變頻器在發(fā)電廠給煤機變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應用

1、變頻器在發(fā)電廠給煤機變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應用發(fā)電廠給煤機是電廠制粉系統(tǒng)中重要組成部分，是電廠重要的輔助動力設備，其主要任務是為制粉系統(tǒng)磨煤機提供原料。制粉系統(tǒng)工藝流程如下圖。系統(tǒng)功能框圖 根據(jù)給煤機穩(wěn)定運行的重要性，采用冗余控制系統(tǒng)。 變頻調(diào)速系統(tǒng)電氣回路圖 電氣回路由空氣開關、接觸器、中間繼電器、電流互感器、端子排、電纜等組成。變頻器用雙回路電源供電，當一路電源工作，則另一路電源作備用電源處于熱備用狀態(tài)，當工作電源失電或發(fā)生故障時，自動投入備用電源。 優(yōu)點：實現(xiàn)軟啟動，啟動電流小且平穩(wěn)，減少對電網(wǎng)和設備的沖擊。能連續(xù)無級調(diào)節(jié)給煤機的速度。給煤機長期運行在30Hz，節(jié)約能源。具有多種保護功能，易于

2、維護、維修，符合工廠自動化發(fā)展趨勢。 水泥行業(yè)風機變頻節(jié)能的解決方案一 概述 在水泥行業(yè)的立窯、回轉(zhuǎn)窯風機這樣的設備，耗電量極大，起動電流很高，要求變壓器有足夠大的富余量，同時用電動閥門、擋風板等裝置來調(diào)節(jié)風量，在風道系統(tǒng)設計時，為滿足生產(chǎn)環(huán)境的最大要求，必須留有余量，因此風機的風量和壓力往往偏大，功率的偏大設計必然造成能量的浪費。在傳統(tǒng)的情況中，都是采用閥門來調(diào)節(jié)風量的，有些也采用旁通閥或者回流閥來解決流量和壓力余量過大的問題，這些方法都存在著很大的能量消耗，很多的風機有3070%的能量是消耗在調(diào)節(jié)閥的壓降上的，不僅造成電能的浪費，工作效率低，而且開動閥門時，還發(fā)出嘯聲和振動，經(jīng)常發(fā)生事故。

3、近幾年來變頻技術的出現(xiàn)，徹底改變了這一狀況，實踐證明在風機的系統(tǒng)中接入變頻系統(tǒng)，利用變頻技術改變電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風量和壓力的變化用來取代閥門控制風量能取得明顯的節(jié)能效果。二 節(jié)能原理 立窯、回轉(zhuǎn)窯上的風機的運行工況由立窯、回轉(zhuǎn)窯的負荷情況決定，根據(jù)流體力學理論，電機軸功率P和風量Q、壓力H之間的關系為：P=K*H*Q/其中K為常數(shù)；為效率。它們與轉(zhuǎn)速N之間的關系為：Q1/Q2=N1/N2H1/H2=（N1/N2）2P1/P2=（N1/N2）3 圖中曲線1為風機在恒速下壓力H和流量Q的特性曲線，曲線2是管網(wǎng)風阻特性（閥門開度為100%）。假設風機在設計時工作在A點的效率最高，輸出風量Q1為100%

4、，此時的軸功率P1=Q1*H1與面積AH10Q1成正比。根據(jù)工藝要求，當風量需從Q1減少到Q2（例如70%）時，如采用調(diào)節(jié)閥門的方法相當于增加了管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到為 2曲線3，系統(tǒng)由原來的工況A點變到新的工況B點運行，由圖中可以看出，風壓反而增加了，軸功率P2與面積BH20Q2成正比，減少不多。 如果采用變頻調(diào)速控制方式，將風機轉(zhuǎn)速由N1降到N2，根據(jù)風機的比例定律，可以畫出在轉(zhuǎn)速N2下壓力H和流量Q特性如曲線4所示，可見在滿足同樣風量Q2的情況下，風壓H3將大幅度降低，功率P3（相等于面積CH30Q2）也隨著顯著減少，節(jié)省的功率P=HQ2與面積BH2H3C成正比，節(jié)能的效果是十分明

5、顯的。 由流體力學可知，風量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比，當風量減少，風機轉(zhuǎn)速下降時，起功率下降很多。 例如風量下降到80%，轉(zhuǎn)速也下降到80%時，則軸功率下降到額定功率的51%；如風量下降到50%，功率P可下降到額定功率的13%，當然由于實際工況的影響，節(jié)能的實際值不會有這么明顯，即使這樣，節(jié)能的效果也是十分明顯的。 因此在有風機、水泵的機械設備中，采用變頻調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風量和流量，在節(jié)能上是一個最有效的方法。 三 節(jié)能系統(tǒng) 綜上所述，只要正常生產(chǎn)過程中電動閥門的開度在85%以下，在安裝節(jié)能系統(tǒng)之后，我們預計節(jié)能率應在30%以上。同時節(jié)能系統(tǒng)

6、還具有以下優(yōu)點：1 采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，可靠性，精確度，穩(wěn)定性都有很大提高。2 實現(xiàn)電機軟起動，消除電機起動電流的沖擊，延長機械設備的使用壽命。3 運行平穩(wěn)，減低噪音，改善工作環(huán)境。 變頻器在拉絲機中的應用變頻器 拉絲機 PID調(diào)節(jié)器一、引言拉絲機是電線電纜行業(yè)主要加工設備之一，主要是將銅線加工成各種規(guī)格細線，一般由放線、水冷、收線及排線等部分組成，其中電氣傳動部份主要由放線電機和收線電機及排線電機實現(xiàn)。隨著變頻技術的不斷推廣，變頻器正日益被用于拉絲機設備。二、變頻控制原理及實現(xiàn)1、拉絲機的主要電氣構成車一般拉絲機主要由放線電機、與收線電機及排線電機構成驅(qū)動部分。隨著收線卷徑不擴大，收線電機的轉(zhuǎn)

7、速應相應降低，以保證線速度恒定，在控制中常采用張力反饋裝置來調(diào)節(jié)收線電機的速度。隨著變頻器功能不斷增強、性能不斷穩(wěn)定，變頻器也被應用于拉絲機。利用變頻器控制收線電機與放線電機，而排線電機由于功率較小直接由電網(wǎng)電壓來控制。圖1為拉絲機的變頻控制示意圖：2、基本控制原理：放線電機與收線電機分別由兩臺變頻器控制（見圖1），放線變頻器通過外部電位器設定轉(zhuǎn)速，放線變頻器的模擬輸出信號AM、和張力平衡反饋信號經(jīng)PID調(diào)節(jié)器后控制收線變頻器（見圖2）。隨著收線筒卷徑的變化，張力平衡桿的反饋信號也隨之變化。張力桿反饋信號（由精密變阻器構成）經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路板轉(zhuǎn)換為0-10V，這個信號與放線變頻器模擬輸出信號AM

8、、AM-構成PID兩路輸入信號，其調(diào)節(jié)輸出控制收線變頻器，使絲線保持一定的線速度和張力。 變頻器啟動后由放線變頻器的OC輸出信號起動排線電機，由于排線電機的功率較小，可直接通過兩個接觸器控制其正反轉(zhuǎn)運行，使銅線均勻地繞在收線筒上。3、變頻器參數(shù)設定深圳康沃電氣技術有限公司是一家集變頻器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的公司，主要系列產(chǎn)品包括：通用型G1/P1與G2/P2系列、高性能單相變頻器S1系列以及注塑機專用變頻器ZS/ZC系列。根據(jù)拉絲機負載特性，宜選用康沃通用型G2系列，以實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出。以37kW放線電機和11kW收線電機為例（均為4極），應分別選用以CVF-G2-4T0370 及CVF-G2

9、-4T0110。下表分別給出了兩臺變頻器的相關參數(shù)設定。（1）放線變頻器參數(shù)設定： 參數(shù)代表的意義參 數(shù)代表的意義b-0=2選擇高級參數(shù)b-3=1外部端子起動b-1=2外部電位器調(diào)速b-7=60加速時間：60秒b-8=60減速時間：60秒L-63=8外部斷線報警b-15=0OC1輸出控制排線馬達 （2）收線變頻器參數(shù)設定：參數(shù)代表的意義參數(shù)代表的意義b-0=2選擇高級參數(shù)b-3=1外部端子起動b-1=2外部電位器調(diào)速b-7=5加速時間：5秒b-8=5減速時間：5秒L-63=8外部斷線報警b-15=1OC1輸出控制收線電機電磁剎車收線電機電磁剎車頻率設定：2Hz三、調(diào)試注意事項在調(diào)試過程中主要注

10、意起動階段與停車階段，應保持放線電機與收線電機同步起動。1、起動階段變頻器運行前將張力桿置于中間稍偏上位置，啟動變頻器緩慢升速。如啟動時出現(xiàn)斷線現(xiàn)象，說明收線電機起動過快，可相應地調(diào)整收線電機的起動頻率L-7、起動頻率持續(xù)時間L-8及放線、收線變頻器的加減速時間b-7和b-8幾個相關參數(shù)。2、停車階段停機時，放線、收線電機由當前運行頻率按減速時間減速。減速到設定頻率時，收線變頻器的OC輸出信號啟動電磁剎車裝置，使得放線、收線電機準確停車，這樣便不會因為放線電機過快停車造成銅線拉斷。如果在停機過程中出現(xiàn)斷線，可相應地調(diào)整放線、收線變頻器減速時間b-8，若接近停機時出現(xiàn)斷線則可調(diào)整收線變頻器的OC

11、輸出信號作用時間（b-15、L-58）。四、結(jié)論拉絲機采用變頻器控制，可以根據(jù)產(chǎn)品的不同規(guī)格調(diào)節(jié)放線電機的速度，從而有效提高產(chǎn)品的質(zhì)量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另一方面，采用變頻器控制實現(xiàn)了電機的軟啟動，有助于延長電機的使用壽命，同時減少了電氣維護工作量 紡織印染行業(yè)解決方案變頻調(diào)速技術在棉紡織設備中的應用 1、 前言 近10年來在激烈的市場競爭中，國內(nèi)外紡機廠商，采用PLC控制，變頻調(diào)速，機電一體化等以電子技術更多的取代傳統(tǒng)的機械結(jié)構，提高紡機整機的可靠性，提高紡制質(zhì)量和自動化程度，擴大品種的適應性，使用操縱易便。各紡織廠家也投資改造老機設備。這里面有一個采用較多的技術-交流變頻調(diào)速技術。 2、交流變

12、頻調(diào)速技術的優(yōu)點 交流變頻調(diào)速技術近二十年來在一些技術先進的國家得到迅速的普及推廣，并在電子拖動中逐步占據(jù)主導地位，形成了電力電子學理論。 電力電子學就是使用電子半導體元件進行電力變頻和控制的技術。1973年美國電氣學會在其主辦的電力電子學大會上，將電力電子學定義為：是研究電氣電子和控制的邊緣領域的技術學科。電力電子學是本來不適用于調(diào)速的交流異步電動機，具有和直流電動機一樣的調(diào)速性能。 交流變頻調(diào)速傳動具有以下特點： 2.1可以使普通異步電動機實現(xiàn)無級調(diào)速。2、 2.2啟動電流小，減少電源設備容量。 2.3啟動平滑,消除機械的沖擊力,保護機械設備。 2.4對電機具有保護功能,降低電機的維修費用

13、。 2.5具有顯著的節(jié)電效果。 由于交流變頻調(diào)速傳動技術具有上述特點，已開始取代直流調(diào)速裝置，成為現(xiàn)代電氣傳動的發(fā)展方向。 3、交流變頻技術在棉紡織設備中推廣應用的必要性 紡紗工藝流程中要求加工設備的電氣傳動穩(wěn)定，點動、啟動及升降速都應平滑實現(xiàn)，這樣才能是纖維的牽伸均勻，降低重量不勻和條干CV值。在棉紡設備的傳動系統(tǒng)中，都是由皮帶與齒輪來承擔，由于電動機啟動硬度的原因，在點動與啟動過程中，不可避免地會出現(xiàn)皮帶打滑，齒輪沖擊等現(xiàn)象。在機械傳動輪系中，齒輪越多，造成齒輪損傷的機率就越大，應用交流變頻技術就能夠很好的解決平滑啟動，消除機械啟動時的沖擊力，實現(xiàn)無級調(diào)速，滿足生產(chǎn)工藝要求，提高成紗質(zhì)量。

14、應用此技術在紗支品種變化的 情況時，不需改變牙齒或皮帶輪，設備工藝轉(zhuǎn)速的改變只需通過變頻設定就可完成。 4. 交流變頻技術在紡織設備中的應用 4.1交流變頻調(diào)速在新型國產(chǎn)棉紡設備中得到廣泛的應用。在2000年第七屆中國國際紡織機械展中，F(xiàn)A201B梳棉機、FA326并條機、FA423粗紗機、FA710 高速并條機、FA231倍捻機均采用變頻調(diào)速。新型國產(chǎn)細紗機F1513系列、 F0128系列采用PLC，可編程序控制，變頻調(diào)速、紡紗全程可根據(jù)設定程序進行調(diào)速紡紗。特別是EJM128JL型細紗機1008錠，錠速可按10段變頻調(diào)速控制。FA716并紗基礎集體變頻調(diào)速，還可使用后不同品種需要，實行單錠

15、，分組或分段變頻調(diào)速，適應棉毛等多品種并紗卷繞的要求。 4.2交流變頻調(diào)速在梳棉機中的應用。 4.2.1梳棉機老機在設計方面由于受到當時的技術條件、設備制造成本，市場需要等因素的限制不可避免的存在著一些缺陷。如A186D型梳棉機道傳動系統(tǒng)中的電磁離合器由于故障較高，經(jīng)常造成停臺，不時出火警，給生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量造成一定的損失，要保持與維護需投入大量的人力與物力。有些企業(yè)慣性輪電磁離合器被棄用。這樣在道夫慢轉(zhuǎn)快的過程中產(chǎn)生細條，嚴重時出現(xiàn)破邊，棉網(wǎng)拉斷的現(xiàn)象影響生條質(zhì)量。有的企業(yè)為避免這種現(xiàn)象，用不當?shù)牟僮鬓k法來彌補以上設備缺陷，但要造成大量的廢條，同樣是不可取的。 4.2.2改善梳棉機運行狀態(tài)

16、的過程。A186D梳棉機為了使道夫達到升、降速平滑，在機械傳動中設計雙速電機，慣性輪、電磁離合器，用電氣加機械的手段來實現(xiàn)。A186E、A186F、FA201梳棉機設計中又增加了電動機的星-三角轉(zhuǎn)換這一控制環(huán)節(jié)，從而進一步改善了升、降速斜率。FA201B、FA212梳棉機采用了交流變速調(diào)速，從而實現(xiàn)了道夫升速斜率的任意調(diào)節(jié)，道夫工藝轉(zhuǎn)速的任意可變的功能。為老機改造提供一個好的范例。 對A186D老機進行交流變頻調(diào)速改造，不但提高設備性能，降低故障停臺。還能提高生產(chǎn)效率與生條質(zhì)量。 4.3變頻調(diào)速在粗紗機上的應用取代防細節(jié)裝置。粗紗機的筒管卷繞與前羅拉的轉(zhuǎn)速在開停時容易產(chǎn)生差異，造成粗紗張力的過

17、大與過小，這樣就很容易形成粗紗的粗細節(jié)，為了減少粗細節(jié)的產(chǎn)生，在粗紗機傳動設計有電抗器，時間繼電器加電磁離合器，統(tǒng)稱為防細節(jié)裝置。電抗器的作用是在粗紗機啟動時使主電機處于三相不平衡狀態(tài)，從而降低電機的啟動力矩，達到軟啟動的目的，時間繼電器與電磁離合器則是在粗紗機停車時鐵炮與筒管卷繞相脫離，筒管停止卷繞，而前羅拉則仍以慣性繼續(xù)輸出粗紗，使用羅拉與錠翼之間的粗紗又一定的松弛程度，防止粗紗再次開車時產(chǎn)生過度張力。 此種防細節(jié)裝置在實際使用過程中存在嚴重的缺陷。一是電抗器串在三相回路中的一相，利用三相不平衡原理來降低電機的啟動力矩，當粗紗機啟動結(jié)束后通過時間繼電器將電抗器短接，使電動機恢復三相平衡狀態(tài)

18、，投入正常運行。如果時間繼電器一旦出現(xiàn)問題，就會使電機長期處于三相不平衡運行，造成電機過熱而燒壞。二是停車用的電磁離合器的離合時間是通過兩個時間繼電器配合調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的，使粗紗的松弛程度掌握難度較大，再者電磁離合器的故障也較高；因此這種防 細節(jié)裝置，在實際生產(chǎn)中能保持的很少，粗紗的防細節(jié)問題一直沒有得到很好的解決。目前新型粗紗機及老機改造采用交流變頻技術。使這一工藝難題得以解決。經(jīng)對FA413型粗紗機改造前后成紗質(zhì)量測試，啟動段粗紗條干CV%下降2-3%，粗紗粗細節(jié)下降90%以上。 4.4變頻調(diào)速在漿紗機上的應用減少了機械結(jié)構和電機。在G142系列漿紗老機改造中采用交流變頻調(diào)速，減少原設計中的第

19、一組機械無級變速器，同時省去了一個伺服電機和一個慢速電機。而在滿足上漿工藝上，車速由慢速、主機加升降速改造成了車速由啟動道工藝車速的無間斷無級調(diào)速。為車速變化調(diào)整壓力實現(xiàn)漿紗上漿率均衡提供了條件。 4.5變頻調(diào)速在紡織空調(diào)中的應用使節(jié)能顯著。在空調(diào)風機控制中應用，可根據(jù)車間環(huán)境條件對風機進行無級調(diào)速，擴大了調(diào)節(jié)范圍，因風機大部分工作在50-80%的效率中，這樣就具有良好 的節(jié)電效果高達60%左右，在水泵控制應用中可根據(jù)水量調(diào)整供水水泵轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)節(jié)能同時也實現(xiàn)了接近恒壓供水。 5、交流變頻調(diào)速技術在棉紡織設備上推廣應用的可行性。 交流變頻調(diào)速技術在新型國產(chǎn)棉紡織設備中已比較廣泛。目前服役的棉紡織設備中推廣應用的極少 。棉紡織技術雜志閻磊主編曾在我國紡織工業(yè)技術進步的思考與建議2000.1一文中就提到了采用高新技術改造傳統(tǒng)紡織設備問題，現(xiàn)棉紡織企業(yè)所使用的設備大都是七、八十年代生產(chǎn)的設備，這些設備從機械狀態(tài)來講仍可使用