用可减少10余万元。（5）实时设备运行状况，便于人员观察和及时掌握，发生异常及时处理，避免机械事故的发生。（6）采用变频控制，实测减少噪声15dB，减少噪声污染。

5结语

第4篇：变频技术论文范文

变频技术与水泵的应用密切相关，变频器因为与水泵具有不同的功率，就会造成电流和电压的不稳，造成水泵工作效率下降，影响水泵的基本功率发展，甚至造成水泵无法工作。因此，合理的控制变频器的功率变化，实现与水泵功率的有效统一，是提高变频器有效工作的主要目标，从而实现事半功倍的效果。变频器的基本工作原理有自动控制和手动控制。在闭环条件下，变频器通过自动控制实现系统的有效测量，调节，确定变频水泵的电机功率，完成对电动机组、变频器的有效控制。变频器的有效额定电流是电动机整体额定电流的一倍以上，水泵电动机的内部测量值中，水管压力的主要测定仪器是变速器，通过对水压的速度测量，确定水管内的水流动压力，将水流动的压力以信号等等形式传递为电信号，通过传输系统进行调节，完成变频系统的压力分析。变频技术中的重要设备是调节器，系统通过调节器完成电信号的有效输出和输入，其基本输出的电信号由PID系统控制，而后面的几个基本零部件依据逻辑技术基础完成有效系统设计过程。水源从水泵处将水输入，经过管道完成压力测试，将测试的水管压力与水流量进行比例分析。在一定的时刻条件下，水管的压力保持一定的值，这样的压力会通过电信号完成系统传递，传送到系统调节器内部，通过对电信号进行工业压力测试转换，再将其输送到系统内部。确定有效电信号在一定的基础误差范围内，对传输系统中的设备进行基础调整，确定变频器可以调整的电源输出最大功率和最小功率，实现有效的水泵使用，完成电机转动转速调整。

2水泵自动控制的应用

水泵自动化可以采用电路系统内的软件和硬件系统进行结构设计和调整，通过编程操控，对数据进行设置，实现多台水泵的自动开启、停止、功能叠加或转换。实现自动控制，应急处理。采用浮球水位控制原理，调节自动控制标准。在实际的电机传动水泵自动调节过程中，通过调节电动机的频率确定功能效果，对水泵的基本效率进行节约处理。减少未使用调频水泵的调频次数，提高水泵能源的调频使用效果，从而提高企业的经济效益，实现水厂工业频率调整，结节约不必要的电能费用。变频技术调节分为交流变直流、直流变交流两种。在工业生产活动中，交流变直流的应用较为常见，广泛的应用于工业生产和日常生活中。前者的组成电路由整流器、电路逆流器、过滤器综合组合，形成变频装置设备。将交流电转换为直流电是依靠整流器完成。整流器是供电设备的逆变装置。在电路交直流转换过程中，电路会剩余一部分交流电，将直流电中的交流部分过滤的设备是过滤器装置。电流过滤器是将电流重新分化，去电电流中不稳定的元素，完成交流电或直流电的平稳过渡，最终实现电流的逆变过程，输出需要的直流电流或交流电流。电流逆变和电流整流是相互对立的，也是通过调频控制电路，完成电路桥接。电机应用电路中的电流进行交换处理，实现有效输出。调节电机的运转频率，从而提高电机的运转速度，确保水泵的有效功率。电机在使用过程中，通过调频控制技术完善电源的有效功率设定，逐步改善电源的有效频率，确保频率的使用效果。逐步增加电机转速。通过控制电流的使用频率，提高水泵的使用寿命，改善水泵基础运行环境，逐步减少水泵的基础维修费用，降低人力消耗，降低物力消耗，减少噪声污染水平，确保工作人员的基本工作环境。

3结语

第5篇：变频技术论文范文

【关键词】无负压供水 自动供水 供水设计变频供水 变频无负压 恒压供水

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一．引言。

通常来讲，一般所说的无负压供水是指采用无负压变频供水设备提供水源供给。采用无负压自动供水，能直接同自来水管连接，不会对市政管道造成任何副作用，也不存在二次污染，同时具有全封闭，占地面积小、无污染、安装简单、运行可靠、使用维护方便等诸多优点，被广泛应用到城镇供水管道系统中。

二．无负压自动供水设计。

1. 无负压供水系统组成。

无负压供水主要由无负压稳流罐、压力罐（隔膜式或气囊式膨胀罐）、无负压控制柜、水泵、电机、过滤器、倒流防止器、传感器、电接点压力表、管路组件、底座等组成。

各种形式的无负压设备:

1.稳压补偿式无负压供水设备

2.箱式无负压供水设备

3.叠压高位调蓄供水设备

4.自来水加压泵站

2.无负压自动供水系统组成。

主要由三部分构成。第一部分是前置管路，包括接市政管网、倒流防止器、过滤器、加氯机或臭氧接口；第二部分是无负压自动调节装置，包括气压罐、隔膜、真空抑制装置、排污阀、紫外线消毒器、报警装置、真空表等；第三部分是变频调速增压装置，包括水泵组、保压装置、变频控制柜、远传压力表、用户管网等。

3.设计功用。

无负压供水设备通过智能控制控制技术与稳压补偿技术实现设备对市政管网不产生负压，保证向用户管网不间断供水。设备采用的流量控制器在维持最低服务压力的基础上能够自动调节市政管网向设备的输入水量，确保市政管网不产生负压，用水高峰期时能量储存器释放预充的一定压力的氮气，保证稳压补偿罐高压腔的水带有一定压力补偿到恒压腔中，在一定时间内可补充市政管网来水量的不足，通过双向补偿器，在用水低谷期时对稳压补偿罐进行蓄能，对用户管道起稳压补偿作用，夜间及小流量供水时可通过小型膨胀罐供水，防止水泵频繁启动。充分利用了市政管网的压力，节能效果显著。水泵如果直接连接在市政管网上，不需要建造蓄水池，直接与市政管网连接，但我国城市供水条例规定为了防止对周围居民用水产生影响，不许将生活、生产水泵直接安装在市政管网上。 为了解决供水设备既可串接在市政供水管网上又不产生负压，更不影响其它用户的用水，需要在水泵进口与市政管网之间增设无负压流量控制器、分腔式稳压补偿罐,双向补偿器等，无负压流量控制器时刻监视市政管网压力，在保证市政管网不产生负压的同时还可充分利用市政管网原有压力。

4.无负压自动供水系统的设计原理。

当市政自来水管网的压力P1低于用户管网所需压力P2时，控制系统会自动发出信号，控制变频泵软启动运行，直到用户管网的实际压力P=P2，变频器控制变频泵以一恒定的转速运行。市政自来水管网的压力Pl越高，则变频泵的转速越低：市政自来水管网的压力Pl越低，则变频泵的转速就越高。而当PI=P2时，变频泵就延时休眠，即充分利用自来水原有的压力，以确保用户所需要的压力恒定。当压力下降到唤醒值时，水泵自动唤醒。变频泵的进水口与隔膜无负压罐相连，微机时刻检洲隔膜无负压罐的压力，通过吸气(排气)来稳定隔膜无负压罐内的压力和自来水进水的压力，使其不产生负压，从而保证整个自来水管网的正常供水。如果产生瞬时负压，微机自动发出指令，先延时停止所有的工频泵，再延时变频减速，不停机，既能保证用户用水，又可以缓和瞬时负压情况。当市政自来水管网的压力P1信号控制器出现故障时，报警装置发出报警信号给变频控制柜控制水泵，并发出声光报警。

5.无负压供水设计的特点

（1）变频供水系统关键的调节部件是变频器，控制设备是可编程控制器和人机界面触摸屏，采用双变频器交互切换的设计，在水泵切换时，能保证系统水压不会波动。

（2）稳流罐选择不锈钢稳流罐，该罐为立式或卧式结构，严格按照国家标准生产。稳流材质采用食品级不锈钢，具有较强的耐腐性，符合国家卫生饮用水设备标准；稳流罐耐压0.6MPa，具有较好的气密性；罐体进出口为法兰连接方式，方便与系统其他设备的连接；稳流罐下方设置有排污口。侧面安装了不锈钢液位计，罐中水位情况一目了然，天泉供水罐体采用镜面抛光技术。

（3）无负压供水设备选用不锈钢浮球式负压消除装置。加装空气过滤器，将空气与水隔开，杜绝污染，过滤级别为F5；≥5μm微粒去除率为99％；≤1μm微粒去除率为70％。

（4）无负压供水设备设计双重防护措施防止产生负压，一是装在稳流罐上的负压抑制器在管网供水量小于用户用水量时自动开启，通过导气口将稳流器与大气导通，以避免市政管网产生负压；二是在稳流器与市政管网连接管道上装有压力传感器，由微机实时进行检测，当压力值过低时微机向变频器发出降低运行频率指令，控制变频器输出频率，调低水泵工作转速，从而调低设备供水量，使设备供水量不大于市政管网供水量，这样也保证了稳流器不会对市政管网形成负压吸水的现象。

（5）设备与管网连接处加装倒流防止器（防污隔断阀），能够将供水没备内同流水带来的污染与市政管网完全隔开，泵组设备为整机结构，由不锈钢管或钢骨架塑料复合管连接而成。

（6）系统中设置了膈膜气压罐。气压罐有缓冲和保压的功能，配合节能型供水软件，系统可以实现小流量“保压停机”功能，可以大大节约运行费用。

（7）噪声考虑。①选用低噪声电机和冲压水泵，采用改变变频器载波频率的方式来降低从供水设备上发出的噪音。②水泵基础安放减振器，水泵进出口等相连端采用橡胶软接。

三.无负压自动供水系统的节能设计。

水泵吸水口的自来水管网压力为Pl，水泵的出口设计压力为P2，则水泵的出口实际压力将降低至Ps=P2一P1(因水泵阻力等造成的水头损失不计)，但自来水管网压力在一日之内变幅较大，当用户为24h用水时，通常按最小自来水管网压力P1min考虑，故一般水泵额定压力按Pe=P2一P1min选用。此时，水泵额定压力与实际压力之差为Pe—Ps=P1一P1min≥0，因此当水泵按工频(50Hz)运行时，将造成能量的浪费。如果采用变频器带动水泵，水泵的实际工作转速是以水泵出口的压力值为主参数，即实际出口的压力值始终恒定在P2上而不会造成压力水头的损失。其工作过程是：首先微机检测压力传感器的实际压力值，若Ps

六．结束语。

无负压自动供水设计要结合当地供水状况和实际供水特征，经过技术比较后进行确定，在工艺上要尽量选择新工艺，选用新设备。

参考文献：

[1] 黄伟中 无负压自动供水设计的探讨[期刊论文] 《广东建材》 2006年3期

[2]宋蕾 探讨无负压供水技术在市政给水管网设计中的应用[期刊论文] 《科技致富向导》2012年19期

[3]杨冬强 无负压供水系统的探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 2011年21期

[4]黄隆雁 浅谈无负压自动供水设计 [期刊论文] 《广东建材》2010年7期

第6篇：变频技术论文范文

关键词：凝结水泵，变频，热工控制，技术改造，节能降耗

 

一拖二

0　引言

华电包头发电厂为巩固管理节能降耗成果，进一步降低发电成本，提高经济效益，针对机组运行指标现状和存在的差距，首先以凝结水泵变频改造为起点，展开了节能降耗技术改造的序幕。也为新建火电项目实施高压电机变频改造开了先河。

1 凝结水泵变频改造热工控制的可行性

1.1 凝结水系统运行现状

华电包头电厂凝结水泵变频（以下简称凝结水泵变频）改造前凝结水系统运行情况是一台机组配置两台凝结水泵，正常情况下，一台凝结水泵运行，一台备用。通过除氧器水位调节阀调节除氧器水位。这样，不论在何种运行工况下，凝结水泵转速基本维持不变，出口流量只能由除氧器水位调节阀调节。除氧器水位调节阀为电动执行机构，动作频繁，易出现故障，降低了系统运行可靠性；凝结水母管压力高须提高管道系统的耐压性能，加大了系统泄漏的可能，增加了相关设备的维护费用。论文参考网。论文参考网。总之，凝结水泵出口压力高、除氧器水位调节阀节流损失大，使得凝结水系统效率降低、维护费用提高，最终导致能源浪费，发电成本提高。正常情况下除氧器工作压力是0.5MPa～0.8MPa，消除除氧器至凝结水泵的静压差及管道损失总压降约为0.4Mpa，凝结水母管压力在0.9MPa～1.2MPa左右即可满足要求。但是机组正常运行起来压力在3MPa～4MPa，除氧器水位调节阀造成的节流损失相当大。

1.2 DCS系统资源使用状况

目前华电包头发电厂凝结水泵的相关联锁保护控制模块,扫描周期为0.1秒，负荷率30％～40%。本次改造新增组态需增加功能块50个左右后，对控制模块负荷率几乎没有变化，满足电力行业标准要求即控制模块负荷率小于60%，能够保证设备的正常运行。

华豫电厂除氧器水位的相关控制模块负荷率为24.0%～25.4%，扫描周期0.5秒。本次改造需增加功能块50个左右，改造后负荷率变为25.0%～26.4%，具备增加功能块的条件。

由上可见华电发电厂DCS控制系统完全满足凝结水泵变频改造的要求。

1.3 控制方式

华电包头发电厂凝结水泵变频改造前，除氧器水位控制是通过调节除氧器水位调门的开度实现，由除氧器水位自动单冲量、除氧器水位自动三冲量及手动控制等控制方式组成，凝结水流量小于18%时为单冲量调节，凝结水流量大于21%时为三冲量调节。均为节流调节，节流损失大，能耗较高。

由于凝结水泵只能运行在一定转速范围内，在低负荷时变频泵已处于最低限制转速运行，调节性能变差，如没有除氧器水位调门的协助将不能维持除氧器水位。所以只考虑凝结水泵变频调节三冲量自动。根据目前华豫华电包头发电厂负荷分布情况看，发电负荷通常在300MW以上，符合变频泵调节要求。在启、停机或异常运行工况时可利用除氧器水位调门协助控制除氧器水位，完全可以维持除氧器水位在正常范围内。

因此，华电包头发电厂具备实现凝结水泵改变频调节控制功能的条件。

1.4可行性研究结论

综合上述论断，火力发电机组实施凝结水泵变频等节能降耗措施是大势所趋，是提高电厂竞争力的可行途径。根据华电包头发电厂设备现状和实施凝结水泵变频改造所需的条件，目前华电包头发电厂在热工控制方面完全具备实施凝结水泵变频改造的必要条件。

2 凝结水泵变频改造热控设计方案说明

凝结水泵变频采用“一拖二”的改造方式，即A、B凝结水泵共用一台变频器，机组运行中采用变频凝结水泵运行、工频凝结水泵备用的方式，根据设备缺陷及定期轮换情况，完成凝结水泵的工频/变频切换操作。

凝泵变频器示意图

2.1热工联锁保护说明

1）凝结水泵在工频运行时，凝结水压力低联锁备用泵的保护定值不变仍为2.5MPa；

2）凝结水泵在变频运行时，压力低联锁备用泵的保护定值0.6MPa～2.5MPa（随除氧器的压力变化而变化），并且在凝结水泵变频画面中始终跟踪显示压力低联锁保护的定值；

3）在凝结水泵变频器投入“自动控制”时，除氧器水位调节阀自动切换到“手动控制”，运行人员根据负荷情况开大或关小除氧器水位调节阀。为获得最大节能效果，在凝泵转速具备一定调节裕量的前提下应尽量开大除氧器水位调节阀，以降低凝泵转速，具体情况要根据在相应负荷下，进行除氧器水位调节阀开度动态试验后获得；

4）凝结水泵在变频状态下，当变频器启动后联动开启出口电动门，变频器停运或故障跳闸时联动关闭出口电动门；

5）凝结水泵变频运行、工频备用时，如变频器故障、6KV开关故障及凝结水压力低保护动作，工频凝结水泵联锁启动，除氧器水位调节阀根据当时负荷自动关闭至一定的开度，这一开度仅是依据日常运行获得的经验曲线，待调节阀关闭至一定开度后由运行人员手动干预维持除氧器水位；

6）为保证凝结水母管压力，试验时暂定变频凝结水泵最低转速为50％额定转速，即744.5r/min～1489 r/min范围内调整。在报警画面中增加凝结水泵转速低（小于850rpm）报警功能，提示运行人员适当关小除氧器水位调节阀，保持凝结水泵的变频调节能力。

3变频改造性能分析比较

华电包头发电厂凝结水泵变频改造前，除氧器水位控制是通过调节除氧器水位调门的开度实现，由除氧器水位自动单冲量、除氧器水位自动三冲量及手动控制等控制方式组成，均为节流调节，节流损失大，能耗较高。

当发电机负荷变化时，水泵转速与流量跟随变化，同时水泵的效率曲线也跟随转速改变，始终工作在最大效率附近。转速减小时，电机的能耗将以其三次方的速率下降，因此变频调速的节电效果非常显著。另外，凝结水泵变速运行时，由于除氧器水位调节阀全开，消除了除氧器水位调节阀的节流损失，且凝结水泵出口压头大大下降（约为0.7～1.3MPa）。凝结水母管内凝结水通过凝结水泵最小流量调节阀、凝结水母管至补给水箱调节阀、低旁减温水阀、三级旁路减温水阀、凝汽器后缸喷水减温阀、疏水扩容器减温水阀等处的漏流量大大降低甚至消失，从而降低了凝结水泵负荷，从另一方面节约了电能。由于凝结水泵出口压力的降低，节约了为避免泄漏检修上述阀门的维护费用。论文参考网。

4总结

华电包头发电厂凝结水泵变频改造采用“一拖二”配置，比“一拖一”配置降低了初期投资成本约50%，变频器的利用率也得到了提高。预计其投资将在投运后一年收回。通过整个改造工程的实施，节约了投资建设费用，降低了相关设备的维护费用，大大减少了凝结水泵电机的电能损耗，在各方面均达到了节能目标。

［参考文献］

1.《火力发电厂热工控制系统设计技术规定》 DL/T5175-2003

2.《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》 DL/T659-1998

3.《高压变频调速控制节能原理分析》

中国电力　2003,1

4.《高压变频调速系统技术手册》 利德华福电气技术有限公司

第7篇：变频技术论文范文

关键词：交流交频调速，SPWM，DSP，逆变器

 

随着节能环保概念逐渐推广，越来越多的工业控制领域正想方设法降低能耗，电机变频调速就是一种很好的节能方式，已逐步应用到家电、工控等领域。目前变频调速多数采样专用模块来实现，成本较高。因此，本文设计了一种成本相对较低的交流变频调速系统，采用SPWM（正弦脉宽调制）技术，利用DSP（数字信号处理器）进行控制，取得了很好控制效果。论文参考网。

1、SPWM产生方法

SPWM的产生是以一个正弦波作为基准波（调制波），用一列等幅的三角波（即载波）与基准正弦波相交，由它们的交点确立逆变器的开关模式，当基准正弦波高于三角波时使开关器件导通，而当基准正弦波低于三角波时，使开关器件截止，从而使逆变器输出一系列脉冲波，如图一所示。

图一 SPWM波形产生示意图

SPWM的形成通过采样获得，采样可分为规则采样（只在三角波顶点采样）和不规则采样（在三角波顶部和底部同时采样）[1]。论文参考网。由于不规则采样所形成的阶梯波比规则采样更接近于正弦波，因此这里采用此法。设三相交流电U，V，W，其电压波形相差120º，设采样点数为K，K=0，1，2，……2N-1，载波比（即正弦波周期与三角波周期之比）为N，则当K为偶数时，U相对应开关器件关闭和导通时间分别为

toff=Ts/2〔1-Msin(R180º/N)〕

ton=Ts/2〔1+Msin(R180º/N)〕

对于V相，有

toff=Ts/2〔1-Msin(R-2/3N)180º/N〕

ton=Ts/2〔1+-Msin(R-2/3N)180º/N〕

对于W相，有

toff=Ts/2〔1-Msin(R+2/3N)180º/N〕

toff=Ts/2〔1+Msin(R+2/3N)180º/N〕

式中 M—调幅比，即正弦波幅与三角波幅值之比，0＜M＜1

TS——采样周期，TS=Tt/2

同理，当K为奇数时，相应可求得toff' ton'则ton+ton'即为开关器件导通时间，toff'+ toff''为关断时间。

为改善PWM波形，使开关器件的开关频率限制在适当范围之内，因此在整个调节范围内，载波比N要有、若干不同的值，对三相交流电机而言，由于各相相位差为120º，故载波比N必须取3的倍数，而在一定的n值下，调幅比M与频率f也有确定的关系，而它们的关系与U-f曲线有关。当变频器工作时，U-f曲线应满足负载要求，为此调频的同时相应改变了M值，以改变脉冲宽度，从而改变输出电压。论文参考网。

在确定了参数M、TS、N、K之后，各相在某点处的导通关断时间即可求出，若求出所有采样点的开通和关断时间，即可得出相应频率下的SPWM波形。

2、系统硬件实现方法

由于采用不规则采样法，这就要求主控芯片有较高的运算速度，这里我们选用TI公司的TMS320LF2407DSP作为主控芯片，它是TI公司2000系列DSP中较为优秀的一种芯片，执行速度达30MIPS，使得指令周期缩短到33ns(30MHz)，从而提高控制器实时处理能力，此外其还具有两个事件管理模块，每个模块均含有8个16位的PWM通道，可以实现PWM的对称和非对称波形，可编程的PWM死区控制，尤其适合应用于电机控制。系统控制框图如图二所示。

图二系统框图

2.1逆变器电路

逆变器开关器件采用IGBT（绝缘栅型双极晶体管）。它综合BJT和MOSFET的特点，使得开关速度高达20KHz，这样既减少了噪声污染，提高效率，又可使驱动电路变得简单，（因其为压控器件），而且它耐压高、容量大，尤其适合在电机拖动场合的逆变器电路上应用。根据电机容量，我们选择SGL60N90IGBT作为开关器件，为保证可靠性，驱动电路采用IGBT专用模块M57962L（若要求不高，亦可选用IR2130作为驱动芯片），其本身带有高速光耦和短路保护及慢关断功能，可有效保护控制芯片和开关器件的安全。

2.2控制电路

控制电路主要由DSP芯片组成，频率给定由电位器输出，经U/F转换后送入DSP的AD采样端口，也可由键盘给定。SPWM波形由DSP的6个PWM通道输出，经缓冲隔离后SNG送到驱动电路，控制IGBT的交替导通。利用键盘设定加速、减速分步控制程序，使电机转速按照轧制工艺要求变化，从而满足不同要求。

由于电动机的多变量、强耦合特性，使得DSP处于强干扰环境中，因此DSP的安全防护电路是整个系统稳定、可靠运行的关键，有必要采取多种保护措施来保证系统的安全。这里我们采取了过流、过压、短路等保护措施，各种保护信号采样采用霍尔传感器，不仅提高了动态响应特性，同时又实现了电气隔离。利用DSP的PDPINT和CAP引脚功能，在遇到异常情况时关断PWM，从而保证逆变器的安全。

3、软件实现

系统软件的主要功能是依据设定频率，计算出U、V、W三相的PWM输出脉冲宽度。其由三部分组成，即主程序、定时器周期中断子程序和保护中断子程序。主程序负责各种初始化工作，保护子程序完成故障监控和故障处理功能。程序主体是定时器周期中断子程序，负责完成SPWM的算法。

4、结束语

以上的设计经调试完成之后应用于某轧管机上，使轧管机工作实现了无级调速，操作人员能按工艺要求调节轧制速度，从而提高管材表面质量。由于变频器启动平稳，调节平滑，减少了对管材冲击，而且能耗比原来减少了15%左右，在实际生产中取得令人满意的效果。

参考文献：

1.王晓明编著；北京航空航天大学出版社，2009年9月；

第8篇：变频技术论文范文

1 高压变频器的调速技术及其优越性

调速方式主要有串级调速、内反馈串级调速、液力耦合器调速、高压变频调速等方法。但前三种方法都有其不可避免的缺点，串级调速缺点包括：难以实现系统配套、控制系统复杂、对电网影响大；内反馈串级调速缺点包括：电机需要配套、容易出现事故、对电网影响大、设备老化快；液力耦合器调速缺点包括：精度低、启动电流大、维修困难成本高。由于目前电力电子技术的发展，计算机控制技术的进步，现代通信技术、高压电气以及电机拖动等综合性领域的学科技术不断成熟，因此相比于其他调速方式，高压变频调速有无法比拟的优点：（1） 模块化设计，结构紧凑，维护方便，增强了产品的互换性；采用光纤通讯技术，提高了产品的抗干扰能力和可靠性（2）由于变频器采用的是液晶显示界面，触摸式调整面板，可以同步显示电压、电流、电机转速、频率，所以可以非常直观的显示出电机工作时的状态。（3）准确地显示频率分辨率以及精确的调速精度，可以满足全部生产工艺状况的需要。（4）高压变频器带有国际通用外部接口，可以与可编程控制器及工控机等仪表相互连接，还可以与其原设备控制回路相互连接，构成部分闭环系统。（5）由于具有工业电气保护和电力电子保护功能，保证高压变频器以及电机在运行正常或故障时有可靠的安全保障。（6）由于电机具有软制动、软启动，且启动的电流小并小于电机的额定电流，电机启动的时间连续且可调。可减少对电网的负面影响。（7）具有近程和远程操作功能，可以通过互联网等方式进行远程监控功能。（8）可减少配件损耗，能够延长设备寿命，降低成本、提高劳动效率。

2 风机高压变频器的节能原理分析

2.1 发电厂风机的基本参数

Q为风量（m3/h）：单位时间内，风机所输送的空气量。

H为风压（Pa或MPa）：空气经过风机时，单位体积空气所增加的能量。

n为转数（r/min）：风机叶轮单位时间内的转数。

Ps为轴功率（kW）：原动机加载在风机转轴上的功率。

Pn为有效功率（kW）：单位时间内，风机对空气做功的实际功率。

η为风机效率：风机对空气做功，有部分损失而不能将能量全部传递给空气，一个评价风机优劣的标准。

2.2 风机调速节电原理分析

采用调节风机转数控制风量的方法与调节风门的方法相比较，有明显的节电效果。原理如图1所示。

在图1中，曲线1表示风机在恒速下风压——风量的特征曲线，曲线2表示风机在恒速下功率——风量的特征曲线；曲线3表示管网的阻力特性的曲线（风门全开的情况）。

假设风机设计在工况为A点时，为效率最高。此时，风机输出的风量Q是100%，轴功率（Ps1）与风压（H1）和风量（Q1）的乘积成正比关系，即Ps1与由OQ1AH1围成的图形面积成正比。

当风量需要调节时，例如：将风量从额定的100%减少至风量的50%，即从Q1至Q2时，如果采用调节风门的方式来调节风量，使管网阻力特性的曲线由曲线3变为曲线4。也就是说，由于风门减小开度而增加了内部管网的阻力。同时，系统的图示工作点也由A点移动至B点。容易看出，虽然风量降低了，但由于风压增加，Ps2与OQ2BH2围成的图形面积成正比。且同Ps1相比较，相差不多。

但如果采用通过调节[提供论文写作和写作论文服务]转速控制风量的方法，风机转速从原来的n1降低至n2。根据风机参数的比例规律可知，可绘出在转速n2情况下的风压——风量的特性曲线5，风机的工况用C点表示。可见，在满足相同的风量Q2的情况下，风压能大幅度降到H3，轴功率因与OQ2CH3成正比，也会有明显的下降。所节约功率与面积OQ1AH1和OQ2CH3的差值成正比。因此，可以看出，当选用调节转速来控制风量的方法，其经济效益十分明显的。

由流体力学可得，风量正比于转速的改变，风压正比于转速改变的平方，轴功率正比于转速改变的立方。

当其需要的风量减少时，风机转速下降时，风机功率以转速的立方下降。当其需要的风量为额定风量的50%时，可知轴功率下降至额定功率的12.5%。通过上面可以看出，调速节电的效果是十分明显的。

3 高压变频器投产运营后的节能效果分析

（1）因投入变频器后，风道挡板处在全开位置，风道挡板的压流损失降低为0。（2）由于变频器可以非常平滑且稳定地调量，因此，运行人员就可以更加自如地调控燃烧。（3）当投入变频器后，可以大大改善锅炉的燃烧自动控制系统的工作状况，从而使自动装置的工作可靠性大大地提高。（4）如果电机的容量为800kW，大于风机的额定功率，这部分多余的容量将不会参与有效的利用，从而造成浪费。而投入变频器后，利用变频器可以超速的能力和功能，在不超出电机额定容量的前提下，可以使风速超速到2.5%，因而在机满负荷下可使得吸风机风压显著提高，锅炉的燃烧状况明显得到改善。（5）由于变频器具有软启动功能，这样就减少了电动机启动时的启动电流。从而有效减轻了启动机械转矩对电动机的机械损伤，有效的延长了电动机的使用寿命。

4 结语

高压变频器技术较为直观、可靠、安全，将高压变频器应用在引风机、二次引风机上，具有近程和远程操作功能，对电网的负面影响小，能直接降低生产用电成本较低等优点。此外，高压变频器技术能够提高设备及机组的可靠性，降低机组故障带来的隐形成本，实现了发电厂的节能，增大上网电量带来的直接效益。

第9篇：变频技术论文范文

动的交流化、功率变换器的高频化、控制的数字化、智能化和网络化。因此，变频器作为系统的重要功率变换部件，因提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。

变频器的快速发展得益于电力电子技术、计算机技术和自动控制技术及电机控制理论的发展。变频器的发展水平是由电力电子技术、电机控制方式以及自动化控制水平三个方面决定的。当前竞争的焦点在于高压变频器的研究开发生产方面。

随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展，变频器的性能价格比越来越高，体积越来越小，而且厂家仍在不断地提高可靠性，为实现变频器的进一步小型轻量化、高性能化和多功能化以及无公害化而做着新的努力。辨别变频器性能的优劣，一要看其输出交流电压的谐波对电机的影响；二要看对电网的谐波污染和输入功率因数；最后还要看本身的能量损耗（即效率）。这里仅以量大面广的交—直—交变频器为例，阐述其发展趋势：主电路功率开关元件的自关断化、模块化、集成化、智能化；开关频率不断提高，开关损耗进一步降低。

在变频器主电路的拓扑结构方面。变频器的网侧变流器对低压小容量的装置常采用6脉冲变流器，而对中压大容量的装置采用多重化12脉冲以上的变流器。负载侧变流器对低压小容量装置常采用两电平的桥式逆变器，而对中压大容量的装置采用多电平逆变器。对于四象限运行的转动，为实现变频器再生能量向电网回馈和节省能量，网侧变流器应为可逆变流器，同时出现了功率可双向流动的双PWM变频器，对网侧变流器加以适当控制可使输入电流接近正弦波，减少对电网的公害。

脉宽调制变压变频器的控制方法可以采用正弦波脉宽调制控制、消除指定次数谐波的PWM控制、电流跟踪控制、电压空间矢量控制（磁链跟踪控制）。

交流电动机变频调整控制方法的进展主要体现在由标量控制向高动态性能的矢量控制与直接转矩控制发展和开发无速度传感器的矢量控制和直接转矩控制系统方面。微处理器的进步使数字控制成为现代控制器的发展方向。运动控制系统是快速系统，特别是交流电动机高性能的控制需要存储多种数据和快速实时处理大量信息。

近几年来，国外各大公司纷纷推出以DSP（数字信号处理器）为基础的内核，配以电机控制所需的功能电路，集成在单一芯片内的称为DSP单片电机控制器，价格大大降低、体积缩小、结构紧凑、使用便捷、可靠性提高。

在DSP出现之前数字信号处理只能依靠MPU（微处理器）来完成。但MPU较低的处理速度无法满足高速实时的要求。随着大规模集成电路技术的发展，1982年世界上首枚DSP芯片诞生了。这种DSP器件采用微米工艺NMOS技术制作，虽功耗和尺寸稍大，但运算速度却比MPU快了几十倍，尤其在语音合成和编码解码器中得到了广泛应用。DSP芯片的问世标志着DSP应用系统由大型系统向小型化迈进了一大步。随着CMOS技术的进步与发展，第二代基于CMOS工艺的DSP芯片应运而生，其存储容量和运算速度成倍提高，成为语音处理、图像硬件处理技术的基础。80年代后期，第三代DSP芯片问世，运算速度进一步提高，其应用于范围逐步扩大到通信、计算机领域。

90年代DSP发展最快，相继出现了第四代和第五代DSP器件。现在的DSP属于第五代产品，它与第四代相比，系统集成度更高，将DSP芯核及组件综合集成在单一芯片上。这种集成度极高的DSP芯片不仅在通信、计算机领域大显身手，而且逐渐渗透到人们日常消费领域，前景十分可观。

DSP和普通的单片机相比，处理数字运算能力增强10—15倍，可确保系统有更优越的控制性能。数字控制使硬件简化，柔性的控制算法使控制具有很大的灵活性，可实现复杂控制规律，使现代控制理论在运动控制系统中应用成为现实，易于与上层系统连接进行数据传输，便于故障诊断、加强保护和监视功能，使系统智能化。

交流同步电动机已成为交流可调转动中的一颗新星，特别是永磁同步电动机，电机获得无刷结构，功率因数高，效率也高，转子转速严格与电源频率保持同步。同步电机变频调速系统有他控变频和自控变频两大类，自控变频同步电机在原理上和直流电机极为相似，用电力电子变流器取代了直流电机的机械换向器，如采用交—直—交变压变频器时叫做“直流无换向器电机”或称“无刷直流电动机”。传统的自控变频同步机调速系统有转子位置传感器，现正开发无转子位置传感器的系统。同步电机的他控变频方式也可采用矢量控制，其按转子磁场定向的矢量控制比异步电机简单。