变频技术论文范文

【关键词】：风机控制系统；节能技术；改造；变频器；应用

【分类号】：TP391.72

众多的文献资料及工程实践表明，发电厂中发电机组消耗了全厂用电总量的80%左右，其中尤以一些辅助设备，如风机、水泵等的用电消耗占总用电消耗量的主要部分。往往上述设备因为自身能力有限，还要承受过重的生产负荷，以致能源消耗过大，极大提高了企业生产成本。在风机控制系统中应用变频节能技术，全面优化风机控制系统各项技术参数，使风机运行平稳可靠，操作更加便捷，减少人力及电能的消耗，缓解了维修人员的工作强度，解决了能源消耗过多的实质性问题。所以，对电厂风机控制系统采取节能改造技术极具现实意义。本文分析了利用变频技术对风机控制系统进行技术改造，笔者结合自身多年的工作经验，对风机控制系统节能技术有深刻的体会，现将实际的改造的研究过程作一汇报。

一、生产工艺

（一）风机作用

在锅炉的运行系统中，风机是其重要组成部分，起到送风供氧的作用，促使炉内燃料燃烧速度加快并燃烧充分，减少不必要的能源消耗，以减少整个运行系统燃料的浪费。鼓风机往炉膛内输送空气，为燃料燃烧输送必需的氧气，让燃料燃烧更加充分，并确保高强度的燃烧速率，以获得一定的炉膛温度。引风机将燃烧后的多余废气，从炉内抽出经烟囱排至大气，并保持炉内压力达到运行要求。

（二）变频技术介绍

随着信息技术发展，一些新兴技术不断涌入人们生产及生活中，如变频技术就是此类新兴技术之一。交流变频调速技术是近些年兴起的电力传动调速技术，综合多个领域的学科技术，如现代通信技术、计算机控制技术、电力电子技术等，相比其它调速方式，无论是性能、还是技术均十分优越，变频调速具有极高的调速效率，所能源的综合消耗比较少，且调速范围广，可无级调速；此外，还具有灵敏的动态响应、便捷的操作、完善的保护功能、调速精度高等特点，给予工艺自动化提供更为方便的操作，在多个领域获得应用，是企业节能改造手段的重要选择之一。

相比普通交流电机调速，低压变频器是一种不错的选择，施耐德ATV71系列变频器应用到本次课题研究，采用优化正弦波空间矢量控制技术及世界上最先进的第四代由德国公司生产的最新器件-IGBT模块，科学的设计、紧凑的配置、抗潮、防腐、宽广的调速范围，齐全的保护功能、较强的电压变化适应能力，多应用于电网电压波动大的企业和区域，节电效果十分理想。

风机控制系统最好的节能方式就是经过技术改造的以变频器为核心的变频调速控制系统。基于变频器的变频调速控制系统，根据外部的信息反馈及系统运行的实际情况，提出系统实际所需的风机参数即风机风量、压力，依据风机的性能特性确定对应的频率（即风机实际需求转速）调节信号，并同步调整各个环节的输入与输出，使之整个系统平滑调节。根据测算，当风机转速由100%额定转速减少到70%额定转速，仅风机自身耗电就可降低50%左右，再加没有采用变频控制技术的调节方式的能耗增加，本技术方案的此时节能率大于60%，因此，对于负荷经常性变化且变化大的电厂，尤其对一些发电厂长期运行处于低负荷、低转速情况，基于变频调速自动控制装置，增加风机控制系统，可有效降低发电厂综合能源消耗，实现节能目的[1]。

总之，采用变频调节技术，不仅可极大减少能源消耗，还有下述值得关注：将原有运行设备改造为变频控制，可充分避免了因大功率电动机启动时产生的启动电流对其它电机造成的冲击破坏；电机及管道检修周期进一步延长，使检修人员维护工作更加轻松；促使机组自动装置稳定性提高，优化了机组运行，更加经济可靠；优化了设备运行参数，运行效率极大提升。执行闭环自动控制，减少人工的误操作，并使工人的劳动强度大大降低，省去管理费用支出。变频调节性能突出，为系统的优化改造提供极其便利的条件，方便改造不断完善；变频调节应用后，降低了风机的实际运行转速，很大程度上降低了噪声污染。

（三）控制方案及系统配置

课题研究对象为1#炉鼓风机，风机型号：G75-7F-16D电机型号为Y355M2-4-250kW，适配的变频器为施耐德ATV71HC25N4，所需数量1台，采用一拖一的拖动方式。

（四）系统控制方式

所有变频控制柜单独操控一台风机，具有变频及工频双向切换功能；变频柜控制电源采用隔离变压器分离主回路的方式，达到电气隔离的目的；风机供电以变频或工频的双回路方式供电，电气互锁配合机械互锁接触器执行，添加刀熔开关于变频器输入端，便于退出及维护变频器运行；变频控制柜具有远程及就地操作功能，如配置了远程控制室及就地变频控制柜，两大功能可切换使用；设置紧急停机功能，变频柜处任何控制状态下，如远程控制状态，就地控制状态抑或变频控制状态等，一旦接到紧急情况，便会马上停机；变频柜可标准模拟量输入，也可输出AI/AO，开关量输入DI，输出DO，连接DCS系统，方便开启，停用及变频切换，也可轻松调节、风量、控制变频复位，可动态监控风机运行状况、运行频率、承受负荷及遇到的故障等[2]。

二、风机技术改造取得的成果

该风机应用变频技术对控制系统进行改造，对比原系统，改造后的控制系统可无级调速，自身电量损耗很小，减少了设备故障率，此外，有效结合了变频器、人机界面等，自动化调控风量，系统不仅实现了既定的节能目的，还符合了生产工艺要求。技术改造后，变频器变频调速应用到传统发电厂风机控制系统，实现了节能的目的，并可在短期内收回投入成本，因此在发电厂风机控制系统技术改造中采用变频调节技术具有相当大的潜力，还可提升电厂的系统综合控制水平。

三、结论

本文所作的上述论述具有一定的局限性，仅仅从风机控制系统节能技术改造这个层面略作论述，肯定还有许多方面需要涉及，只有在实际操作中及时发现问题，并制定切实可行的应对方案，才能使应用变频技术的控制系统运行更加安全可靠，有助于降低能源消耗的最大化，为我国能源建设做出必要贡献。

参考文献：

变频技术论文范文篇2

1.1高压变频节能技术原理

所谓高压变频技术，是通过调节电压的输出，控制风机的实际功率，从而进一步控制风机的转速，调节风机风量，在风机中应用高压变频技术，就可以使得出风口的挡板完全打开，利用变频技术从源头调节风机的风量输出。风机的电机转速公式为：n=（1-s）n0，n0=60f/p。其中n为实际转速，n0为理论转速，s是转差率，f是电机的运行频率（60是60s），p是电机极对数。由转速公式可看出，在不考虑转差率s的情况下（s=0～0.05），电机的实际转速n=60f/p，即n与f是成正比例相关的，n的值会随着f的增加而增加，随着f的减少而减少，所以控制功率的输出，来调节f的值，就能够完成对电机转速n的调节。

1.2高压变频节能技术优点

高压变频节能技术的应用，能够避免风量因为挡板的损失，提高风机的工作效率，降低电力的消耗。比起挡板调节风量，利用高压变频技术调节，在输送风量时更加精准，能够实现对锅炉负荷的精准控制。而且高压变频技术的应用，在风机启动时，能够对风机进行有效保护。传统的全压启动方式，对发动机和风机都会产生极大的冲击力，容易引发故障，甚至设备损坏。而高压变频技术使发动机缓慢启动，有效地避免了这个问题，极大地降低了设备故障率。

2热电厂锅炉风机高压变频节能技术改造方案

2.1高压变频器选型

高压变频器的选型需要考虑电压等级和投资成本的问题，如一台1120kW功率的风机，选择60kV电压等级的高压变频器显然就是不合理的，既无法对高压变频器进行充分利用，又增大了投资成本，另外在选型时还需要注意谐波污染问题。综合分析热电厂的实际需求，对比市面上的几种高压变频器型号（两电平型、多电平型、单元串联型等），选择单元串联型高压变频器是较为合适的。它采用的是近几年新出现的一种拓扑结构电路，所具有的优点有：功率因素高、抗干扰能力强、谐波污染小、造价低、故障不停机等。

2.2主系统改造方案

QF为真空断路器，QS1、QS2为高压隔离刀闸，KM1、KM2、KM3为高压真空接触器。当高压变频器投入使用时，应先将真空断路器QF闭合，再将高压隔离刀闸QS1、QS2闭合，之后将高压真空接触器KM1、KM2闭合，断开高压真空接触器KM3。当高压变频器发生故障时，高压变频器的控制保护系统将会自动断开高压真空接触器KM1、KM2，同时闭合高压真空接触器KM3，使高压电机从变频状态切换到工频状态下运行。而为了保证切换运行状态时安全可靠，需要设计电气互锁功能，即KM1和KM2闭合时，KM3无法闭合；而当KM3闭合时，KM1和KM2不能再闭合。

2.3高压变频节能技术改造方案注意事项

1）高压变频器在接线时，一定要注意输入端和输出端的区别，不可接反，以免在风机使用时引发事故。2）准确计算转子的临界转速，采取必要的技术保护措施，避免发生扭曲共振现象。3）安装完毕后，检查变频器柜体是否做好了相关接地工作。4）将预充电电源技术运营与风机启动模式中，避免全压启动对设备形成过大负荷。

3结束语

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矿产开发时不注重开发方法，造成资源浪费严重威胁企业利益。我国虽然是资源大国，有着充足的矿产资源，但矿产资源的不可再生性要求企业在进行矿产开发时必须重视开发方法，减少资源浪费。近年来，我国矿产开发的强度越来越大，矿产开发作为土地资源利用的主要途径之一，对我经济发展有深远影响。但很多矿产企业人只要求进度，不重视开发水平。在利益的驱逐下，企业强化资源开发，矿产资源开发有很大的漏洞，很多矿产频发资源浪费的现象，损害企业效益，因此企业应提高矿产开发的质量，确保资源合理开发，提高企业效益［1］。

二、变频技术的应用

(一)变频技术的具体方法

科学家在实践中总结，变频技术有利于充分利用资源，与传统的技术相比，变频技术在实践中取得重大效果，不但有效减少资源的浪费，而且利于我国科学研究。变频技术在人们日常生活中非常常见，变频技术广泛应用于电力行业、机械行业和其他多个行业。在生产中，变频技术有显著的节能效果，因此受到各个业界的广泛应用。变频技术在矿产开发的过程中，节能效果更为显著。在矿产开发过程中良好利用变频技术，利于资源合理开发，从而为资源的可持续利用做出贡献。

(二)变频技术应用的必要性

我国矿产资源在世界排名居先，但人口压力过大，人均矿产资源占有量排名落后，因此只有合理的矿产资源才能适应我国国情。近年来，矿产资源过度开采，致使矿产资源的总量飞速减少［2］。我国经济飞速发展，使用矿产资源的公司日益加大，企业间的竞争激烈，对矿产资源的开发力度加大，但企业在开发过程中忽视资源的合理开发，造成资源浪费。变频技术能实现节能，在矿产资源开发过程中使用变频技术，从而实现对矿产资源有效节约。变频技术还可以降低矿产开采时造成的污染，这不但为我国环保事业做出贡献，更利于企业可持续发展。

(三)变频技术的使用意义

矿产资源在开发过程中的资源浪费是最严重的开采问题之一，资源浪费影响矿业发展，对能源可持续利用和企业发展造成严重危害，威胁国民经济发展，矿产资源开采主要问题是资源浪费，通过变频技术降低矿产开发时造成的矿产资源浪费，保证开发生产的顺利进行，提高了矿业生产效率，促进国民经济增长，合理的矿业开发也有效提高开发质量，避免资源浪费。我国作为人口大国，资源的合理利用非常关键。人是推动社会发展的核心，在生产和生活中只有提高人的主观能动性，才能为企业带来利润。科学的变频技术增强员工对矿产资源开发的热情，员工对工作的内容有认同感，提高员工工作积极性，有效提高生产力。矿产资源的是我国经济发展命脉，只有良好合理的矿产开发才能推动经济发展［3］。

三、结论