由于傳統的制冷系統采用定速壓縮機，因此人們對制冷系統及壓縮機的研究重點(diǎn)一直是在名義工況和額定轉速下穩態(tài)工作時(shí)的效率和其它工作特性上。傳統的制冷系統采用定轉速壓縮機，實(shí)行開(kāi)關(guān)控制，利用壓縮機上附帶的鼠籠下面是小編為大家整理的2023年度變頻技術(shù)論文【五篇】,供大家參考。
變頻技術(shù)論文范文第1篇
關(guān)鍵詞變頻壓縮機變頻調速系統技術(shù)現狀
1引言
由于傳統的制冷系統采用定速壓縮機，因此人們對制冷系統及壓縮機的研究重點(diǎn)一直是在名義工況和額定轉速下穩態(tài)工作時(shí)的效率和其它工作特性上。傳統的制冷系統采用定轉速壓縮機，實(shí)行開(kāi)關(guān)控制，利用壓縮機上附帶的鼠籠式電動(dòng)機驅動(dòng)壓縮機，從而調節蒸發(fā)溫度。這種控制方式使蒸發(fā)溫度波動(dòng)較大，容易影響被冷卻環(huán)境的溫度。壓縮機電機在工作過(guò)程中要不斷克服轉子從靜止到額定轉速變化過(guò)程中所產(chǎn)生的巨大轉動(dòng)慣量，尤其是帶著(zhù)負荷啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)力矩要高出運行力矩許多倍，其結果不僅要額外耗費電能，而且會(huì )加劇壓縮機運動(dòng)部件的磨損。另外這種運行方式在啟動(dòng)過(guò)程中還會(huì )產(chǎn)生較大的振動(dòng)、噪聲以及沖擊電流，引起電源電壓的波動(dòng)，因此應采用變頻壓縮機替代定轉速壓縮機，從而避免這種頻繁的起停過(guò)程。
而變頻調速技術(shù)主要由以下4個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)組成：逆變器，微控制器，PWM波的生成以及變頻壓縮機的電機選擇。
2三種變頻壓縮機的研究狀況
針對變頻壓縮機的研究，是從往復活塞機開(kāi)始的，但由于其往復運動(dòng)的特點(diǎn)，影響到變頻特性的發(fā)揮；
從而轉到滾動(dòng)轉子式壓縮機、渦旋壓縮機等回轉式壓縮機上來(lái)，大大提高了壓縮機的性能?？傮w說(shuō)來(lái)，實(shí)驗研究居多，而理論分析較少。
2.1往復式活塞壓縮機
日本東芝公司在1980年開(kāi)發(fā)了往復式變頻壓縮機，又在1981年開(kāi)發(fā)了轉子式變頻壓縮機，文獻[1]給出這兩種機器的制冷量和總效率隨頻率變化的實(shí)驗數據，從中可以看出往復式在頻率為25~75Hz時(shí)，效率高；
而轉子式在30~90Hz時(shí)，效率高。并且兩種機型均存在效率最高頻率。在大于此頻率時(shí)效率緩慢降低，小于此頻率時(shí)，效率則下降很快。另外，Scalabrin測量一臺可變速的開(kāi)啟式往復壓縮機在不同轉速下的制冷量和輸入功率，他指出這臺壓縮機的容積效率在轉速為1000rpm時(shí)最高，而等熵效率和制冷系數隨轉速的降低而增高[2]。Krueger討論了BPM電機及變頻器的設計，對轉速在2000~5000rpm的冰箱和往復式壓縮機進(jìn)行了實(shí)驗研究，得到壓縮機的轉速為3000~5000rpm時(shí)制冷系數最高；
而文獻[3]則給出了其對冰箱用往復式壓縮機的性能試驗和模擬計算結果，在其研究的轉速范圍內2000~4000rpm，制冷系數隨轉速的增加而降低。還有學(xué)者對往復式變頻壓縮機的熱力性能進(jìn)行了仿真研究，計算了壓縮機內各部位的換熱量和壓力損失。
2.2滾動(dòng)轉子式壓縮機
在1984年，日本東芝公司的Sakurai和美國普渡大學(xué)的Hamilton建立了簡(jiǎn)單的滾動(dòng)轉子式壓縮機的摩擦損失模型[4]，并選取不同的邊界摩擦系數和制冷劑在油中的溶解度計算了不同的轉速下的摩擦功耗。其結果與實(shí)驗值相比較，偏差較大。文獻[5]敘述了日立公司1983年批量生產(chǎn)的變頻轉子壓縮機在結構和材料上的改進(jìn)。文獻[6]研究了單缸和雙缸轉子壓縮機的轉速波動(dòng)，討論了電流頻率減小時(shí)，壓縮機性能降低的原因。文獻[7]采用低密度和鋁合金制作的滑片和轉子以降低高轉速時(shí)滑睡瑟轉子間的接觸力和轉子軸承承載。文獻[8]簡(jiǎn)單分析了適當降低滑片的質(zhì)量和厚度可以提高變頻轉子壓縮機的效率，并給出了氣缸、轉子和滑處的溫度及應力分布的有限元分析結果。Liu和Soedel分析了變頻轉子壓縮機的吸氣和排氣氣流脈動(dòng)[9，10]和吸氣管氣缸間的傳熱及壓縮機的溫度分布[11]，討論了影響變頻轉子壓縮機容積效率和氣缸壓縮過(guò)程效率的因素，給出了他們用計算機模擬計算出的在不同轉速下的容積效率和壓縮過(guò)程效率，從實(shí)驗數據和文獻[1]的實(shí)驗可以看出，其計算的容積效率隨轉速的增大而很快的增大。
2.3渦旋式壓縮機
渦旋式壓縮機的原理早在1886年意大利的專(zhuān)利文獻[12]論及到了，1905年法國工程師Creux正式提出渦旋式壓縮機原理及結構，并申請美國專(zhuān)利[13]。渦旋式壓縮機是一種新型的容積式壓縮機，具有結構緊湊、效率高、可靠性強、噪聲低等特點(diǎn)，尤其是用于變頻控制運行。但由于沒(méi)有數控加工技術(shù)和缺乏對軸向力平衡問(wèn)題的妥善解決方法，因而長(cháng)期未能完成其實(shí)用化。進(jìn)入70年代，美國A.D.L公司完成富有成效的研究，首先解決了渦旋盤(pán)端部磨損補償的密封技術(shù)。并在此基礎上與瑞士合作開(kāi)發(fā)了多種工質(zhì)的渦旋式壓縮機樣機。渦旋式壓縮機的真正規模生產(chǎn)始于日本。1981年日本三電（SANDEN）公司開(kāi)始生產(chǎn)用于汽車(chē)空調的渦旋式壓縮機，1983年日立公司開(kāi)始生產(chǎn)2~5Hp用于房間空調的渦旋式壓縮機。此外，在美國，自Copeland公司1987年建立渦旋式壓縮機生產(chǎn)線(xiàn)推出其產(chǎn)品后，Carrier、Trane、Tecumseh等公司也分別設廠(chǎng)生產(chǎn)高質(zhì)量的渦旋式壓縮機。而變頻渦旋壓縮機已應用于柜式空調器上，節能效果明顯，制冷系數提高20%左右，成為目前渦旋壓縮機的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
3變頻調速技術(shù)的發(fā)展及現狀
變頻調速技術(shù)適應于節能降耗和舒適性的要求，目前已應用于新一代的空調器上，在90年代初進(jìn)入國內空調市場(chǎng)，其核心是：逆變器、微控制器、PWM波的生成和變頻壓縮機的電機。
3.1逆變器
變頻空調的核心部件是變頻器，其主要電路采用交-直-交電壓型方式。交-直過(guò)程一般采用單相二級管不可控直接整流，直-交過(guò)程一般采用6管三相逆變器，另有一個(gè)輔助電源，一個(gè)逆變器控制器和相應的驅動(dòng)電路。
早期的變頻器采用分立元件構成，整流器采用單相倍壓整流電路，逆變器由6只分立的功率晶體管（GTR）構成。這種電路復雜，可靠性差。目前大部分廠(chǎng)家采用的逆變橋由6個(gè)絕緣柵極晶體管（IGBT）組成，其綜合了MOSFET和GTR的優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)關(guān)頻率高、驅動(dòng)功率小。隨著(zhù)智能功率模塊（IPM）技術(shù)的發(fā)展應用，IPM正在逐步取代普通IGBT模塊。由于IPM內部既有IGBT的棚極驅動(dòng)和保護邏輯，又有過(guò)流、過(guò)（欠）壓、短路和過(guò)熱探測以及保護電路，提高了變頻器的可靠性和可維護性。另外，IPM的體積與普通IGBT模塊不相上下，價(jià)格也比較接近，因此目前應用較為廣泛。比較成功的產(chǎn)品如：日本三菱電機公司所生產(chǎn)的PM20CSJ060型以及日本新電元公司生產(chǎn)的TM系列IPM模塊等。
功率因素校正（PFC）環(huán)節和逆變橋集成是新一代的空調器逆變電源技術(shù)。PFC技術(shù)的應用不但可以極大改善電網(wǎng)的工作環(huán)境，減少輸電線(xiàn)的損耗，而且在變頻工作時(shí)可以減小輸入端電感和輸出端電容器，減小模塊體積。因此PFC環(huán)節和IPM逆變橋集成一體化是家用空調器發(fā)展的必然。
3.2微控制器
微電子技術(shù)的發(fā)展使變頻調速的實(shí)現手段發(fā)生了根本的變化，從早期的模擬控制技術(shù)發(fā)展數字控制技術(shù)。目前國外一些跨國公司的微控制器產(chǎn)品占據著(zhù)主要的市場(chǎng)，如：Motorola公司的MC68HC08MP16、Intel公司的80C196MC、三菱公司的M37705等。這些公司的產(chǎn)品性能價(jià)格比較高、功能強大，如帶有A/D轉換器、PWM波形發(fā)生器、LED/LCD驅動(dòng)等，且一般都有OTP產(chǎn)品以及功耗低可長(cháng)期穩定的工作。微控制器目前主要由單片機向DSP（信號處理器）過(guò)渡。以目前應用比較廣泛的TI公司的TMS320C240為例，其具有：50Ns的指令周期，544字的RAM，16K的EEPROM，12個(gè)PWM通道，三個(gè)16位計數器，兩個(gè)10位A/D轉換，WATCHDOG，串行通訊口，串行接口等，采用DSP，可使控制電路簡(jiǎn)單，而且控制功能強大。
3.3PWM波的生成
在家用空調器中，目前國內大部分廠(chǎng)家采用常規的SPWM方法，在國外，在部分廠(chǎng)家以采用磁通跟蹤型SPWM生成方法，該方法以不同的開(kāi)關(guān)模式在電機中產(chǎn)生的實(shí)際磁通去逼近定子磁鏈的給定軌跡—理想磁通圓，即用空間電壓矢量的方法決定逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，以形成PWM波形，該方法電壓利用率高，低頻諧波轉矩小，頻率變化范圍寬、運行穩定，具有比較好的控制性能。近期出現的PAM控制（PulseAmplitudeModulation）不采用載波頻率進(jìn)行整流，而直接改變電壓，減少了整流所需的能耗，提高了變頻器的工作效率，滿(mǎn)足了節電和降低高次諧波的要求，使供暖能力得到提高。
3.4變頻壓縮機的電機
變頻壓縮機電機主要分為交流異步電動(dòng)機和直流無(wú)刷電動(dòng)機兩種。目前國內一些大的壓縮機生產(chǎn)廠(chǎng)家如：萬(wàn)寶、松下、上海日立、東芝萬(wàn)家樂(lè )等已有能力生產(chǎn)變頻壓縮機（包括交流機和直流機），交流電動(dòng)機成本低，制造工藝簡(jiǎn)單，但其節能效果較差。直流無(wú)刷電機拖動(dòng)由無(wú)刷電機本身，轉子位置傳感器和電子換向開(kāi)關(guān)組成。轉子磁極為永磁體，電樞繞組采用自控式換流，定子旋轉磁場(chǎng)與轉子磁極同步旋轉，通常采用按轉子磁場(chǎng)定向的定子電流矢量變換控制，既有普通直流電機良好的調速性能和啟動(dòng)性能，又從根本上消除了換向火花、無(wú)線(xiàn)電干擾的弊端，具有壽命長(cháng)、可靠性高和噪聲低，控制方便等優(yōu)點(diǎn)。以1998年三菱電機公司開(kāi)發(fā)的適用于空調壓縮機的節能高效直流無(wú)刷電機為例，其具有：轉子上安裝了8塊V字型永久磁體。磁體為埋入式，轉子不會(huì )在不銹鋼外殼中因渦流因而產(chǎn)生損耗；
采用了新的壓縮機電機驅動(dòng)方式，效率比普通的無(wú)刷電機高，但是這種壓縮機電機的價(jià)格較高。
變頻技術(shù)論文范文第2篇
我國加入WTO后，由于紡織品配額壁壘的取消，中國的傳統產(chǎn)業(yè)“棉紡織品”憑其獨特的優(yōu)勢全方位進(jìn)軍國際市場(chǎng)，其出口量幾十倍，甚至成百倍地增長(cháng)。給國際，尤其是歐美市場(chǎng)帶來(lái)了新一輪的沖擊波。隨之而來(lái)的國際競爭也趨于白熱化，其競爭焦點(diǎn)也突出在質(zhì)量、品種和價(jià)格三大焦點(diǎn)。
如何提高和穩定質(zhì)量？如何降低成本？如何適應多品種小批量？這些問(wèn)題已成為棉紡廠(chǎng)老總日夜思考的主旋律。
以上三大問(wèn)題解決的迫切性，給交流變頻在棉紡行業(yè)的使用帶來(lái)了前所未有迅速發(fā)展的前景。
2寬范圍的調速及軟啟動(dòng)能穩定可靠地保證棉紗質(zhì)量
(1)目前不少棉紡老廠(chǎng)50%~60%以上的設備都是五十年代以前的，甚至解放前的設備還在使用。棉紗質(zhì)量競爭檔次的不斷提高已對這些設備構成了嚴重的威脅，要么淘汰，要么改造，別無(wú)他法?？墒窃藜徳O備中的A字頭梳棉機道夫傳動(dòng)都采用雙速電機及摩擦離合器形式，因此，從慢速生頭到快速運行時(shí)產(chǎn)生的意外牽伸及變速箱齒輪磨損產(chǎn)生的“打頓”使棉條重不勻及cv%嚴重超標，往往使成紗等級大幅下降甚至成為不合格品。
目前新開(kāi)發(fā)的梳棉機道夫傳動(dòng)已采用交流變頻加普通異步電動(dòng)機，由于變頻的升降速范圍很寬，可達0.1~3600秒，且取消變速箱，離合器，直接采用同步齒形帶傳動(dòng)道夫，升降速非常平穩，傳動(dòng)精度高，且無(wú)噪聲，它的使用從根本上克服了原A字頭梳棉機弊病，從而可確實(shí)可靠地保證棉條質(zhì)量。
(2)原粗紗機一直采用錐形(鐵炮)變速機構，但錐形變速皮帶打滑導致變速不準，影響繞紗張力和成形不好的質(zhì)量問(wèn)題?，F采用交流變頻調速，去掉了錐形變速機構，使以上難題迎刃而解，從根本上把好了粗紗的質(zhì)量關(guān)。而對于細紗機來(lái)說(shuō)，由于新型機采用變頻調速器去掉了成行機構中的成型凸輪，進(jìn)而克服了由于成行凸輪所造成的桃底有停頓，桃頂有沖擊的難題，使細紗卷繞成形質(zhì)量大為提高。主電機采用變頻調速后，使得細紗在大、中、小紗時(shí)的轉速在變化，大大減少了細紗的斷頭率，使成紗質(zhì)量得到了可靠保證。
3充分利用變頻的“節能”功能，可最大限度的降低產(chǎn)品成本
(1)由于變頻器具有優(yōu)越的軟啟動(dòng)及恒扭矩功能，它可以在100%-150%扭矩下將異步電動(dòng)機的啟動(dòng)電流限制在額定電流附近。啟動(dòng)沖擊對電機容量及電網(wǎng)的限制條件已不存在。采用變頻后可徹底消除以前的大馬拉小車(chē)及電動(dòng)機功率過(guò)剩問(wèn)題。
以前由于不使用變頻器，為保證啟動(dòng)時(shí)有足夠的扭矩和減少對電網(wǎng)的沖擊，送風(fēng)及大慣量負載裝機功率往往高出所需功率的40%~50%，變壓器容量也高出實(shí)際很多。這樣非但設備投資有很大一塊浪費，而且電動(dòng)機、變壓器空載損耗(銅耗、鐵耗)的一塊電費也相當驚人。
(2)風(fēng)機、空調變頻調速節能相當可觀(guān)
由流體力學(xué)可知，風(fēng)量Q與轉速一次方成正比，壓力H與轉速的平方成正比;
Q/Qe=n/ne
H/He=(n/ne)2
P/Pe=(n/ne)3
式中:Qe—風(fēng)機的額定風(fēng)(流)量;
He—風(fēng)機的額定壓力;
Pe—風(fēng)機的額定功率;
ne—風(fēng)機的額定轉速;
由式中可知，若風(fēng)機效率一定，當要求調節風(fēng)量下降時(shí)，轉速可成比例下降，此時(shí)風(fēng)機的輸出功率是成立方關(guān)系下降。
風(fēng)機在棉紡設備中應用量大、面廣，其傳動(dòng)絕大部分為大功率交流電機，耗電量在棉紡設備中是大戶(hù)。以前風(fēng)機都采用電機恒速傳動(dòng)，調節風(fēng)門(mén)的辦法調節風(fēng)量。這種調節方式雖然簡(jiǎn)單，但它是以增加管網(wǎng)損失，耗費大量能源為代價(jià)的。如采用“風(fēng)機專(zhuān)用變頻”來(lái)自動(dòng)調速，就可以從根本上防止電能浪費，單從公式p/pe=(n/ne)3來(lái)算，其節約的電費就可想而知了?？照{是棉紡廠(chǎng)離不開(kāi)的首選設備，據某大公司提供的數據，今年12臺空調使用變頻后節電24余萬(wàn)元，空調用電年耗平均下降了7個(gè)百分點(diǎn)。
(3)變頻器的使用，使原有的傳動(dòng)機構發(fā)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍，它變得既簡(jiǎn)單，又可靠。拿梳棉機道夫傳動(dòng)來(lái)講，使用變頻取消了減速箱，慣性飛輪，帶電刷的電磁離合器及雙速電機后，以前維修工最頭痛、最繁忙的變速箱漏油問(wèn)題、齒輪磨損調換問(wèn)題、離合器失靈損壞問(wèn)題，工藝變化調換“變產(chǎn)”齒輪問(wèn)題已全不存在。變頻器的使用，使維修工工作量急劇下降;維修備件倉庫急劇萎縮;梳棉機的停臺率直線(xiàn)下降;而產(chǎn)量、質(zhì)量卻直線(xiàn)上升。反之，產(chǎn)品的成本亦將成倍下降！
4變頻器的通訊方式
變頻器強大的通訊及軟件功能幾乎可與所有品牌的PLC、工業(yè)式觸摸屏及工控機組成、靈活多變的數控系統(見(jiàn)圖1)。
通過(guò)觸摸屏或鍵盤(pán)對軟件中的某些數據稍加改動(dòng)就可適應新的棉紡工藝。例如在梳棉機上只要改變其“總牽伸比”，“刺棍速度”、“蓋板速度”、“棉條重量”等參數，就可進(jìn)行新產(chǎn)品試制。使用這種模式后，產(chǎn)品更新快，批量形成早，產(chǎn)品在國際市場(chǎng)上的高速反應能力大大提高，形成你有我有，你無(wú)我有的大好局面。
5交流變頻調速方案的選擇
設備的不同，電動(dòng)機種類(lèi)的不同，會(huì )出現多種不同的變頻調速方案。這里只討論三相鼠籠異步電動(dòng)機的調速方案。
(1)開(kāi)環(huán)控制的通用變頻器調速系統控制框圖見(jiàn)圖2。圖2中VVVF—通用變頻器;M—異步電動(dòng)機。
該方案結構簡(jiǎn)單，調速范圍較寬，可靠性高，價(jià)格低廉。它基本能滿(mǎn)足一般調速精度不十分高的場(chǎng)合。是目前棉紡行業(yè)較普遍使用的經(jīng)濟實(shí)惠型品種。其缺點(diǎn)是調速精度較低，一般為2%左右，且低速性能不夠理想，轉速會(huì )隨負荷力矩而變動(dòng)。目前廣泛應用在風(fēng)機、水泵、空調等一般要求不高的紡機上。
(2)無(wú)速度傳感器的矢量控制變頻調速系統控制框圖如圖3所示，圖3中VVVF—矢量變頻器。
由于矢量變頻器可以分別對電動(dòng)機的磁通和轉距電流進(jìn)行檢測、控制，自動(dòng)改變電壓和頻率，使指令值和檢測實(shí)際值達到一致，從而實(shí)現了矢量控制。雖然它是開(kāi)環(huán)控制系統，但是大大提升了靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)品質(zhì)，轉速精度可達5%。轉速響應也較快。
在設備要求不是十分高的情況下，采用該方案是非常合適的，它可達到控制結構簡(jiǎn)單，可靠性又高的實(shí)效，該方案目前已在FA系列梳棉機上開(kāi)始使用并獲得比較理想的效果。
(3)帶速度傳感器矢量控制變頻調速系統控制框圖如圖4所示。
矢量閉環(huán)變頻調速是一種最為理想的控制方式，他類(lèi)同于伺服、直流閉環(huán)調速，但性?xún)r(jià)比又大大優(yōu)于兩者。我廠(chǎng)已在FA218C梳棉機前后比例跟蹤上成功使用該方案，效果非常理想。該方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
(a)可以從零轉速起進(jìn)行速度控制，即甚低速亦能運行，調速范圍可達100:1或1000:1。
(b)動(dòng)態(tài)響應快，轉速精度高。
(c)加速度特性好，抗負載突變能力強。
其缺點(diǎn)是:價(jià)格較貴，按裝速度傳感器必須與電機同軸，且增加了反饋環(huán)節，這些都給安裝維護增加了一定技術(shù)難度。
因此對于轉速精度要求不是特別高，負載變化不是十分劇烈的場(chǎng)合，建議選用開(kāi)環(huán)矢量變頻調速系統為好。
6對付變頻干擾的對策
變頻器內部由于存在IGBT等高速工作開(kāi)關(guān)，故在電路中會(huì )出現分布電感和分布電容，他們之間的能量轉換產(chǎn)生振蕩現象，形成發(fā)射電磁波，從而產(chǎn)生高頻(1GHZ左右)電磁噪聲或電磁干擾，干擾嚴重時(shí)將會(huì )導致弱電設備如PLC、電子計數器、工控機等無(wú)法正常工作。為此必須采用相應措施:
(1)布線(xiàn)時(shí)，變頻器主回路必須與信號回路垂直或離開(kāi)20-30公分。
(2)信號線(xiàn)采用屏蔽線(xiàn)或者塑料絞合線(xiàn)，導線(xiàn)絞合后噪聲信號的大部分會(huì )相互抵消。
(3)變頻必須使用單獨接地極，不能與其它動(dòng)力設備接地相連。且兩者相距最小為5米，更不能將變頻接地連在零線(xiàn)上。
(4)頻率參數設置應盡量小于5KHZ。
(5)時(shí)在變頻器的輸入、輸出端安裝變頻專(zhuān)用濾波器。
7結論
隨著(zhù)變頻技術(shù)的不斷發(fā)展和價(jià)格的大幅跳水，其性?xún)r(jià)比和使用的方便性已在各種電機調速方案中獨占鰲頭?，F在它已成為棉紡設備改造和新機設計的首選產(chǎn)品，其廣闊前景將與日俱增。
參考文獻
[1]變頻器調速手冊.兵器工業(yè)出版社
[2]變頻器世界.京紡國際有限公司
變頻技術(shù)論文范文第3篇
我國對先進(jìn)工業(yè)技術(shù)的開(kāi)發(fā)有法律保障，在《中華人民共和國節約能源法》、《高耗能特種設備節能監督管理辦法》中明確規定：在工業(yè)生產(chǎn)應用中，大力支持節能減排技術(shù)的研發(fā)、創(chuàng )造、展示以及推廣，為了降低能源的耗損比率；
大力推廣企業(yè)用高效率、高能源利用率的、鍋爐、電動(dòng)機、窯爐、泵類(lèi)等工業(yè)設備，爭取開(kāi)創(chuàng )更加先進(jìn)的工業(yè)檢測和工業(yè)控制技術(shù)。然而，在具體實(shí)施過(guò)程中我們需要了解面臨的挑戰：
1.1對機械設備的危害與干擾
從機器自身結構來(lái)看，大部分空壓機生產(chǎn)簡(jiǎn)單有明顯的技術(shù)缺陷：輸入的壓力數大于一定值時(shí)，變頻空壓機會(huì )自動(dòng)打開(kāi)導致電動(dòng)機空轉，嚴重浪費電力資源并且損害機器本身，繼而導致異步電動(dòng)機的頻繁啟動(dòng)和頻繁暫停，降低電動(dòng)機的使用壽命。變頻空壓機啟動(dòng)時(shí)需要很大的電流，對電網(wǎng)沖擊較大，而且嚴重磨損了電器本身的轉動(dòng)軸承設備。電動(dòng)機在運作的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生很?chē)乐氐脑胍粑廴?，電?dòng)機周?chē)墓ぷ鳝h(huán)境比較惡劣，也對工作人員的健康產(chǎn)生不利影響，且以人為調節法來(lái)調節電動(dòng)機的輸出壓力，運轉效率低，嚴重浪費人力資源。
1.2對機械設備相關(guān)電器的危害
對變壓器的危害表現在：加大銅損和鐵損，使得變壓器的溫度升高，影響絕緣；
引起電動(dòng)機附加零件的發(fā)熱，引發(fā)機器本身溫度的額外升高；
導致電容器組溫度過(guò)熱，增加中介電質(zhì)的感應能力，嚴重的情況下可以損壞電力電容器組；
對開(kāi)關(guān)設備的危害，啟動(dòng)瞬間開(kāi)關(guān)將會(huì )產(chǎn)生較大的電流變化，達到電壓保險值直至絕緣體的破壞；
在保護電氣的時(shí)候，改變電器固有屬性，引發(fā)電器動(dòng)作紊亂；
引發(fā)測量?jì)x表的數據顯示誤差，降低數據精確度。
2變頻技術(shù)在機電控制方面的策略
2.1基本思路
在世紀工業(yè)過(guò)程中對變頻技術(shù)進(jìn)行較為尖端的的軟件和硬件設計，先根據傳統空壓機電動(dòng)機的特點(diǎn)，全方位分析其耗能原因和工作特性，從而設計出變頻技術(shù)調速、空氣技術(shù)壓縮、壓力傳感技術(shù)提升等控制方式，根據控制電路進(jìn)行變頻器的確定以及電器初始化的設計，控制方式要用矢量控制，詳細分析矢量控制原理，對變頻矢量進(jìn)行仿真檢查，科學(xué)地改變變頻器的運行參數。另一方面，變換變頻器的控斜參數。通過(guò)復合信號控制變頻器的輸入與輸出，可以在容器的進(jìn)口處增加電器使用流量信號記錄，容器上增加電器壓力信號，這樣可以減少對機械設備的危害。
2.2具體策略
首先在系統線(xiàn)路中建立安裝濾波器，過(guò)濾掉高次諧波的干擾信號。其次是屏蔽干擾源，這是抵御干擾行之有效的方法之一，具體做法是用鋼管來(lái)屏蔽輸出線(xiàn)路。再次是將電機正確接地，接地時(shí)要與其他的動(dòng)力電器設備接地點(diǎn)分開(kāi)。然后是對線(xiàn)路進(jìn)行合理布局，電動(dòng)機設備的信號線(xiàn)和電源線(xiàn)應該盡量避開(kāi)變頻器的輸入和輸出線(xiàn)，而其他設備的電源線(xiàn)和信號線(xiàn)也同樣要避開(kāi)變頻器的輸入和輸出線(xiàn)，進(jìn)行平行鋪設。最后是合理使用電抗器，交流電抗器中的串聯(lián)電路減弱了輸入電路中電流對變頻器的打擊，而直流電抗器減弱了輸入電流中的高次諧波。在設置之前，電動(dòng)機電網(wǎng)中的高次諧波含量已達到40％，而安裝了濾波器之后，高次諧波的含量降到了20.6％，特別是三到八次過(guò)后，已經(jīng)低于標準含量值了。在變頻器選擇方面，需要學(xué)會(huì )優(yōu)先考慮諧波含量低且攜帶濾波器和電抗器的變頻工具。變壓機電動(dòng)機安裝時(shí)，控制信號電纜和本身的動(dòng)力電纜要有屬于各自的架構線(xiàn)路的電纜結構，做好及屏蔽措施，禁止線(xiàn)路交叉或者架構紊亂，安裝時(shí)兩者要保持距離以及設立必要的防護措施，綜合達到既發(fā)展工業(yè)經(jīng)濟又節能減耗的“雙贏(yíng)”效果。值得我們借鑒的是，國際上針對變頻空壓機電動(dòng)機重新設計了空壓機，將電機由傳統意義上的單相電改為三相交流電，并且具有良好的調速性能。我國目前大量生產(chǎn)和應用的空壓機電動(dòng)機，如果要持續發(fā)展就必須要開(kāi)發(fā)出單相電機的變頻器。最后對改造之后的空壓機電動(dòng)機進(jìn)行相關(guān)的數據計算，并進(jìn)行成本分析，驗證是否能夠讓改造后的空壓機更加有效地節省能源。
3結束語(yǔ)
變頻技術(shù)論文范文第4篇
高壓變頻技術(shù)隔爆型三相異步電動(dòng)機由定子、轉子、四軸承結構、強制風(fēng)冷裝置、軸電流引出裝置、軸承液壓泵系統裝置等主要結構組成。電動(dòng)機主體安裝在對旋風(fēng)機主風(fēng)筒的最里層，1臺對旋風(fēng)機用2臺電動(dòng)機(左右出線(xiàn)各1臺)。電動(dòng)機的主要結構介紹如下:1)電動(dòng)機定、轉子鐵心。鐵心用徑向通風(fēng)道隔開(kāi)，分段迭成。材料采用DW360硅鋼片，使電動(dòng)機的效率、功率因數都有所提高。2)電動(dòng)機定子繞組。定子線(xiàn)圈采用經(jīng)特殊絕緣處理的變頻電動(dòng)機專(zhuān)用電磁線(xiàn)(耐電暈220級)———聚酰亞胺－氟樹(shù)脂復合薄膜繞包雙玻璃絲包銅扁線(xiàn)。電動(dòng)機每相繞組埋有2支Pt100，共6支，分為2組，一組使用，一組備用，以模擬方式輸出信號，實(shí)現繞組的溫度保護。3)電動(dòng)機轉子。轉子為鼠籠式結構。采用銅條焊接，與軸采用熱套配合，剛度好。軸由45號的圓鋼和Q235－A的筋板組焊而成，并經(jīng)嚴格的退后處理和時(shí)效振動(dòng)處理。4)電動(dòng)機的機座和軸承室。機座材料均采用了優(yōu)質(zhì)碳素鋼Q235－A，并按工藝要求焊接完后，進(jìn)行了有效的退火處理。機座采用圓機座，通過(guò)機座兩壁板上的通風(fēng)管散熱，并且加強機座剛度。變頻電動(dòng)機，由于諧波與磁路的問(wèn)題，產(chǎn)生軸電流很大，軸電流又對軸承的危害很大，大大縮短軸承壽命。因此需要用絕緣軸承或將軸承室絕緣以達到對軸承絕緣。軸承室零件材料采用了鑄鋼ZG230－450。保證了零件的鋼性和加工性。5)冷卻方式。為了保證對旋風(fēng)機在低轉速下有足夠的風(fēng)量，電動(dòng)機冷卻采用強制通風(fēng)冷卻方式。強制通風(fēng)用的冷卻電動(dòng)機有良好的工作性能和耐用年限，該電動(dòng)機采用雙法蘭不帶底腳強構，軸承采用了進(jìn)口SKF軸承，并加裝了Pt100測溫傳感器。6)軸承裝置。電動(dòng)機軸承軸伸端軸承采用一盤(pán)球面調心滾子軸承，非軸伸端軸承采用三軸承同心式組合結構，軸承全部采用進(jìn)口SKF軸承。軸承方式采用液壓泵站強制。軸承室防護等級達到IP54。7)其它裝置。電動(dòng)機設有空間加熱器，當電動(dòng)機停機時(shí)，加熱器開(kāi)始投入使用，保證電動(dòng)機內部溫度高出環(huán)境溫度5℃以上，以防止電動(dòng)機在停機狀態(tài)下結露。為防止產(chǎn)生的軸電流對軸承形成電腐蝕作用，除采用絕緣軸承室外，還加設有軸電流引出裝置，軸電流引出裝置安裝在電動(dòng)機軸承的非軸伸端外蓋上，并用防護罩做保護。
2高壓變頻技術(shù)隔爆型三相異步電動(dòng)機的創(chuàng )新點(diǎn)
2．1絕緣軸承組結構應對電腐蝕
變頻技術(shù)與電動(dòng)機在運行過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生電腐蝕現象。傳統應對軸承電腐蝕的措施的主要方法有兩種:一是選用絕緣軸承;二是選用絕緣軸承室。但這兩種方法都存在一定問(wèn)題。直接采購絕緣軸:一是價(jià)格昂貴;二是市場(chǎng)資源少，供貨周期長(cháng);三是電機的絕緣軸承在裝配與拆卸過(guò)程中，容易將外圈涂層和內圈涂層拉壞，對軸承維護保養造成困難。如果采用絕緣軸承室，雖然它有價(jià)格不高的優(yōu)點(diǎn)，但在使用或維護過(guò)程中容易損壞。而且一旦損壞，需要返廠(chǎng)采用特殊工藝進(jìn)行恢復。經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐探索，一種新的絕緣軸承室被設計出來(lái)，它是在軸承的端蓋內孔與軸承套之間夾絕緣層，首先將軸承套與絕緣層采用特殊工藝固化在一起，然后與軸承端蓋內孔套起來(lái)，并在其端面用螺栓緊固。這種新型絕緣軸承室有價(jià)格不高、不易造成絕緣層損壞等優(yōu)點(diǎn)，解決了電機軸承絕緣的難題。
2．2四軸承結構解決軸承易損問(wèn)題
五陽(yáng)煤礦主通風(fēng)機原有電動(dòng)機的軸伸端是選用了1套NU系列的短圓柱滾子軸承和1套6系列深溝球軸承，非軸伸端是1套NU系列的短圓柱滾子軸承。在電動(dòng)機運行過(guò)程中，其軸伸端短圓柱滾子軸承承受絕大部分葉輪與轉子重量，6系列的深溝球軸承承受來(lái)自葉輪的軸向力，非軸伸端軸承承受剩余一小部分轉子重量。礦用大功率通風(fēng)機葉輪的重量最大可達3t，葉輪的軸向力也有10～30kN。而葉輪是靠電動(dòng)機軸伸懸臂支撐，葉輪的重量和撓動(dòng)力常常會(huì )造成電動(dòng)機軸承發(fā)生撓曲變形。一般來(lái)講，深溝球軸承主要用于承受徑向載荷，也承受一部分軸向載荷，但承受軸向力的能力比徑向力弱。因此，五陽(yáng)煤礦原有電動(dòng)機的軸承的受力狀況環(huán)境比較惡劣。其次，它的電動(dòng)機采用脂進(jìn)行軸承，其注排油難度非常大，經(jīng)常發(fā)生缺脂或注脂過(guò)量等問(wèn)題，并且不容易及時(shí)發(fā)現，電動(dòng)機軸承損壞率比較高。因此，設計出了一種新型的軸承組合———四軸承結構。四軸承結構原理如圖1所示。四軸承結構為:軸伸端是1套球面向心軸承，非軸伸端兩端為球面推力軸承、中間是1套球面向心軸承。軸承結構中的這4套軸承都具有調心功能，值得特別指出的是，非軸伸端的3套軸承有1個(gè)共同的球心，這樣在調心過(guò)程中就能步調一致。各軸承在運轉過(guò)程中，各司其職，配合完美，其軸伸端軸承承受大部分葉輪與轉子的重量，非軸伸端的球面向心軸承承受剩余部分的向力，前后兩套軸承分別承受正、反轉時(shí)的不同方向的軸向力。這套軸承的自動(dòng)調心功能，很好地解決了傳統電動(dòng)機存在的前后軸承的不同心問(wèn)題、葉輪的重量和撓動(dòng)力造成電動(dòng)機軸承發(fā)生撓曲變形的問(wèn)題。
2．3軸承采用稀油強制
傳統的三相交流電動(dòng)機一般采用脂進(jìn)行軸承，但脂使用時(shí)間過(guò)長(cháng)后會(huì )失效。目前國內普遍采用的是在軸承外蓋上增設排油管裝置，但由于沒(méi)有壓力，油脂一般很難排除，如果采用加新的油脂將廢油擠出來(lái)，會(huì )造成如下問(wèn)題:①通過(guò)新油脂將廢油脂排除，勢必軸承內要充滿(mǎn)油脂，這樣就將影響軸承散熱;②由于軸承內蓋與轉軸有一定的間隙，有很多油脂會(huì )通過(guò)此間隙進(jìn)入電動(dòng)機內部，覆蓋在定子線(xiàn)圈上，往往會(huì )導致定子繞組絕緣電阻降低，甚至造成擊穿。新設計的電動(dòng)機軸承采用了稀油強制，如果要對軸承進(jìn)行換油，打開(kāi)排油口即可。軸承維護工作量也幾乎沒(méi)有。
3結語(yǔ)
變頻技術(shù)論文范文第5篇
隨著(zhù)經(jīng)濟的高速發(fā)展。人民的生活水平和消費水平也在逐漸的提高，中央空調的人均保有量呈直線(xiàn)上升的趨勢，因此即將面對的是極高的能源消耗問(wèn)題。尤其在夏季氣溫非常高，數目龐大的空調都會(huì )開(kāi)啟，供電高峰將會(huì )持續不下。有很多小城市被迫采取限電措施，使供電高峰降低來(lái)保障長(cháng)期穩定供電的安全性。隨著(zhù)現代化建設不斷進(jìn)步，必須要以能源合理利用為大前提，當今世界把能源的合理利用率作為評定一個(gè)國家綜合水平的重要指標，所以不斷開(kāi)發(fā)節能技術(shù)是重中之重。
2.中央變頻節能空調的主要部分以及工作原理
目前所有類(lèi)型的中央空調的主要組成部分是：冷卻風(fēng)機、外部熱交換系統、制冷劑回路
2.1冷卻風(fēng)機
冷卻風(fēng)機分為兩種一種是室內風(fēng)機，另一種是室外風(fēng)機。處于舍內的風(fēng)機其目的是將冷風(fēng)帶入室內；
室外風(fēng)機卻能夠將冷卻塔中的水溫降低，將熱量散發(fā)出去。
2.2外部熱交換系統
由冷卻水循環(huán)系統和冷凍水循環(huán)系統兩個(gè)循環(huán)水系統組成。冷凍泵將冷凍水加壓，進(jìn)入冷凍水管道，然后在管道內將室內大氣間進(jìn)行熱交換，降低室內的空氣熱量則達到降溫的作用；
冷卻泵是借助冷卻水進(jìn)入冷卻塔進(jìn)行的降溫處理，溫度降低后的冷卻水用來(lái)降低制冷劑的溫度。
2.3制冷劑回路
制冷劑回路是中央空調的最重要的部分，在蒸發(fā)室將冷凍水與制冷劑進(jìn)行熱交換，讓冷凍水的溫度降低；
在冷凝室將制冷劑與冷卻水之間進(jìn)行熱量交換，制冷劑溫度降低。
3.當今中央空調所存在的問(wèn)題
3.1中央空調負載要求具有不均勻性
每臺空調在出廠(chǎng)所設置的最大負荷量都比額定功率要超出及20%，是為了保障不受外界影響都能夠正常的的運行。其實(shí)在日常生活或者工作中正確使用，中央空調的實(shí)際功率是無(wú)法達到額定功率的，所以存在一定的空間的，其中冷凍系統能夠智能根據功率值的變化來(lái)調節制冷效果，而中央空調中的泵體的連續水量繃水量是不會(huì )改變的，所以在一定程度上是很浪費的。為了達到節能的目標，通常情況期望在保障中央空調正常工作的同事，降低泵水量，從根本上降低消耗。由于電動(dòng)機的轉速都是有生產(chǎn)商設定好的，是不可調節的，但是由于水流量的機選由是由電動(dòng)機的轉速所影響的，因此這就增加了能源消耗。
3.2冷凍水循環(huán)系統消耗高是因為電動(dòng)機的轉速決定了冷凍水的流動(dòng)速度
轉速過(guò)高的話(huà)就會(huì )導致冷凍水的流速加快，冷凍水循環(huán)時(shí)間次數增多，就沒(méi)辦法將冷凍水的熱交換進(jìn)行的徹底，造成了能源的浪費。同時(shí)，冷凍水循環(huán)系統中閥體的使用也會(huì )造成一定程度的損失，導致電力的資源的浪費，促使中央空調偏離額定工況運作。
3.3電動(dòng)機頻繁啟動(dòng)對于長(cháng)時(shí)間工作中的中央空調來(lái)說(shuō)，電動(dòng)機就是它的命脈，是影響使用期限的一大因素
因為在啟動(dòng)電動(dòng)機的時(shí)候所流過(guò)的電流是正常工作時(shí)的幾倍，所以很容易出現超出限定的電流值情況，在如此高的電流下很容易燒壞電動(dòng)機的接頭處、接觸點(diǎn)等，直接會(huì )影響中央空調的使用期限。
4.將變頻節能技術(shù)運用到中央空調上
一直以來(lái)變頻節能技術(shù)都受到人們的高度重視，將其運用到中央空調上能夠有效的做好節約能源，達到節能的根本目的。中央空調變頻節能技術(shù)主要是在中央空調轉速的改進(jìn)上，因為電動(dòng)機轉速是生產(chǎn)商設定的，所以變頻的根本目的就是要有效控制通過(guò)電動(dòng)機的交變電流，通過(guò)對交變電流的有效控制就能達到中央空調的節能目的，承載能力也會(huì )隨之提升。要使電動(dòng)機能夠輸出與外界環(huán)境溫度向符合的轉矩就調節變頻器的實(shí)際輸出的頻值，該輸出頻值是由電源的供電頻值所得出來(lái)的。使用變頻節能技術(shù)可以讓電動(dòng)機的工作轉速在一個(gè)能控制的范圍內根據外界的影響而隨之變化，還可以將控制流體的閥體省去，減少一部分的消耗。對冷卻水循環(huán)系統的變頻控制是根據冷卻水溫差的變化來(lái)對調節水流量的，也是對電動(dòng)機轉速的調節，溫差的變化就影響電動(dòng)機轉速的變化，當冷凍水溫差變化比較大時(shí)，則表面室內溫度高，泵水量也應隨之適當的上漲，電動(dòng)機的轉速也應該提高：當溫差小時(shí)，則反之。變頻技術(shù)主要是對電動(dòng)機轉速方面進(jìn)行改進(jìn)，做好適時(shí)的調節，要比閥體對流量的調節更加能達到目的，在故障方面也會(huì )降低不少，促進(jìn)中央空調的工作狀況得到根本的改善。
5.中央空調變頻節能技術(shù)的作用
5.1通過(guò)變頻技術(shù)的使用能讓溫度的調節更加便捷，更加準確
社會(huì )經(jīng)濟的高速發(fā)展，同時(shí)貫徹國家的政策，積極響應國家的號召，將節能技術(shù)達到更深層次的研究，節能技術(shù)可以應用到很多設備當中去，隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步，普及程度就會(huì )越來(lái)越廣闊。
5.2在中央空調的變頻控制系統中要裝有警示系統，可以保障在發(fā)生意外的同時(shí)可以第一時(shí)間發(fā)出警報，并自動(dòng)切斷電源，減少損失。
5.3變頻系統一般情況下都會(huì )設有外部設備相連接的端口，將與總控制計算機相連，完成主機對多臺空調的操作和控制。
