前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的变频技术主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
[关键词]水利工程;自动化;变频;供水;
中图分类号:TV 文献标识码:A
前言
随着自动化的快速发展和在各个领域的渗透,使基于自动化技术的水利工程建设和管理发展到了一个新的水平,并展示出了强劲的生命力和应用前景。特别是变频供水技术的成熟和迅速普及,给水利自动化提出了新的要求。近年来,伴随着大量供水输水工程的建设及改造,变频供水技术在水利工程中的运用越来越广泛。变频供水技术的广泛应用标志着水利行业技术水平随着时代的发展不断进步。
二、变频器简介
变频器的英文译名是VFD(Variable-frequency Drive),是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。变频器之所以能实现对电动机的调速功能,主要是变频器能够将电源的三相(或单相)交流电,经整流桥整流为直流电(交—直变换),再把直流电经逆变器变为电压和频率可调的三相(或单相)交流电源(直—交变换)。其间电能不发生任何变化,而只有频率发生改变。三相异步电动机的转速计算公式为:
式中:n--转速; f1--供电频率; s--异步电动机转差率; p--磁极对数。
由上述公式可知,异步电动机调速的途经有改变磁极对数、改变转差率和调整供电频率。
三、变频与供水关系论述
在供水系统中,流量是最根本的控制对象。由水泵—管道供水原理可知,调节供水流量,原则上有二种方法;一是节流调节,开大供水阀,流量上升;关小供水阀,流量下降。调节流量的第二种方法是调速调节,水泵转速升高,供水流量增加;转速下降,流量降低,对于用水流量经常变化的场合(例如生活用水),采用调速调节流量,具有优良的节能效果。变频器控制水泵,主要是通过变频器控制水泵的转速来调节水的流量,在普通泵的基础上增加了变频器控制。其工作原理为:风机水泵类负载,电机能耗与转速的立方成正比,使用变频控制水泵较使用进、出口阀门调节水泵要更加节能。由于水泵的轴功率与转速的立方成正比,因此水泵用变频器来调节转速能实现压力或流量的自动控制,同时可获得大量节能。另外使用变频器控制还可以减少起动电流和对泵的冲击,泵停车时还可以通过参数设置来避免泵的水锤效应。
变频供水技术以其节能、安全、供水高品质等优点,在供水行业得到了广泛应用。变频供水系统实现水泵电动机无级调速,依据用水量的变化(实现上为供水管网的压力变化)自动调节系统的运行参数,在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求,是当今先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中如何充分利用变频器内置的各种功能,对合理设计变频器速供水系统,降低成本、保证产品质量等有着重要意义。
四、变频供水的安全问题研究
(1)水锤效应的产生与消除
异步电动机在全电压启动时,从静止状态加速到额定转速所需要的时间只有0.25s。这意味着在0.25s的时间里,水的流量将从零猛增到额定流量。由于水具有动量和不可压缩性,因此,在极短时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击,并产生空化现象。压力冲击将使管壁受力而产生噪声,犹如锤子敲击管子一样,故称为水锤效应。在直接停机时,供水系统的水头将克服电动机的惯性而使系统急剧地停止。这也同样会引起压力冲击和水锤效应。由此可以看出,产生水锤效应的根本原因,是由于启动和制动过程中的动态转矩太大。
水锤效应具有极大的破坏性:压强过高,将引起管道的破裂,反之,压强过低又会导致管道的瘪塌。此外,水锤效应也可能破坏水泵、阀门和固定件,大大降低供水质量。采用了变频调速后,可以通过对升速时间的预置来延长启动过程,使动态转矩大为减小,在系统停机过程中,同样可以通过对降速时间的预置来延长停机过程,减小动态转矩,从而彻底消除水锤效应,大大延长了水泵及管道系统的寿命。
(2)供水电机及电网的保护
由于变频供水基本上都采用了变频软启动,启动频率低,启动电流小,因此,除了对供水机泵和供水管网有保护作用,还能有效地防止大电流对电机和电网的冲击,对供水电机和电网有良好的保护作用,供水系统电机直接启动与变频启动的对比表如下表所示。
五、对变频干扰的处理
凡是安装有变频器的测控系统一般都伴随着电磁干扰的问题。变频器的干扰问题一般分为变频器自身干扰;外界设备产生的电磁波对变频器干扰;变频器对其它弱电设备干扰3类情况。
变频器自身就是一个干扰源。变频器由主回路和控制回路两大部分组成,变频器主回路主要由整流电路,逆变电路,控制电路组成,其中整流电路和逆变电路由电力电子器件组成,电力、电子器件具有非线性特性,当变频器运行时,它要进行快速开关动作,因而产生高次谐波,这样变频器输出波形除基波外还含有大量高次谐波。所以对电源侧和输出侧的设备会产生影响。与主回路相比,变频器的控制回路却是小能量、弱信号回路,极易遭受其它装置产生的干扰。
如果变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰,电网噪声也会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电;浪涌、跌落;尖峰电压脉冲;射频干扰。其次,共模干扰通过变频器的控制信号线也会干扰变频器的正常工作。另外,安装变频器的配电柜与动力配电室相距太近的话,如果配电室配电柜有大电流流过,将在电流周围行成较强磁场,同样会对变频器的控制回路造成影响。针对以上情况,一般处理方法是要保证良好的接地,接地线愈短愈好,而且必须接地良好;控制回路线使用屏蔽线,而且屏蔽线远端屏蔽层悬空近端接地,一定不能双端接地;根据产品要求合理布线,强电和弱电分离,保持一定距离,避免变频器动力线与信号线平行布线,应分散布线;增加抗无线干扰滤波器,变频器输入和输出抗干扰滤波器或电抗器;采取防止电磁感应的屏蔽措施,甚至可将变频器用金属铁箱屏蔽起来;适当降低载波频率;若用通讯功能,RS485通讯线应使用双绞线。
反过来说,变频器对电网来说也是非线性负载,它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外,当变频器输入或输出电路与其它设备的电路很近时,变频器的高次谐波信号可通过感应的方式耦合到其它设备中去。其中电流干扰信号主要以电磁感应方式传播,电压干扰信号主要以静电感应方式传播。在本系统试运行初期,最为明显的就是对液位变送,频率设定及反馈等模拟量4-20mA信号的干扰,数值跳动幅度大,以至于无法正常读取。对于这种形式的干扰,首先需要判断扰的对象,是4-20mA供电电源受干扰还是信号线,最好用示波器查看一下信号线波形,可用以下方法降低、避免干扰:4-20mA信号电源用隔离变压器供电;4-20mA信号线用屏蔽线,与变频器三相输入输出分开布线;在4-20mA信号线上加电容(无极性)接地或加信号滤波电感。
六、结束语
新型的变频供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比,不论在设备的投资,运行的经济性,还是系统的稳定性和可靠性,自动化程序等方面,都是具有无法比拟的优势,而且具有显著的节能效果。变频供水系统的这些优越性,引起国内几乎所有供水设备厂家的高度重视,并向着高可靠性、全数字化微机控制、多品种的方向发展。追求高度智能化、系列化、标准化是未来供水设备适应城镇建设中网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。
参考文献
我国对先进工业技术的开发有法律保障,在《中华人民共和国节约能源法》、《高耗能特种设备节能监督管理办法》中明确规定:在工业生产应用中,大力支持节能减排技术的研发、创造、展示以及推广,为了降低能源的耗损比率;大力推广企业用高效率、高能源利用率的、锅炉、电动机、窑炉、泵类等工业设备,争取开创更加先进的工业检测和工业控制技术。然而,在具体实施过程中我们需要了解面临的挑战:
1.1对机械设备的危害与干扰
从机器自身结构来看,大部分空压机生产简单有明显的技术缺陷:输入的压力数大于一定值时,变频空压机会自动打开导致电动机空转,严重浪费电力资源并且损害机器本身,继而导致异步电动机的频繁启动和频繁暂停,降低电动机的使用寿命。变频空压机启动时需要很大的电流,对电网冲击较大,而且严重磨损了电器本身的转动轴承设备。电动机在运作的时候会产生很严重的噪音污染,电动机周围的工作环境比较恶劣,也对工作人员的健康产生不利影响,且以人为调节法来调节电动机的输出压力,运转效率低,严重浪费人力资源。
1.2对机械设备相关电器的危害
对变压器的危害表现在:加大铜损和铁损,使得变压器的温度升高,影响绝缘;引起电动机附加零件的发热,引发机器本身温度的额外升高;导致电容器组温度过热,增加中介电质的感应能力,严重的情况下可以损坏电力电容器组;对开关设备的危害,启动瞬间开关将会产生较大的电流变化,达到电压保险值直至绝缘体的破坏;在保护电气的时候,改变电器固有属性,引发电器动作紊乱;引发测量仪表的数据显示误差,降低数据精确度。
2变频技术在机电控制方面的策略
2.1基本思路
在世纪工业过程中对变频技术进行较为尖端的的软件和硬件设计,先根据传统空压机电动机的特点,全方位分析其耗能原因和工作特性,从而设计出变频技术调速、空气技术压缩、压力传感技术提升等控制方式,根据控制电路进行变频器的确定以及电器初始化的设计,控制方式要用矢量控制,详细分析矢量控制原理,对变频矢量进行仿真检查,科学地改变变频器的运行参数。另一方面,变换变频器的控斜参数。通过复合信号控制变频器的输入与输出,可以在容器的进口处增加电器使用流量信号记录,容器上增加电器压力信号,这样可以减少对机械设备的危害。
2.2具体策略
首先在系统线路中建立安装滤波器,过滤掉高次谐波的干扰信号。其次是屏蔽干扰源,这是抵御干扰行之有效的方法之一,具体做法是用钢管来屏蔽输出线路。再次是将电机正确接地,接地时要与其他的动力电器设备接地点分开。然后是对线路进行合理布局,电动机设备的信号线和电源线应该尽量避开变频器的输入和输出线,而其他设备的电源线和信号线也同样要避开变频器的输入和输出线,进行平行铺设。最后是合理使用电抗器,交流电抗器中的串联电路减弱了输入电路中电流对变频器的打击,而直流电抗器减弱了输入电流中的高次谐波。在设置之前,电动机电网中的高次谐波含量已达到40%,而安装了滤波器之后,高次谐波的含量降到了20.6%,特别是三到八次过后,已经低于标准含量值了。在变频器选择方面,需要学会优先考虑谐波含量低且携带滤波器和电抗器的变频工具。变压机电动机安装时,控制信号电缆和本身的动力电缆要有属于各自的架构线路的电缆结构,做好及屏蔽措施,禁止线路交叉或者架构紊乱,安装时两者要保持距离以及设立必要的防护措施,综合达到既发展工业经济又节能减耗的“双赢”效果。值得我们借鉴的是,国际上针对变频空压机电动机重新设计了空压机,将电机由传统意义上的单相电改为三相交流电,并且具有良好的调速性能。我国目前大量生产和应用的空压机电动机,如果要持续发展就必须要开发出单相电机的变频器。最后对改造之后的空压机电动机进行相关的数据计算,并进行成本分析,验证是否能够让改造后的空压机更加有效地节省能源。
3结束语
变频空调的初衷
众所周知,早期空调主要是定速空调,压缩机以固定的功率工作,通过控制其起动和暂停,来达到调节室内空气温度的目的。这种方式的优点是简单易行,工作稳定可靠,缺点就是室内温度波动比较大,人的舒适度大打折扣。由于工作原理的限制,在制冷过程中压缩机必须频繁起停,即使气温不太高时,这种压缩机起停仍然不可避免。
不难看出这种工作方式存在很大缺陷,首先,压缩机电机频繁起动使得空调机耗电量加大(一般起动电流至少是正常运行电流的4~5倍);其次,压缩机转子反复加速和减速使其寿命缩短;另外,调节精度有限,温度波动大。
为了改变定速空调的缺陷,空调变频技术随之诞生了。
变频空调的原理
通过以上介绍,我们知道要改变定定速空调的不足,就是要使空调机根据不同的外界环境温度,改变压缩机的转速,从而改变空调制冷量,这样就能使室内温度波动尽可能小。
要了解空调变频技术,首先要了解变频调速电机。我们知道要改变压缩机电机转速,就要实现电机调速,通常直流电机具有很好的调速性(可实现真正的无级调速),而且体积小,结构简单,但其效率较低,而且其电枢与炭刷摩擦产生换向火花,容易磨损炭刷,需要经常维护,对家用空调密闭式压缩机而言,采用直流电机难度较高,因此,家用空调压缩机目前大多采用的还是交流电机。下面就让我们看看它的工作原理。
在各种调速电机中,最为典型的是三相交流感应异步电机,这种电机定子绕组中会产生一个旋转磁场,该磁场的转速为n=60f/p,式中:为n为交变磁场转速,f为交流电频率,我国民用电为50Hz,p为绕组磁极对数。三相交流感应异步电机的转子就是在这种交变磁场力的推动下工作的,并且其转速与磁场转速存在一定的转差率,因此,改变频率f就可改变磁场转速n,也就可以改变电机转子旋转速度,变频空调就是基于这种理论而设计的。
虽然,原理比较简单,但是真正要在民用空调中实现电机调速功能还是存在一定难度的,因为民用住宅使用的不是三相电而是单相电,而单相交流电机又没有旋转磁场,也就无法使用变频率调速。因此,在空调变频技术中产生了逆变器,简单来说,它是一种利用半导体和电子控制技术,在电器线路中实现“交流―直流―交流”的控制器件。那么,利用逆变器,我们可以先将单相民用电整流成直流电,再经过滤波,然后通过六个功率开关器件组成的双极性三相逆变桥电路将直流电逆变为三相交流电,以此来驱动压缩机电机。
明白了变频原理,我们再来看一下装上逆变器的空调器是如何工作的。
首先,变频空调器的室内温度传感器检测出室内环境温度,然后与设定温度进行比较,发出一个温差电信号,控制器根据反馈的温差信号(温差大小)调制出导通或关闭逆变器功率开关的指令,该指令是具有一定频率和导通时间的脉冲电压,温差大,脉冲频率就高,压 缩机电机的旋转磁场的频率也就随之增大,电机转速就加快;反之,如果温差小,脉冲频率就低,压缩机电机旋转磁场的频率就随之减小,电机转速就变慢。这样,就实现了压缩机电机的变频调速,使得空调器制冷量大小可调。
对上述变频空调中实现变频驱动的格元器件我们称之为变频器,其基本工作原理可用图1表示。
变频空调节能探讨
通过以上介绍,我们了解了变频空调器的基本工作原理,但是究竟选购变频空调器是否划算,我们可以仔细分析一下。
【关键词】变频技术PLC卸船机应用
中图分类号:TM344.6 文献标识码:A
前言
随着技术的发展,可编程控制器(pLC)的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,作为一种成熟稳定可靠的控制器,目前PLC已经在工业控制中得到了越来越广泛的应用。在工业生产过程控制中,它具有可靠性高、抗干扰能力强,在恶劣的生产环境里,仍然可以十分正常地工作等优点。随着自动控制技术的发展,卸船机由长期处于人工手动操作时代渐渐进入了半自动控制或全自动控制时代。这又是一个自动控制技术成功应用的典型案例,它帮助司机从高强度的工作中解脱出来,充分发挥各类传感器、现代PLC控制器和直接转矩控制变频器的优越性能,并在保证卸船过程安全性的前提下将昂贵的卸船机的效率大大提高,从而使用户得到更高的效益。卸船机 PLC 及变频控制系统可根据不同的配置方式得到不同用户的选择。采用变频器实现起重机电机的调速运行,结合 PLC 的强大功能、可靠性以及基于组态软件所开发出来的良好人机界面和通信能力因其技术先进性、维护性能的优良性在卸船机正得到越来越广泛的应用。
一、 PLC控制与变频调速原理分析研究
1、PLC控制。PLC即可编程控制器(Programmablelogic Controller),是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算 ,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入 / 输出控制各种类型的机械或生产过程 .PLC 是可编程逻辑电路。是以集中型输出输入,以及周期性的循环扫描这种方式来工作的。一是工作方式。PLC 通过可分布式布置的 I/O 模块就近控制的继电器是同时处于控制状态的,而且都以并行的方式进行工作,而PLC 的内部各器件以串行的方式进行周期性的循环扫描。二是工作特点。PLC 采用半导体集成电路来做定时器,不受环境的影响,定时的范围也较宽,同时其定时精度也很高。PLC 采用的是微电子技术,因为没有继电器类的开关触点,也就无所谓损伤,可靠性高、寿命长,可维修性也好。PLC 控制可以实现现场施工和设计的同步进行。
2、变频调速。随着 IGBI 变频调速和矢量控制技术广泛应用,使得变频调速技术的位能负载变为现实。第一,变频技术适用于鼠笼式的电动机,使得鼠笼电动机的维修保养变得十分简单。第二,变频器的使用,可以实现位能与动能向电能的转化并反馈给电网,从而达到节能的目标,确保工况的正常运行。变频器的主电路。整流电路:一般的三相变频器的整流电路由三相全波整流桥组成。它的主要作用是对工频的外部电源进行整流,并给逆变电路和控制电路提供所需要的直流电源。整流电路按其控制方式,可以是直流电压源,也可以是直流电流源。逆变电路:逆变电路是利用六个半导体开关器件组成的三相桥式逆变电路,有规律的控制逆变器中的主开关元器件的通与断,得到任意频率的三相交流电输出。它的主要作用是在控制电路的控制下,将平滑电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。
二、卸船机PLC与变频技术应用问题分析研究
1、根据起重机电机驱动的特性和技术要求,采用带测速反馈接口的变频器作为起升 / 开闭/ 俯仰机构的电机驱动, 采用不带测速反馈接口变频器作为大、小行车行走机构的电机驱动.卸船机 PLC 接受外部开关信号 ( 按钮、继电器 ) 的输入,判断当前的系统状态以及输出信号去控制接触器、继电器等器件,以完成相应的控制任务。除此之外,另一个任务就是接受上位机的控制命令,以进行自动采样。PLC 的软件设计部分我们采用模块化的方法,PLC 程序设计共有四个模块 : 按钮处理模块、通信模块、PID 控制模块、故障报警模块。卸船机 PLC 与变频器之间可采用 Profibus 协议,可完全满足控制要求。
2、卸船机各机构的检测与安全保护。一是起升 / 开闭机构的检测及安全保护起升 / 开闭机构都设置了上下终端的限位开关以及凸轮限位开关,变频器用于起升机构的超速限位保护,同时变频器也用于保护主起升机构的过载、过电流、断相、短路。二是小车 / 大车机构的检测及安全保护小车 / 大车机构安装检测机关用于锚定和慢速平移,而大车 / 小车机构的过载、过电流、断相、短路也是由变频器来保护的。三是俯仰机构的检测及安全保护俯仰机构中安装一套终点限位和一套限速限位,同样的,俯仰机构的过载、过电流、断相、短路也是由变频器来保护的。四是供电的检测及安全保护所有的空气开关都设置了通断检测,接触器都设置了故障检测,并对电机的过载、过电流、断相、短路进行保护。
3、PLC与变频应用优势采用 PLC 技术和变频调速来控制卸船机个机构的运行与停止,提高了卸船机的可靠性、平稳性、装卸作业效率、安全性,并降低卸船机的维修费用和能耗。一是系统安全性的提高通过统一配套的起升 / 开闭装置,实现升降速度的自动控制,并有效控制超载,杜绝事故的发生。二是卸船机作业效率的提高系统可以随时进行减速和升降,提高装卸作业的效率,在货物装卸时表现出以下特点:通过软停止和软启动的功能,能够实现货物装卸的软处理,降低了机械运作的传动冲击,实现重载慢速、轻载快速,作业定位准确、平稳安全,延长起重机的寿命。电动机在零速度的时候,也不会出现重物下滑和制动器的失灵和松动,完全可以保证系统的安全。而在货物快速的装卸中,也不会有溜钩的情况发生。
三、结语
卸船机在码头装卸运输行业有着广泛的应用 , 其主要用来实现物体的转运 , 随着我国港口运输行业的蓬勃发展,不断推动了卸船机的技术进步。卸船机控制技术从最初的发电机组控制方式发展到直流可控硅控制方式,直至目前 PLC 控制的变频调速技术在卸船机系统应用提供了有利条件。变频调速以其可靠性好,高品质的调速性能、节能效益显著的特性在起重运输机械行业中具有广泛的发展前景。本文以上就此提出了自己的一些看法和观点,可供同行参考和借鉴。
参考文献
[1] 王兆义. 小型可编程控制器实用技术[M]. 北京 : 机械工业业出版社 ,2007.
[2] 潘泉洪 卸船机交流控制系统应用探讨[J]. 浙江电力 ,2003
[3] 李玮, 孟伟. 基于 Quantum PLC 的港口散料物流自动化 [J]. 可编程控制器与工厂自动化 ,2010
关键词:煤矿;机电设备;变频技术
在煤矿企业经营发展中,生产活动涉及内容较广,需要借助大量先进的机电设备辅助作业活动开展,对于电能的消耗量较大,而在当前可持续发展战略背景下,为了降低电能资源的消耗,运用变频技术具有十分突出的作用。故此,煤矿企业应该充分发挥变频技术优势,广泛应用在机电设备操作中,在提升煤矿生产技术水平的同时,取得了较为可观的成效,对于煤矿企业在激烈的市场竞争中长远发展影响十分深远。由此看来,加强煤矿机电设备变频技术运用研究十分关键,有助于为后续工作开展打下坚实的基础和保障。
1变频技术概述
1.1变频技术原理
煤矿机电设备的设计,在符合动力学要求的同时,还需要充分考虑到机电设备运行荷载要求,可以满足煤矿机电设备正常运行的同时,还可以有效提升电能利用效率,运用变频技术是很有必要的,确保煤矿机电设备可以正常运行。就变频技术来看,其中集合了电力电子技术、电机传动技术和计算机技术等众多技术优势,技术综合性较强。变频技术主要是借助半导体元件,工频电流信号转换为其他频率,并进一步转化成直流电,实现对电流和电压的动态调整,确保机电设备安全稳定运行[1]。煤矿机电设备中运用变频技术,即运用电机转速和电流频率的同比增长关系,实现对煤矿机电设备的有效控制和管理,确保煤矿机电设备能够正常运行。通过变频技术的运用,在保证电机设备安全稳定运行的同时,还可以有效提升机电设备运行效率,降低电能损耗,提升煤矿企业市场竞争优势。
1.2变频技术运用的作用
在煤矿企业机电设备操作中运用变频技术,是新时期激烈的市场竞争需要,尤其是在当前我国煤矿资源的持续开发,煤矿资源总量逐渐减少,煤矿企业为了能够在激烈的市场竞争中占据更大的市场份额,谋求长远生存和发展,提升机电设备运行效率的同时,还可以降低对环境的污染,意义十分深远。故此,煤矿企业机电设备中运用变频技术,是新时期企业谋求长远发展的有效措施之一[2]。煤矿机电设备使用中,占总用电量超过70%以上,可以说,变频技术具有十分深远的影响。但是更为重要的是,在变频技术的实际运用中,除了应该充分发挥技术的节能性和可控性优势以外,还应该根据实际情况选择合理的变频器,提升煤矿机电设备运行效率,创造更大的经济效益。
2煤矿机电设备中变频技术的运用
2.1提升机中的变频技术
煤矿作业活动开展中,提升机在其中所起到的作用必不可少,主要是为了将工作人员和矿山材料运输到指定位置,为后续的煤矿作业活动有序开展打下坚实的基础和保障。提升设备自身停启频繁,传统的调速设备通过电阻大小来控制电机转速,但是这种方式耗能较大,机械设备长期运行发热现象严重,进度不足,所以带来了严重的电能浪费,在不同程度上影响到煤矿设备安全稳定运行[3]。变频技术在煤矿提升设备中运用,可以有效改善传统调速装置中存在的缺陷和弊端,有助于保证设备安全稳定运行,充分发挥设备运行性能,同时为电极电路安全运行提供保护作用。与此同时,变频技术中集合了计算机技术的优势,编写编程命令,有效的控制电机工作系统中电路元件逻辑关系,尽可能降低电路建设成本,创造更大的经济效益。变频技术对于转速进度控制作用十分突出,动态改变提升机系统功能。与此同时,通过变频技术来调控提升机转速,促使设备安全稳定运行的同时,尽可能降低电能的损坏,提升煤矿生产效率,做出更大的贡献。
2.2皮带机中的变频技术
在煤矿企业正常生产作业活动开展中,皮带机主要是通过电机转动牵动皮带运转,将矿料运输到煤矿作业现场。而皮带机的正常使用需要充足的启动电流方可实现[4]。皮带机在启动运转时所产生的电流较大,造成电压和电力变化的同时,还会加剧设备磨损和老化,为后续生产活动埋下一系列安全隐患,影响到机电设备原有作用发挥。故此,变频技术在皮带机中运用,有助于皮带机启停稳定,降低电能的消耗,提升能源利用效率。可以说,变频技术较之传统的技术而言,可以有效提升设备运行效率,同时还可以降低设备维护费用,提升煤矿企业市场竞争优势,创造更大的经济效益。
2.3通风机中的变频技术
煤矿开采作业中,通风机设备运行直接影响到煤矿开采活动的安全稳定开展,通风系统需要长期运转,为井下作业营造一个良好的环境。尤其是在煤矿开采作业活动的持续深化阶段,我国的煤炭作业已经进入了一个深入开采阶段,所以对于井下作业环境提出了更高的要求。但是,通风机在实际运行中,也存在一系列安全隐患,在瞬时启动时产生的电流较大,加剧机电设备运行磨损、老化。通过变频技术的运用,可以有效降低电能损耗,确保机电设备的安全稳定运行,延长设备使用寿命,带来更大的经济效益。
2.4采煤机中的变频技术
采煤机作为煤矿开采中重要组成部分,较之提升机设备一样,设备启停较为频繁,所产生的电流较大,加之设备运行变速较为复杂,所以在机电设备运行中,需要充分考虑到变频器的四象限设置。通过四象限方式,可以根据实际情况,对采煤机牵引速度实现一个大范围的调控,保证设备安全稳定运行,运行速度始终保持在一个稳定水平,避免后续设备使用过程中发生溜车问题。更为关键的是,变频技术作为一项前沿技术,实际运用中采煤机操作简单,获得更高水平的精准度。
2.5泵中的变频技术
泵主要是起到液体输送作用,有助于在后续矿区压力控制中起到更为重要的作用。以往采矿作业中,泵长时间空转,运行负荷较大,频繁的启停除了加剧设备磨损和老化的同时,还会造成严重的能源消耗,埋下一系列安全故障问题。而在泵运行中运用变频技术,可以有效提升设备运行效率,尽可能消除设备中存在的安全隐患,在满足设备运行的同时,还可以获得更加可观的节能效果,满足当前可持续发展需要。此外,变频器在水泵中运用,有助于井下液保持在一个恒定的阶段,促使机电设备安全稳定运行。
3结束语
综上所述,煤矿企业在生产作业中,通过变频技术的运用,有助于保证设备的安全稳定运行,尽可能消除其中存在的安全隐患,充分发挥机电设备原有作用为企业发展创造更大的经济效益,谋求长远生存和发展。
作者:昌颖锋 王军伟 单位:1.陕西省政府煤矿瓦斯治理督导组 2.铜川矿业公司柴家沟煤矿机电科
参考文献
[1]张楠,赵嘉博.我国煤矿机电设备变频技术的应用现状[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2014,5(1):64-66.
[2]王恩标.煤矿机电设备变频技术的应用现状分析[J].城市建设理论研究(电子版),2014,22(17):745.
关键字:通用变频器;变频调速技术;工业运用;关键技术
1 前言
现代社会的技术水平日新月异,在日常生活、工业农业、军工国防、电力通信、能源冶金等诸多领域中,都需要依靠稳定高效可靠地电气传动系统来给生产生活提供动力。目前交流调速传动技术在市场中占据着重要地位,变频器技术也在突飞猛进的发展,由此通用变频器应运而生,并在电网中的到了广泛应用。通用变频器在保障电网安全有效的运行及提高供电可靠性方面做出了巨大贡献,在生产生活中有着重要作用。通用变频器的性能取决于其有关关键技术的开发及改良。必须全面、深入的了解通用变频器调速系统的关键技术,在实际应用中灵活、合理的运用这些关键技术,才能更好地更有效的促进通用变频器调速系统关键技术的发展。
2 通用变频器的结构与原理
2.1 通用变频器的结构
通用变频器在精度、效率、可调范围上较之传统的变频调速器,均有着巨大的提升和改进。通用变频器主要有主电路、控制电路两个部分构成。其中控制电路的由下列几部分构成,分别是中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、A/D转换电路、D/A转换电路、I/O几口电路、通信接口电路、输出信号检测电路、数字操作盘电路、和控制电源等。由于控制电路技术不断的发展、更新,加之高性能微型处理器的广泛应用,使得通用变频器技术得到飞跃式发展。得益于各种新型电子元器件的应用,通用变频器的性价比越来越高,性能越来越好,体积越来越小。
2.2 通用变频器的原理
通用变频器控制系统的重心是DSP系统,能够适应各种各样不同的负荷条件。通用变频器在实际工作中,通过改变变频器的参数设置可以实现各种不同的控制调节要求。通过连接操作键盘对通用变频器进行信号的输入,通过霍尔元件使变频器的可以对电流信号进行采样,经过DSP系统的转换、分析、运算,来判断工作状态是否有异常发生。变频器一旦发生异常,保护电路立即启动,通过切断信号的输入与变频器的输出的方式,使变频器停止工作。
我国目前所广泛应用的通用变频器多采用交流-直流-交流变频器的模式。这种变频器相比以往的变频器有着巨大的应用优势。但在在快速运行及频繁运行的工作系统例如要求电机采取四象限运行的系统中,不适合使用通用变频器调速系统。因为在四象限运行的系统中,存在很多不可逆电流,导致泵升电压升高,进而致使电机及元器件绝缘层破坏,对系统的安全运行产生严重的威胁。
3 通用变频器调速系统关键性技术分析
3.1 通用变频器的死区补偿技术
通用变频器在使用过程中,存在着人为控制的死区时间及关断死区时间两种不同的死区时间。这些都会使指令电压与实际输出电压间存在差异。为了抵消这种由死区时间造成的损失,避免死区时间对通用变频器造成的干扰,通常采用补偿方法进行补偿。目前在通用变频器的死区补偿上,主要应用的是电压反馈型补偿方法。该方法采用一种封闭环控制系统,通过检测两种电压之间的差异,对指令电压进行补偿,达到形成新的指令电压,消除死区时间的目的。该方法的操作难度极高,对实际操作的要求也较为苛刻。必须在保证很高的线路电压检测精度时,且时间不滞后的条件下,才能达到较好的补偿效果。
3.2 滑差补偿技术
对滑差的补偿,在通用变频器的低频运转时有着尤为重要的作用。通用变频器输入电压的频率,决定了通用变频器异步电机的滑差值,且滑差值的大小与输入电压频率的大小成反比例关系。在对变频器异步电机滑差值的补偿方面,通常在计算转矩的基础上,采用减小电流或增大额定值的方法,实现对通用变阻器异步电机进行补偿降速的作用。补偿值的确定,取决于电机的具体参数和电流的大小,尤其是电机的运行温度,对但是,这类补偿技术并没有在实际生产中得到广泛运用,其主要原因是这类补偿技术缺乏稳定性。目前,有一种新的滑差补偿方法拥有较为先进,该种技术基于转子磁场的定向控制补偿,拥有较高的稳定性。
3.3 能量回馈技术
通用变频器的两侧,可以用技术实现单元能量反馈。电机在电动运行时会自动将逆变器的开关管封锁,而在发电运行时,直流侧的能量回馈使得直流母线的电压不断升高,直到直流母线的电压超过电网电压峰值,会产生反电压作用,致使整流桥关断。而当直流母线电压继续升高,直到当工作电压超过了额定电压正常范围时,逆变器便开始工作。此时逆变器将直流母线直流侧的能量持续回馈到电网中,借此实现对电网进行能量回馈的最终目的。能量回馈技术有助于解决泵升电压的问题,使得通用变频器可以在更宽的适用范围内应用,大大扩宽了通用变频器的应用广度。
3.4 脉冲优化管理
当通用变频器的信号脉冲与功率脉冲产生相互作用时,通用变频器会自动分析驱动以及主电路中的脉冲序列和脉冲产生的瞬间现象,并同时分析变频系统中动态换流的过程,将脉宽最小的单位进行单独管理,以交换电流思想为主要依据,决定脉冲管理的方案。通常所被广泛采用的脉冲管理方案有最小脉宽调制、预励磁技术等。脉冲优化管理技术通过对比不同平率与不同电压调制比,将电流区域按照不同类型分为不同的环形区域。根据这些区域的脉宽调制状况,通过各种技术手段,进行针对性的优化,从而达到增长脉宽影响作用时间的目的,实现脉宽影响的最小化。
在通用变频器中存在单独开关器件工作时间过短导致的元器件承受直流母线电压冲击的现象。为了有效解决这种问题,要将参数控制脉冲与离散型同步之间所产生的矛盾进行针对性的处理。
4 结语
通用变频器变频系统尚处于发展之中,很多关键技术都有待完善和改进。需要我们更加全面的去了解这些关键技术的作用原理,并合理、灵活的着用这些技术。根据实际中通用变频器的工作环境与工作状态,有选择的采用各种不同的变频调速技术对通用变频器进行设计。加大通用变速器调速技术的科研投入,加快研发进度,有助于提高供电质量,满足人们对更安全、更稳定的电力系统的需求,促进行业健康稳定的发展。
参考文献
[1]韩焦.通用变频调速系统关键技术研究[D].南京理工大学,2014.
[2]卢博.双馈电踊转子侧变速调节与节能控制技术研究[D].沈阳工业大学,2012.
[3]赵争鸣.高压大容量变频调速系统关键技术分析与研究[J].中国科学,2009(03).
[4]吴洪涛.基于FPGA数字下变频技术的设计与应用[J].电子技术与软件工程,2016(04).
摘要:变频技术就是通过改变交流电频率的方式来实现交流电控制的技术,它是应交流电机无级调速的需要而产生的。本文重点阐述变频技术在矿井绞车中的应用及带来的经济效益。变频技术的应用于矿井绞车中能不仅使绞车达到高精度地转矩控制,而且符合矿井节能增效的需要,并能有效的达到净化矿井环境,促进矿井安全生产的目的。
关键词:变频技术矿井绞车应用
随着我国煤炭工业的迅速发展,各种新技术和新设备广泛用于煤炭生产,这些新设备和新技术的应用,有效地提升了我国煤炭的产量,并保证了矿井生产作业的安全。变频技术与其他新技术一样,随着科学技术的发展也不断成熟,并具有推广价值。它优越的调速性和良好的节能效果越来越适应煤矿发展的需要,再加上它运行安全性和可靠性的不断提升,在煤矿之中应用越来越广泛。我们今天重点论述变频技术在煤矿绞车中的应用,希望能给大家带来一定的帮助。
1、在运行过程中存在的问题
当前我国大部分煤矿在生产过程中都面临着矸石存放的问题,为了保证矸石的提升效率,一般采用提升绞车的运输方式。但是目前多数绞车采用串联电阻进行调速,电气控制方式较简单,但其运行成本较高、安全性与可靠性较差的缺陷普遍存在。而采用变频技术就能避免这些缺陷,因此要重点研究变频调速在绞车中的应用。目前,在矿井绞车运行过程中存在的主要问题表现在以下三个方面。
1.1运行成本高
在矿井绞车的运行与维护过程中,需要较大的维护费用,对于采用串联电阻进行调速的绞车来说其耗电量更大,其能源成本占绞车整体运行成本4/5。并且传统的矿井绞车一般需要3到5名技术人员专职负责维修和保养,这都增加了设备管理的人力与物力的投入,这些问题的存在不符合我国煤矿工业“节能减排”发展的基本要求。
1.2安全性差
我国传统煤矿绞车的电气控制系统主要利用调速电阻的工作原理,这些具体的控制需要技术人员根据多年的工作经验进行判断,由于技术人员的经验不足而产生多起由人为操作失误而引发的各种机电安全生产事故。比如:在近几年出现的煤矿绞车事故中具体的超控则需要技术人员根据经验进行判断, 容易出现因人为操作失误而引发的各种安全生产事故。例如:在国内近年出现的煤矿绞车事故中,绞车运输事故、钢丝绳断绳事故、绞车失控事故等较为常见。
1.3可靠性差
由于煤矿绞车多采用串联电阻进行调速的方式,这就使电路的接点过多。容易因操作不当而出现误动作、不动作等现象,因此严重影响了绞车电气控制的可靠性。
2、矿井绞车的变频技术
随着煤矿工业技术创新的发展,特别是在计算机、微电子、自动化控制技术等现代化技术的不断发展,高科技、大型化机械在煤矿工业中广泛的应用,加强矿井绞车电气控制技术也成为发展的必然趋势。不断加强技术创新与研发, 特别是计算机、电力电子、自动控制等现代化技术的广泛应用,加强煤矿绞车电气控制的技术改造已经成为发展的必然趋势。从我国煤炭工业的发展趋势来看,传统的矿井绞车电气控制采用的直流调速、模拟控制等措施必将被今天的交流调速、数字控制等先进的技术所替代。在矿井绞车电气控制系统中,变频技术因具备节能、安全性高、工艺流程合理等特点,而成为电气控制系统中应用的主要技术措施。与传统的煤矿绞车电气控制技术相比,变频技术具有良好的启动与调速性能,高效率、高功率的优势,成为今天煤炭行业中的电气控制技术之一,并被公认为最为实用的技术。
3、变频技术在矿井绞车中的应用
矿井绞车大多数采用串联电阻器调速方式,这种调速方式是有级的,并存在启动力矩大、速度不匀、成本高、耗能多、噪声大等的缺陷,而采用变频调速的方式,不仅无噪声,而且还能节约50%的电能。绞车启动、加速、停止和正反转等控制功能均由变频器完成,控制信号能直接进入变频器,使频率范围在5 ~50Hz之间。矿井绞车采用变频调速技术,当绞车提升减速或下降时,如果电动机的转速超过同步转速,使之进入了发电状态时,变频器能自动进行能耗制动。在绞车运行过程中,尽管电路中的开关与接触器均处于闭合状态,而变频器仍处于工作状态,因此可以频繁启动。在下降过程中,通过改变变频器的输出频率使下降速度随之改变。在接到停机信号时,变频器能一直给电机提供直流电流,并通过直流制动来实现准确定位。
4、矿井绞车应用变频技术带来的经济效益
4.1节约矿井资源
变频技术能实现了发电回馈制动,从而节省了大量的电能,根据实际的测量采用回馈制动节能效果十分明显,平均节能达到30%左右;当遇到过载、超速、过、防卷等故障时,程序能发出指令自动切断电源,从而避免事故的发生,为矿井生产节约大量的人力物力。
4.2节省设备维修时间
变频器故障信号与系统安全回路的连锁等,使系统运行更加可靠、安全。利用程序内安装的故障诊断系统,能使操作人员在显示台上看到故障名称,能为故障的排查和维修几桶有效的帮助,从而节约了维修设备的时间,提高生产效率。
4.3降低操作人员的工作强度
利用变频调速,能减少回路元件、节电,从而降低了绞车运行环境产生的噪音,改善操作人员的工作环境,并大大降低操作人员的工作强度。
4.4延长矿井绞车的使用寿命
在矿井绞车的电气控制中应用变频技术可以对设备的启动、加速时间进行合理的调节,从而减少了在绞车启动时对电器部件或机械部件的冲击,并增强了电气系统的可靠性,有利于延长矿井绞车的使用寿命。
5、结语
总之,在矿井绞车运行过程中应用变频技术具有重要的意义和作用,而且是我国煤炭行业技术革新和发展的重要标志之一。因此,研究变频上几乎应用于煤矿生产,有利于进一步提升我国煤炭工业的全面发展。
参考文献
关键词:钢包车;变频;冶金企业
1前言
特钢厂50吨电炉扩容改造后,出钢量增加,钢包的外形尺寸也相应增大,原有的钢包车已不满足生产需要,需重新进行设计、制作。冶金企业中,使用的钢包车大部分是箱形梁式结构,采用电机、减速机驱动车轮组,缺点是钢包车在启动和停止的时候,钢水由于惯性而在钢包中剧烈摆动,严重时钢水会溢出钢包,从而造成烫伤事故的发生;还有的因为电机减速机选型不合理造成传动机构故障频发,影响生产的顺利进行;另一个制约因素是钢包车位于精炼工位时,由于冶炼时需要对钢水进行搅拌,搅拌时就会带动钢包车左右摆动,从而造成断电极等一系列事故。
2变频技术在钢包车中的应用
随着变频技功能的不断发展和完善,工厂中变频技术的应用也越来越普遍。由于电炉钢包车电机的生产特殊性,必须保证其在生产中的可靠性,使用变频调速和PLC自动控制,可实现其行走的平稳性和对电机的实时保护,延长设备使用寿命,防止启动时对电机本身和电网的冲击,保证生产顺利进行。在此次钢包车技术改造中选用变频器的型号为:MicroMaster430系列变频器,型号为HVAC(风机和水泵节能型)ECO1-4500/3,额定电压为380V-500V,额定功率45kW,最大瞬时电流为39.6A,持续时间为60秒;具有缺相和过流保护功能。异步电动机变频调速系统的基本控制方式是变压变频(VVVF),在基频以下采用恒压频比带定子压降补偿的控制方式,基本上保持磁通φm在各级转速上都为横值,以便充分利用电机铁心,发挥电机产生转矩的能力。(1)恒压恒频时异步电动机的机械特性调速的最终目的是为了实现最大转矩的输出,由公式可知:最大转矩与电网电压的平方成正比,因此,变频器启动时是将电压由0V逐渐增加到额定电压,实现最大转矩的输出。由于电炉钢包车导轨上经常有残留的钢渣,故对钢包车的行走造成阻碍,因此,只有实现钢包车电机的最大转矩输出,才能使钢包车正常行走。阻力超过输出转矩到一定程度了,变频器的保护功能起作用,保护电机不被烧毁。(2)变频器控制接线图:
3变频器的选型
本系统采用MicroMaster430系列变频器,型号为HVAC(风机和水泵节能型)ECO1-4500/3,额定电压为380V-500V,额定功率45kwoMicroMaster430系列变频器是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家,功率范围7.5kW至250kW。它按照专用要求设计,并使用内部功能互联(BiCo)技术,具有高度可靠性和灵活性,牢固的EMC(电磁兼容性)设计;控制软件可以实现专用功能:多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。
4结论
采用MicroMaster430系列变频器,充分利用其控制特性和过载能力、过电压、欠电压保护及变频器过温保护、接地故障保护、短路保护、电动机过热保护等功能,有效提高钢包车控制的可靠性和安全性,为生产顺行提供了安全保障。
参考文献:
【关键词】变频器;安装;调试;技术
1.安装前的准备工作
要安装好一台变频器,使它能正常的运行,达到技术及工艺要求,除了满足上述基本规则外,还应注意以下几点:(1)安装前首先要熟悉和掌握生产工艺及技术要求,弄清楚其负载状况,了解变频器在系统中的作用和地位,是要求节能,还是改进生产工艺,还是二者兼之。某些场合并没有节能空间,而硬要求变频器节能,这是不妥当的。(2)变频器带的负载从电气方面而言首先是电机,因此安装前首先要对现场的电机有比较清楚的理解,包括额定电压、额定电流、电机极数、额定功率等,安装的变频器必须与之相匹配,有些特殊场合,如负荷较重、海拔超过1000m(D超过标准海拔高度)、煤矿提升机变频器等,变频器要比负载电机高出一个甚至两个功率等级,一般不允许变频器比负载电机功率等级低,以免变频器超负荷运行而带不动或经常过载保护,造成不必要的麻烦。(3)电机的电气绝缘安装前必须进行检测。绝缘不好的电机不能安装变频器。因为变频器虽然设有短路保护,但瞬间的接地也可能造成某些变频器的损坏。(4)安装前应仔细阅读变频器的使用说明书,结合现场工艺要设置哪几个参数,参数的设置方法等,要熟练掌握。(5)对于某些场合,特别是要求自动控制的而需要附属配件的,如供水用的压力表、传感器、压力变送器及一些配套设施,PID调节仪、温控仪、定时钟等,有些还需要远控装置,也要熟练掌握。以期能快速的安装、调试到位。(6)要严格按照变频器的使用说明书进行配线,包括主线和控制线,某些情况只能高于说明书要求的规格而不能低于。需要压接接线鼻的地方,要严格按要求压接,规格和工艺要符合标准。(7)在现代工业控制比较复杂的情况下,还要考虑电磁兼容性问题,要考虑变频器的干扰与抗干扰,必要时加装电磁滤波装置。有些场合电机距离变频器可能较远,要考虑加装输出电抗器及滤波器。(8)对于位能负载,如煤矿主井绞车、提升机、电梯类,由于存在再生发电状态,要考虑加装制动单元和配套的制动电阻,防止变频器过压保护或损坏。以上这些问题都是我们在安装变频器之前要了解和掌握的,不熟悉这些内容,就可能造成变频器的安装或调试不顺利或根本不成功,造成设备损坏或不能正常使用,这是我们要切记的。
2.工程概况
某厂房系化工产品制造工厂,建筑面积4713m2,地上3层,建筑高度16m。本工程变频器主要应用在空调暖通系统,共计4台排风风机,2台空调箱,6台变频水泵。下面针对设备变频器安装调试过程中出现的问题及解决办法,浅显地探讨变频器调试的技术。本工程设计有BMS系统(楼宇控制系统),DCS系统(分布式工业控制系统),变频器需为其提供相应反馈信号及控制触点。
3.变频器安装
变频器作为精密电子器件集合设备,其运行环境也有一定的要求。首先,施工现场的变频器常规是成套电控柜厂家根据负载情况选型完毕,安装在电控柜内部,那么我们在电控柜安装时就必须考虑装设现场无腐蚀、易燃易爆气体、液体;无灰尘、漂浮性的纤维及金属颗粒。故此,电控柜安装时应用塑料簿膜等密封性较强的材质对其内部变频器进行保护,防止施工现场产生的灰尘、水渍等进入变频器,导致变频器内部电路被破坏。
变频器的适宜工作温度环境为-10~40℃,湿度低于90%。那么在施工现场安装内部带有变频器的电控柜时,就应考虑此处工作状态的环境温度是否符合变频器的技术要求。另外,变频器的工作环境温度如果大于40℃,则每升高1℃,变频器的性能会降低5%,并且为保证变频器的安全运行,此情况下必须强制设置变频器的工作极限功率为额定值的95%,若温度持续升高,则应随温度值的增大,其限定值持续减小。
变频器内部装有冷却风扇,以便轻质增强变频器内部的散热,为了使变频器内部风冷冷却循环效果良好,必须将变频器垂直安装在配电箱内部,因现场安装使用的变频器均为电控柜厂家出厂前安装完毕的,故在安装电控柜前应严格检查其在电控柜内部安装得是否绝对垂直,在安装电控柜时也必须严格按照规范要求对电控柜的垂直度及型钢基础稳定性、牢固性进行控制。
4.变频器的接线
本工程变频器主要应用于暖通设备的变频电动机拖动,经深化设计采用ABB品牌的ACS510系列变频器。ACS510系列变频器输入电源要通过断路器或带漏电保护的断路器接入交流接触器的二次控制回路,断路器的额定电流应为变频器额定电流的1.5~2倍。变频器的故障常闭触点RO3C、RO3A应连接到交流接触器的电磁线圈供电电路中,则可在变频器故障时切断电源,防止故障扩大化。在本工程中,暖通设备故障信号需接入DCS系统,还需在电磁线圈供电电路中加入中间继电器,为DCS系统提供无源干接点故障信号,以便中央控制室对各设备运行状态进行监控。变频器的RO1C、RO1A触点为待机常闭触点,应接入电控柜停止指示回路,并为BMS系统提供设备停止状态反馈信号(图1)。RO2A、RO2B触点为运行常开触点,应接入电控柜运行指示回路,并为BMS系统提供设备运行状态反馈信号。
因暖通设备运转后还需根据实际运行及室内环境情况对电动机的工作转速、频率等进行调节,以便达到设计要求及舒适度要求。故在本项目中,电控柜控制面板设置100Ω可调电位器,接入变频器AI1模拟输入1端子及AGND模拟输入电路公共端端子。AI1端子为频率给定端子,通过调节可调电位器的电阻值,以达到方便、快捷地调节暖通变频电动机频率及转速的目的。
因本工程中存在电控柜就地控制及BMS系统远程控制两种启/停控制方式,故必须在电控柜上利用万能转换开关及中间继电器组成手/自动转换及防误操作互锁回路,并将二次控制回路控制线接入DI1数字输入1及DCOM数字输入公共端。
控制线路连接完毕后,将变频器电源输出电子按正确相序连接至暖通设备变频电动机。如果运行命令和电动机的旋转方向不一致时,可在三相输出电源线中任意更换其两相接线。为了安全和减少噪声,接地PE端子必须良好接地,接地电阻要小于1Ω,否则有可能会发生触电和火灾事故。接输入输出电源线时切记注意输出电源端子决不能接到输入电源,否则会损坏变频器。
5.变频器系统调试
变频器系统通电前,应检查以下内容:变频器的安装环境有无问题,装置有无脱落或破损,电缆直径和种类是否合适,电气连接有无松动,接地是否可靠等。变频器的调试方法步骤应遵循“先空载、继轻载、后重载”的规律。并且变频器必须在配线完毕,安装好箱盖后,才能接通电源,否则有触电危险。
主回路测试方法:准备高阻量程万用表,绝不能使用兆欧表对控制电路进行测试,否则会损坏电路的零部件。在主回路公用线和大地之间进行测试,万用表指示5MΩ以上为正常。在控制回路端子与PE端子之间测试,测量值大于1MΩ为正常。
5.1空载测试
在断开暖通变频电动机的情况下,通过操作控制面板上的控制按钮进行功能性试验,观察显示的输出频率、电压、电流、负载率等数据是否符合设置数值及显示是否正常。
5.2轻载测试
连接变频器的电源输出端及暖通变频电动机,使电动机不带负载,在操作面板上操作启动、停止按钮。观察电动机的旋转方向是否与要求的一致,通过操作控制面板上的可调电位器逐渐升高运行频率,观察电动机在运行过程中是否运转灵活,运转时有无震动现象,是否平稳等。
5.3重载测试
将变频电动机与负载连接,控制变频器启动暖通设备,将给定值调整到最大(50Hz),观察设备带负载运行状况,利用分贝仪测试设备运转噪声是否符合规范要求,使用风速仪测量风管出风口处风量、风速是否达到设计要求,用钳形电流表测试运行电流是否达到额定电流,若设备运行噪声过大,出风口风速值过小,运行电流大于额定电流,可通过降低变频电动机最大运行频率,以达到降低噪音、控制风速及降低运行电流的目的。ACS510系列变频器对变频电动机的启动参数有自检功能,若降低频率则必须更改启动数据中的额定转速,否则变频器将报告故障,无法启动。使用可调电位器控制给定频率,逐步降低频率至各项检测数据满足要求后,在变频器参数设置中利用转速-频率公式:
Rpm=120×
式中:f-给定频率。
n-电机极数。
重新设定变频电动机启动参数。BMS系统只需调试重载情况下的控制环节,具体步骤同上。
特别注意,变频器内部整流桥电路存在自身的中性线,而变频器输出电源是经过升压电路升压后输出的,在电气回路中相当于“断路”,故在变频启动过程中若从电控箱引出“零线”并从变频器出线端引出“火线”至下端单相回路,此时的零线相当于断路状态,则零线上带工频电压,有烧毁单相回路设备的危险,故变频器出线端不可接单相设备。
6.结语
本工程变频器安装时严格检查安装环境,变频器接线深化认真研读用户手册,通电试运行方法步骤循序渐进,最终安全、正确地达到了预期效果。
【参考文献】