变频给水设备

变频给水设备（共12篇）

变频给水设备 篇1

摘要：变频调速是以变量恒压为前提, 可解决由于管网需要压力与水泵扬程矛盾, 采用变频调速设备可少用水, 少耗电, 节约能源。

关键词：变频调速,供水设备,节约能源

变频生活给水设备具有节能功能, 已得到大家及社会的公认, 但需对使用变频器的用户进行说明:“变频器的节能不是无限制的”, 那么, 其最大节能效果在给水中是如何发挥的呢?

一、变频在给水中的功能

1.采用变频调速是以变量恒压为前提, 来发挥最大限度节能的。变频PID闭环控制系统, 在不同用水流量下, 输出相应频率, 来改变水泵转速, 达到恒压目的。由于变频调速的原理, 决定了变频的最大特点“因需而供”。

2.由于变频调速具备压力可调 (在水泵扬程范围内) 功能, 可解决由于管网需要的压力与水泵扬程的矛盾。如选择高扬程水泵可在其良好的性能范围内按需要调节扬程, 这样为适应相应的压力在选择水泵方面提供了方便。

3.变频调速控制的水泵在起动时, 电机频率会逐渐升到工频频率, 压力也是逐渐升高, 这样就避免了水流冲击造成的管路、仪表、阀门、法兰等损坏。变频调速对于电网要求较高的场合, 防止因水泵功率较大突然启动造成电网波动, 缓解对电网的冲击, 避免影响或损坏其他用电设备的使用。

二、节能不能无限制的

变频调速 (恒压) 变量供水, 电机频率随用水流量的变化而变化。

如:用水量增加、频率上升、转速上升输出功率增加;用水量减小、频率下降、转速下降、功率减小, 即“多用水, 多耗电”;“少用水, 少耗电”, 但不是“不用水, 不耗电”。

如:某住宅小区一变频生活供水设备:采用水泵型号为:65DL32-15X6 (流量Q=32m3/h, 扬程H=90m, 功率N=15kW) , 采用瑞典ABB变频器型号为:ACS400-016-3-X (功率N=15kW) , 在用水低潮流量Q=0m3/h时, 如设备不采用变频调速控制, 经测算水泵输出功率约10.6kW/h (水泵扬程H=98m) ;若采用变频调速控制, 水泵输出功率约7.2kW/h (水泵扬程H=90m) , 变频器自身耗电功率约0.456kW/h, 耗电总功率为7.656kW/h。因而, 即使在稳压状态 (或趋于零流量) 也需耗能, “不用水, 不耗电”是不可能的, 但“少用水, 少耗电”是肯定的。

在用水高峰期, 水泵处于额定工作状态, 是否采用变频调速控制, 水泵功率都为15kW/h, 变频器自身耗电功率0.456kW/h, 即采用变频调速控制时耗电总功率为15.456kW/h。

此例说明, 生活给水设备在变频调速控制正常使用情况下:输出总功率P=7.65kW~15.456kW/h范围, 最小耗电功率7.656kW/h;非变频控制:输出总功率P=10.6kW/h~15kW/h范围。最小耗电功率10.6kW/h。因而变频生活给水设备与非变频生活给水设备相比, 在用水低潮期, 最低输出功率差:10.6kW/h~7.656kW/h=3kW/h。所以, 节省电能与额定电能比值最大20%, 对任何型号的变频器控制也说明其节能不是无限制的。

必须承认水泵在额定工况下:使用变频调速控制耗电不但没有减少, 而且与电网直接供电相比为多耗电。因此, 我们要不要采用变频调速控制呢, 答案是肯定的。

原因一:设备的额定供水量是按建筑给水在最大条件下的需水量计算确定的, 在正常使用下, 用水量将少于设备的额定供水量, 即设备不会处于满负荷状态。

原因二:变频器的自身耗电为其额定输出功率的3%, 而其最大节电度达到20%。因而, 在较长时间内使用仍可达到非常节能的效果。

原因三:“少用水, 少耗电”也就是说当用量小于额定供水量时设备已处于节能状态。由于生活用水负荷变化曲线变化很大, 一般情况每日用水高峰期 (常在以下几个阶段:早上5:30—8:00、中午12:00—14:00、晚上17:00—20:30) 共约为8小时, 用水量较大, 水泵基本处于额定工况下;用水低潮为其余2/3时间, 水泵处于稳压或休眠状态, 即发挥其节能功能。

综上所述, 采用变频调速控制与非变频调速控制在节能方面相比, 前者比后者节能, 但节能不是无限制的, 不是个人主观所能要求的, 应客观地认识变频。

变频给水设备 篇2

染整设备中风机、水泵变频调速

主持人:欢迎进入《百花苑》. 从风机、泵类用电设备实际管网运行情况来看,风机、泵类(以下简称机泵)耗电有效功率仅占30%～40%,60%～70%的电能都消耗在调节风门、阀门及管网的压力降上,再加上实际负载常有变化及工程设计裕量大,造成“大马拉小车”,因此,机泵实际应用的.总效率是很低的.

作 者：陈立秋  作者单位： 刊 名：染整技术 英文刊名：TEXTILE DYEING AND FINISHING JOURNAL 年，卷(期)： 29(10) 分类号： 关键词： 

探析矿山机电设备变频控制技术 篇3

【关键词】矿山；机电设备；变频控制技术

矿山机电设备变频控制技术是一种基于各种微机技术、电子电力技术的综合应用，根据强弱电流混合以及矿山机电综合处理技术等，为矿山井下作业具有重要的帮助。矿山作业过程中离不开电能，井下通风、压气等都需要消耗大量的电能，而变频控制技术能够避免电能的浪费，具有明显的节能环保功效。基于此，加强对矿山机电设备变频控制技术的研究具有十分现实的意义。

1.变频控制技术的应用原理

第一，电压转化与调整。变频控制技术是一种调速处理技术，包含了电力电子技术、微机处理技术、点击传动技术等，能够将强弱电流处理以及机电设备电能技术综合起来。原理是将工频电源利用半导体器件转换为其他频率的电能控制装置，在基本原理的掌握方面，主要是通过对矿山机电设备的调整，或者交流电压交互作用，将其作为一种驱动电能，满足调速的电压需求。

第二，矿山机电设备运用变频控制技术，主要是对机电设备的负载变化进行控制，保证自动化增减速度的效果，为矿山开采作业提供便利。随着科技水平的发展，功率器也逐渐更换成IGBT、GTR等，设备使用更加地智能化，变频控制技术的应用方面也增加了自动化控制、人工神经网络控制等技术，实现了自动化应用与管理。

2.矿山机电设备中运用变频控制技术的意义

变频控制技术经过不断的创新与发展，在矿山机电设备中的运用，为矿山工业取得了巨大的效益，也为我国经济发展做出了相应的贡献。第一，矿山机电设备中运用变频控制技术，能够提升设备的安全性能，通过变频控制技术，为机电设备提供最为安全的运行模式，通过有关的程序控制，降低了安全事故发生的几率，维护了矿山作业的安全；第二，变频控制技术在矿山机电设备中的运用，保证了设备运行的稳定性，采用变频控制技术，能够为设备运行提供精细化的控制，有效改变运行的速度，避免由于负载等因素造成的干扰等；第三，机电设备运用变频控制技术，不仅能够降低设备运行中对能源的消耗，满足节能环保的有效要求，同时变频控制技术的运用，还能够降低设备的损耗，保证设备的使用寿命。

3.变频控制技术在矿山机电设备中的具体运用

3.1 通风机中变频控制技术的运用

通风机的原理就是利用机械能，不断增加气体压力，同时不断排送气体，效率高，通风量较大，在矿山开采作业领域具有十分广泛的运用，能够为矿山井下输送源源不断的空气，还具有通风、除尘等作用，对保证矿山作业的安全性具有重要意义。变频控制技术在矿山通风机中的运用，不仅能够对通风量进行细密的调节，为矿山提供新鲜的空气，为矿山井下作业提供安全；同时，变频控制技术还能够根据矿山井下作业的实际情况，对通风机的功率进行调节，在确保安全的前提下，能够降低设备运行的功耗，降低其机械损耗等，对延长通风机的寿命也具有积极的意义。

3.2 提升机中变频控制技术的运用

提升机是矿山机械中重要的设备之一，就是通过机械能将重物的势能改变，是一种大型的机械设备，特点包括提升能力强、功率大、稳定性高等，在我国矿山工业中具有较为广泛的运用空间。矿山井绳利用电机带动钢丝绳，然后利用提升装置等，实现对物体的运输，一般包括人员、材料等运输工作，是矿山作业正常运行前提条件。

提升机中变频控制技术的运用，第一，是利用计算机程序，对提升动力系统进行有效的控制，从而将提升机转换性能加以改善，保证提升机转换的稳定性与安全性；第二，利用特定的控制程序，对提升机的运行进行精确的控制，根据矿山作业的实际需求，控制提升机运行的速度，降低运行过程中的能量损耗，延长提升机设备的使用寿命。

3.3 皮带机中变频控制技术的运用

作为矿山工业开采作业中重要的机电设备，皮带机发挥了不可缺少的作用，主要是利用机械摩擦力，改变重物的位移，完成具体的运输作业。皮带机的优点在于工作稳定、结构简单、输送能力强、实用性高等，是我国现代矿山开采作业中重要的设备之一。与通风机、提升机相比，皮带机运行的总功率相对较大，可以算是矿山机电设备中功率最大的设备，在运行过程中需要长时间的承受重物的压力，在摩擦作用下还会发散大量的热量，因此，控制皮带机老化问题一直是矿山作业中的难点。

变频控制技术在皮带机中的运用，可以根据皮带机的负载变化而调节皮带机的运行功率，一方面可以提升皮带机的运行稳定性，减少不必要的因素干扰给皮带机带来的破坏性；另一方面可以在满足输送需求的前提下达到节能环保的要求，同时可以减少不必要的熱量带来的老化现象，延长皮带机的使用寿命。

3.4 渣浆泵中变频控制技术的运用

渣浆泵在矿山作业中应用十分广泛，这与其机械功率大有直接的关系，同时矿山作业中会产生大量的渣浆，必须通过渣浆泵进行处理，改善矿山作业的环境，保证作业的安全。渣浆泵主要是利用离心驱动力，将电能转换为势能与动能，但是由于这种机电设备的结构与功率等级都十分复杂，同时又需要在矿山作业中不间断地运行，会消耗大量的功率。

可以根据皮带机的负载变化而调节皮带机的运行功率，一方面可以提升皮带机的运行稳定性，减少不必要的因素干扰给皮带机带来的破坏性；另一方面可以在满足输送需求的前提下达到节能环保的要求，同时可以减少不必要的热量带来的老化现象，延长皮带机的使用寿命。

4.总结

通过上述分析可知，矿山机电设备中运用变频控制技术，一方面能够强化对机电设备的精细化控制，满足矿山作业的相关要求，同时保证作业的安全与稳定；另一方面，通过变频控制技术，能够切实改善运行状态，降低能量与机械损耗，具有节能环保的功效，还能延长设备的寿命。随着我国科技水平的提升，变频控制技术在矿山机电设备中的运用必将经历新的变革，相关技术也会不断的进步，实现科学生产力的提升，为矿山工业发展做出更大的贡献。

参考文献

[1]冯树生.煤矿机电设备中变频技术的应用[J].电源技术应用.2014，15（8）：125-126.

简述变频供水设备应用 篇4

关键词：供水系统,变频器,循环软启动

1 普通的变频供水设备

循环软启动类型的变频供水设备是在现实应用中最为广泛的, 整个系统组成较为简单, 主要包括了水泵、变频柜、仪表、以及各种管路交错组成。这里需要提到的是, 这种系统的水泵应当选取型号相同的二至四台为宜。下面就以三台作为例子进行详尽的分析。

日常供水主要是使用一台水泵进行供水, 但是当使用量增加, 一台水泵的供水不足以满足水量的要求时, 变频柜就会在将运行水泵转变成工频运行后开启第二台水泵。以此类推, 当两台水泵共同运行也不能满足水量需求时则将第二台也转变成工频然后开启第三台。当水量使用减少时, 再按照启动的顺序, 将水泵依次停止, 最后将第一台水泵恢复恒压。一次变频运行结束。

另外由于供水系统在平时的供水中主要是使用一台水泵, 因此会设定水泵的运行时间, 依次保证水泵不会超负荷运转, 这个时间的设定视实际情况而定。当超过了特定的时间变频柜就会停止水泵的运行, 启动下一台, 这个时间可以随时的根据需求进行调整, 不仅可以保证系统的正常运行, 同时也可以延长机械的使用寿命。

双恒压的接口是变频控制器能够节能的特殊结构, 双恒压的供水功能是实现节能的基础。

这种变频式的供水系统应用于一些林区的供水, 功率一般不会过大, 由于适用的区域用水流量变换不大, 所以一般采用循环水系统。

2 变频供水系统中带小流量泵设备系统

林区的用水不是一直稳定的, 主要用于生产以及灌溉等。变频器对于供水系统的节能作用, 主要是在于对水泵工作效率的转换上, 水泵的功率越高, 用电量越大。水泵运转效率的大小决定了水泵功率的大小, 像在用水的低谷期, 供水系统中的水流量很小, 但是水泵的运转运行不会因为流量变小而发生改变, 就会造成水泵出现低流量运行状态, 此时水泵的工作效率就大大减小。因此, 这时变频器就无法达到节能的目的了。

因此, 对于小流量以及零流量时供水系统的节能问题就需要进一步采取措施, 在实际的操作中一般都采用了四种方案: (1) 变频主泵+工频辅泵; (2) 变频主泵+工频辅泵+气压罐; (3) 变频主泵+气压罐。多角度分析和综合比较之后, 第四种无论是从能耗还是成本上最为适宜, 只需要为原有的供水系统配备上专门针对小流量和零流量的小型水泵就能解决此类问题。将一至两台流量在3~6m3/h的小型水泵配备到原有的主频供水泵上, 当然, 可以根据实际的使用情况选用水泵的流量。功率的选择一般在1.5到3k W之间, 扬程则需要根据主泵的扬程选择。

变频柜一般都采用的是PLC的控制系统, 供水系统的控制是通过模块化的程序设计。主要的运行方式为:首先, 系统在正常流量下采用的是主泵的循环供水系统, 再此情况下变频器可以最大的发挥作用。当系统中的水量由于需求的减低而减小事, 主泵的运转频率也会跟着降低, 当频率降低到特定的规定值时, 调节器就会做出反应, 发出切换命令, 将系统的供水模式转换到小型水泵系统中。反之, 当系统的用水量加大, 切换后的小型水泵不能满足系统的流量需求之时, PID调节系统又会发出转换信号, 在必要的延时之后, 系统切换成为主泵的供水模式。因此, 使得整个系统可以最大程度的提高效率, 这样才能真正发挥供水系统的变频节能效果。

3 全流量高效变频供水设备

对比较大的林区用水, 若单配主泵机组和小流量泵, 因小泵流量QL和主泵流量QM差别较大, 当流量调节范围在QL~1/3Qm时, 水泵的运行效率仍很低, 导致水泵运行不经济, 浪费电能。并且流量在大于或接近QL时还会出现频繁的换泵操作。为实现在全流量范围内水泵始终能高效率运行, 这就有必要再增加一种中流量水泵, 流量可选为1/3Qm~1/2QM。特殊情况下还可增加2种中流量水泵。这样整体水泵流量选择呈阶梯状, 从而使得设备在任何流量段运行时均处于水泵的高效率段, 更加节能。

变频柜控制核心由PLC和多功能PID调节仪构成, 以三种泵配置为例系统也可实现双恒压供水功能, 中泵和小泵变频时低恒压供水, 主泵变频时高恒压供水。

4 深水井变频供水设备

目前深水井潜水泵采用变频调速控制的也非常广泛, 主要是因为不需再建水塔, 设备占地小, 建设周期短, 水质无二次污染, 水泵软启动软停车, 故障率低, 大修周期延长, 寿命提高。但对夜间也要求供水的系统 (一般居民生活用水都有要求) , 仍存在夜间小流量“费电”问题。一般潜水泵功率较大, 小流量频率f L一般在28Hz以上。如30k W的潜水泵, 小流量频率按30Hz计算, 每天夜间近6h内约有50k W·h电能“浪费”, 一年就是18000k W·h!这还未计入白天小流量时的用电。

5 生活消防合用变频供水设备

在林区, 生活用水的压力并不大, 但是消防压力较之于生活压力则需要专门的考虑。无论在棺材的选取上还是在管路的铺设和设计上都需要进行专门的实地考察, 采取最佳方案配合变频供水设备, 若管材选用适当或消防管路采取防倒流措施, 在采用变频设备及电源可靠条件下, 建议高规适当放宽要求应允许生活消防合用供水设备。同时有以下优点:

5.1 生活消防泵组定时轮换运行, 不会因消防泵长期不用或管理不善而使水泵锈死, 机组时刻处在工作状态。

5.2 生活泵组和消防泵组合用, 基本节省一套消防泵组, 且便于设备管理和维护。

5.3 设备自动化程度高, 供水稳定可靠, 且水质无二次污染。

5.4 水泵软启动软停车, 无冲击和超压危害

系统可按循环软启动变频设备或带小流量泵的循环软启动变频供水设备选型, 主泵流量按生活、消防两者最大的来选择, 并留有1台备用泵, 扬程一般按消防设计压力选择。另外还应注意的有以下几点:

5.4.1 应设消防接口, 如有消防报警系统应设24VDC无源启停接口。

5.4.2 应有消防时确保消防用水的技术措施, 如在生活总管上安装电磁阀, 消防时关闭生活用水。

5.4.3 应设水位接口, 消防低水位报警, 并关闭生活用水。

5.4.4 应有双恒压功能, 即平时低恒压生活供水, 消防时自动转入高恒压消防供水。

5.4.5 消防时应限制退泵操作, 以防止压力不稳。

6 结束语

6.1 供水系统采用变频供水设备可改善供水水质, 且自动化程

度高, 又是国家节能推广技术, 但若选择使用不当, 又会造成电能“浪费”, 达不到预期目标。因此建议设计人员和用户在方案确定之前应根据用水性质、用水特点、用水规模、设备投资等因素综合考虑, 在保证可靠供水前提下, 充分发挥变频调速的节能潜力。

6.2 较之于之前传统的供水设备, 自动化的变频供水系统, 可以

变频给水设备 篇5

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aab成套变频供水设备详细说明

一;aab成套变频供水设备概述长沙通德供水设备有限公司建厂以来一直从事变频供水设备的研制.开发和生产。专业生产经营aab成套变频供水设备..无塔供水设备.管网叠压供水设备.气压供水设备.变频调速供水设备.气压消防供水设备.不锈钢无负压变频供水设备.消防控制柜.aab成套无负压供水设备.自来水供水设备。

aab成套变频供水设备特点

aab成套变频供水设备具有超压;欠压;过载;短路;断相;低液位等功能。

aab成套变频供水设备调节精度高.一般可达到0.01MPa.系统压力始终维持在设定值不变。

aab成套变频供水设备操作简单方便.具有故障自动存储;故障显示。压力可从键盘直接设定。

aab成套变频供水设备具有高效节能的优点.如与气压罐配套使用.效果更佳.节能率为20%～50%。

aab成套变频供水设备双泵定时切换功能。一用一备控制。

aab成套变频供水设备结构紧凑.占地面积小.维护方便。

aab成套变频供水设备的应用

1;变频调速的特点及分析

用户用水的多少是经常变动的.因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上.即用水多而供水少.则压力低；用水少而供水多.则压力大。保持供水压力的恒定.可使供水和用水之间保持平衡.即用水多时供水也多.用水少时供水也少.从而提高了供水的质量。

aab成套变频供水设备对于某些工业或特殊用户是非常重要的。例如在某些生产过程中.若自来水供水因故压力不足或短时断水.可能影响产品质量.严重时使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时.若供水压力不足或或无水供应.不能迅速灭火.可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以.某些用水区采用aab成套变频供水设备.具有较大的经济和社会意义。

随着电力技术的发展.变频调速技术的日臻完善.以变频调速为核心的智能aab成套变频供水设备取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备.起动平稳.起动电流可限制在额定电流以内.从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了.从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安全的运行性能;简单方便的操作方式;以及齐全周到的功能.将使供水实现节水;节电;节省人力.最终达到高效率的运行目的。

aab成套变频供水设备变频应用方式

通常在同一路供水系统中.设置多台常用泵.供水量大时多台泵全开.供水量小时开一台或两台。在采用aab成套变频供水设备进行恒压供水时.就用两种方式.其一是所有水泵配用一台变频器；其二是每台水泵配用一台变频器。后种方

法根据压力反馈信号.通过PID运算自动调整变频器输出频率.改变电动机转速.最终达到管网恒压的目的.就一个闭环回路.较简单.但成本高。前种方法成本低.性能不比后种差.但控制程序较复杂.是未来的发展方向.我公司开发TD系列aab成套变频供水设备系统就可实现一变频器控制任意数马达的功能。下面讲到的原理都是一变频器拖动多马达的系统。

aab成套变频供水设备变频控制原理

用变频调速来实现恒压供水.与用调节阀门来实现恒压供水相比.节能效果十分显著（可根据具体情况计算出来）。其优点是--

--起动平衡.起动电流可限制在额定电流以内.从而避免了起动时对电网的冲击；

--由于泵的平均转速降低了.从而可延长泵和阀门等的使用寿命；

--可以消除起动和停机时的水锤效应；

一般地说.当由一台变频器控制一台电动机时.只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时.原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时.可考虑适当减小变频器的容量.但应注意留有足够的容量。

虽然水泵在低速运行时.电动机的工作电流较小。但是.当用户的用水量变化频繁时.电动机将处于频繁的升;降速状态.而升;降速的电流可略超过电动机的额定电流.导致电动机过热。因此.电动机的热保护是必需的。对于这种由于频繁地升;降速而积累起来的温升.变频器内的电子热保护功能是难以起到保护作用的.所以应采用热继电器来进行电动机的热保护。

在主要功能预置方面.最高频率应以电动机的额定频率为变频器的最高工作频率。升;降速时间在采用PID调节器的情况下.升;降速时间应尽量设定得短一

些.以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。如变频器本身具有PID调节功能时.只要在预置时设定PID功能有效.则所设定的升速和降速时间将自动失效。aab成套变频供水设备PID控制原理

根据反馈原理--要想维持一个物理量不变或基本不变.就应该引这个物理量与恒值比较.形成闭环系统。我们要想保持水压的恒定.因此就必须引入水压反馈值与给定值比较.从而形成闭环系统。但被控制的系统特点是非线性;大惯性的系统.现在控制和PID相结合的方法.在压力波动较大时使用模糊控制.以加快响应速度；在压力范围较小时采用PID来保持静态精度。这通过PLC加智能仪表可时现该算法.同时对PLC的编程来时现泵的工频与变频之间的切换。实践证明.使用这种方法是可行的.而且造价也不高。

aab成套变频供水设备要想维持供水网的压力不变.根据反馈定理在管网系统的管理上安装了压力变送器作为反馈元件.由于供水系统管道长;管径大.管网的充压都较慢.故系统是一个大滞后系统.不易直接采用PID调节器进行控制.而采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节作用。

aab成套变频供水设备适用范围

☆灌 溉--如公园;游乐场;果园;农场等

☆制 造 业--如生产制造;洗涤装置;食品工业;工厂

☆居民生活用水--如高层建筑;居民小区;别墅等

☆公共场所--如医院;学校;体育馆;高尔夫球场;机场

☆商用大厦--如宾馆;写字楼;百货商场;大型桑拿浴等

aab成套变频供水设备工作条件

--输送介质--冷热清洁;非易燃易爆并不含固体颗粒或纤维的液体。

--液体温度--常温型-15 o C 至 +70 o C 热水型 +70 o C 至 +120 o C。--周围环境--无水滴;蒸汽.无漂浮性尘埃及金属微粒场所。无日光照射.高温及严重落尘场所。无腐蚀;易燃性气体及液体场所。

--无震动;保养检查容易之场所。

对高压给水泵变频技术的分析 篇6

关键词给水泵;变频技术;刀闸;节能

中图分类号TM621.9文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)081-0130-02

1锅炉简介

1.1锅炉结构

锅炉为三压强制循环无补燃余热锅炉;锅炉采用塔式布置,全悬吊管箱结构;它由入口烟道、锅炉本体受热面管箱、出口烟道及烟囱、钢架、平台扶梯、高压锅筒、低压锅筒、除氧器及水箱、强制循环泵等组成。其中锅炉本体受热面管箱由高压过热器管箱,高压蒸发器(1)管箱,高压蒸发器(2)管箱,高压省煤器(1)及低压过热器管箱,高压省煤器(2)管箱,低压蒸发器管箱,高压省煤器(3)低压省煤器管箱,除氧蒸发器管箱,凝结水加热器管箱,总共9个管箱组成。锅炉钢架中心落地尺寸为30.3*14米,顶部标高30.5米,高压锅筒中心线标高24.8米,低压锅筒中心线标高32米,除氧水箱中心线标高为32.5米,烟囱出口标高60米。

1.2除氧系统

由汽机来的凝结水进入凝结水加热器加热,再进入除氧器,经过除氧后进入水箱,水箱水由除氧热水循环泵打入除氧蒸发器,吸热后成为汽水混合物回到分离器进行汽水分离,分离下来的水回到水箱的水空间,饱和蒸汽则通过蒸汽管道被送到除氧器,供除氧用。

1.3高压汽水系统

除氧水箱的水经高压给水泵加压经过给水调节门节流调节后依次进入高压省煤器(3)、高压省煤器(2)、高压省煤器(1),接近饱和温度的水进入高压汽包,汽包内的水经过下降管,强制热水循环泵后,在高压蒸发器(2)、(1)内受热后成为汽水混合物回到汽包,在汽包内的分离器中进行汽水分离后,分离出来的水回到汽包的水空间,饱和蒸汽则通过饱和蒸汽引出管被送到高压过热器。饱和蒸汽在过热器内继续被加热成为过热蒸汽,然后经过减温器调节到规定温度后,经过高压主蒸汽管被送到汽机做功。

2高压给水泵变频技改介绍

2.1技改前

2.1.1锅炉高压给水泵及电机有关参数

2.1.2#1炉高压给水泵技改前主电路(如图1)。

1#炉2#高压给水泵1#炉1#高压给水泵

图1

通常运行状况:在DCS上直接合开关6103或6104起动高压给水泵,通过高压给水调节阀节流调节给水流量(泵出口压力9.5MPa,节流调阀后压力5.8MPa),给水节流损失较大且高压给水泵定速运转,电能消耗大。

2.2电气方面

2.2.1高压给水泵及电机参数不变

2.2.2给水泵调速的改造

#1炉高压给水泵采用了广州智光电气股份有限公司的Zinvert型高压变频调速系统进行给水泵调速的改造,变频器的型号为A6H900/06Y。

2.2.3变频系统结构

采用功率单元串联技术,解决了器件耐压的问题,级间SPWM信号移相叠加,提高了输出电压谐波性能,降低输出电压的dv/dt;通过电流多重化技术降低输入侧谐波,减少对电网的谐波污染。主控器采用双数字信号处理器(DSP),超大规模集成电路可编程器件(CPLD和FPGA)为核心,配合数据采集,单元控制和光纤通信回路以及内置可编程器(PLC)构成系统控制部分。

2.2.4就地变频房里高压变频调速系组成部分

整流变压器柜,功率控制柜,旁路柜组成。

2.3热工DCS上的组态

变频器通过硬接线和DCS系统连接,DCS以给水调节阀开度信号(4-20mA)输入到变频器,由变频器实现对给水泵电机转速进行调节,满足给水系统运行需要。#1炉控制柜通过硬接线接收变频器输出的“变频器运行”、“变频器停止”等开关量信号。当变频器运行时给水调节阀全开,实现变频控制方式。当变频器因故障停运时给水调节阀回关到30%(三冲量调节时开度),防止因变频器故障后备用给水泵启动时由于调节阀全开导致汽包水位过高。控制方式切换到调节阀控制方式。控制示意图2:

当变频器运行时AS3=“1”,选择AS2“100%开度信号”给水调节阀全开,变频器接收DCS三冲量给水调节信号实现变频控制方式。

当变频器跳闸时AS3=“0”,BS3=“1”选择AS1、BS2“30%开度信号”给水调节阀开度为30%,20秒钟后BS3=“0”选择BS1“三冲量给水调节信号”切换到调节阀控制方式,操作员把给水调节阀投自动,则可以实现三冲量给水自动调节功能。通过组态在#1炉系统画面上可监视变频器“变频器运行”、“变频器停止”、“变频器故障”、“工频旁路状态”、“就地状态”等开关量信号;可对变频器进行起停、紧急停、复归等操作。

给水泵变频操作(以#1高压给水泵为例)。

图2

2.3.1冷态、热态起动变频器

1)在给水变频操作画面操作“#1高压给水泵变频允许”标把,确认#1高压给水泵变频。

2)在给水变频操作画面操作“选择#1高压给水泵变频”标把,选择#1高压给水泵变频。

3)在给水变频操作画面操作“#1高压给水泵运行”标把,合高压给水泵电机高压开关。

4)在给水变频操作画面操作“变频器远方启动”标把,启动变频器。

5)在给水变频操作画面操作“高压给水调节阀”标把,手动操作高压给水调节阀开至100%开度;也可以投入“自动”,高压给水调节阀自动开至100%开度。

6)在给水变频操作画面操作“变频器手/自动”标把,设定变频器初始频率为28HZ对应56%(热态),冷态初始频率为5HZ左右,观察汽包水位和给水流量情况,逐渐增加变频器的频率给定值,当机组满负荷时频率给定值约为41.5HZ左右。待水位平稳后选“变频器自动”标把,设定高压汽包水位目标值为0mm。

7)把#1、#2高压给水泵投“自动”,投入开关“联锁”。

2.3.2运行过程中变频切工频

1)当变频器故障停运时,高压给水调节阀自动回关到30%并到切手动方式,同时备用泵自动起,运行人员应根据高压汽包水位实际情况手动操作高压给水调阀。待高压汽包水位稳定后再投自动,切换到工频自动运行方式。

2)当高压汽包水位低于-150mm时,高压给水备用泵自动起,同时高压给水调节阀自动回关到30%保持不变并切手动;运行人员应根据高压汽包水位实际情况手动操作高压给水调阀。

2.4运行参数比较

2.5故障介绍

变频器投运以来2010年1月12日两次来“远方启停报警”的轻故障,就地有“过流速断报警”后对软件升级解决;2010年3月5日来“变频器故障报警”高压给水泵由变频切到另一台泵工频运行,因功率单元故障及风扇故障引起运行的泵开关跳掉,后经厂家处理正常。

3结语

变频调速设备节能方法分析 篇7

某市自来水总公司一水厂2007年引进了两台790 k VA高压变频调速设备,一台用于老设备改造的9#机组,配备24sh-13型水泵,JS158-6型电动机;一台用于新投设备的15#机组,配备600S47F型水泵,Y4503-6型电动机。两台设备同年8月投入运行。

两台变频机组在实际运行中,一台设置为闭环运行,用于实现分时段恒压供水;另一台设置为开环运行,依据运行频率的高低,相当于供水量大小可调的水泵机组。在有变频机组参与供水的工况下,节能是一个综合性问题,分析探讨变频机组的电量、水量问题,是研究节能方法的两大基石。以下仅以15#变频机组为例进行分析讨论。

2 变频机组运行中电量的分析研究

变频器本身是一个有输入端和输出端之分的二端口网络。在实际运行中,变频器和电动机均属于感性负载,对变频器输入端电压U1、电流I1和输出端电压U2、电流I2的波形及相位关系进行综合分析,得到波形图和矢量图如图1所示。15#变频机组开环运行,水压设定0.40Mpa,电网频率50Hz,运行频率47Hz,图1中电压、电流均为标幺值,波形图按4.3ms/格绘制,输入端和输出端的波形周期分别为4.65格和4.95格。变频器输入端电压、电流间的相位随运行频率的高低而变化,变频器输入端的电压、电流和输出端的电压、电流分别以各自不同的角频率变化。

变频器输入端(网侧端)功率因数cosφ1是以变频器和电动机为负载而产生的。通过对功率因数表的非线性分析和实际观察测试,得到cosφ1比较高,多在0.98以上,且cosφ1的变化是随着运行频率的升高而降低。输出端功率因数cosφ2仅以电动机为负载,Y4503-6型电动机的额定功率因数为0.894,而在实际运行中,cosφ2多在0.91附近且随着负载的变化而波动。

变频器实际运行记录的采样时间可根据具体情况来设定,变频运行记录提供了U1、U2、I1、I2,以及运行频率、实际水压等数值,有三相有功功率公式:

目前变频器的实际采样时间设定为5分钟采样一次,每小时共采样12次,于是可推出实际的用电量计算公式:

其中:Ui为第i次采样的线电压,Ii为第i次采样的线电流,n为采样次数。

根据变频器运行记录,应用公式(2),可对该二端口网络在任何时间段的用电量进行计算,得到变频系统的总用电量D1,电动机的用电量D2,变频器自身的损耗(D1-D2)和效率(D2/D1)。

本高压变频器属于单元串联多电平电压型,它的自身损耗主要包括移相变压器的铁损耗和铜损耗、单元功率模块损耗三个部分。

3 变频调速水泵运行中水量的理论推算

3.1 水泵机组工频状态下的特性曲线

离心泵在实际运行中,由于泵内水流运动的复杂性造成的水力损失,目前用水力计算法难以准确地计算,故水泵的特性曲线通常是厂家通过试验实测提供的。

变频水泵机组的压力检测点设在出厂干管上(属于管网前端检测),它的闭环控制就是通过采样实际水压与设定水压进行比较,通过PID调节器控制,自动调整运行频率(运行转速),改变水泵特性曲线,改变运行工况点,适应管网用水量的变化,从而实现出厂水的恒压供给。现假定出厂段干管上的水压值近似相同,清水池水位保持不变(实际清水池水位在变,但变化不大)。已知水泵厂家提供的额定转速为970r/m的特性曲线(1),而水泵机组的实际运行转速约为991r/m,实际转速高于额定转速,根据水泵的相似理论对曲线(1)进行修正,得到实际转速下的水泵特性曲线(2)。考虑进水管路和到出厂干管为止的出水管路的水头损失,按水泵折引理论,进行不同流量下管阻的折引计算,将泵口水压折算到出厂干管,得到实际转速下折引后的水泵特性曲线(3),其中mn为水泵机组的高效段。如图2所示。

3.2 变频机组在不同频率下的平均转速

由《电机学》公式可知:

式中:n1为电动机的同步转速,n为电动机的实际转速,f为定子电流频率,p为极对数(不变),s为转差率。

对于式(3),同步转速是频率的函数;对于式(4),调速后的实际转速是频率和转差率的二元函数。对于某一频率固定(即水泵的特性曲线不变),实际水压的升高将引起实际转速的微升高,当水压Pt→流量O↓→电流I↓→轴功率N↓→转矩T↓→转速n↑,实际转速是受转差率影响的。通过对运行实际情况的测试及数据分析,得到不同运行工况下变频机组的平均转速,如图3标注部分所示。

3.3 调速水泵在不同转速下的特性曲线

对于同一台叶片泵,在不同转速下运行,满足比例律(相似定律的特例),得到公式:

已知不同频率下的平均转速和水泵特性曲线(3),应用比例律公式,可推导出相应频率下的一簇P-Q(实际水压-流量)特性曲线。如图3所示,其中mn段为工频状态下水泵机组的高效段,m点(Hm,Pm,Qm)为(58.07,0.569,2207),n点(Hn,Pn,Qn)为(40.65,0.399,3678)。

由式(5)、(6),消去其转速后得到:

令比例系数

则可得H=KO2(10)

由式(10)可看出,凡是符合比例律关系的工况点,均分布在一条以坐标原点为顶点的二次抛物线上。于是可分别通过m点和n点推出工况相似抛物线为:

其中:km=Pm/Q2m=1.16×10-7,kn=Pn/Q2n=0.29×10-7。

水厂现采用分时段变频恒压供水方式,出厂压力设定范围为0.32-0.43Mpa,由此可推得调速后的运行高效段范围。变频水泵机组实际运行工况点的具体位置,均可在此范围内直接反映,如图3所示,通过实际运行工况点与额定相似工况的相对位置分析,可定性分析节能情况,对调度在运行中的管理工作有指导意义。机泵在此范围内运行,无异常的振动和噪音,运行可靠性和效率均较高。

3.4 调速水泵在实际运行中水量的计算

调速水泵的一簇P-Q特性曲线,表示流量是运行频率和实际水压的二元函数,而变频记录提供了运行频率和实际水压值,这样就确定了相对应的流量。对于变频机组闭环运行,任意频率和实际水压下的流量,可应用微机通过编程插值、累加得到。

3.5 变频机组运行高效区的取得

通过以上分析,在某一运行工况下,可分别推算出水泵的流量Q和电动机的输入用电量D2,二者相比得到相应的千吨水耗电(单产耗电):

现保持闭环控制的设定水压不变,改变开环控制的运行频率,可得到水泵机组的单产耗电K与运行频率f之间的关系曲线,如图4所示。由图4可知,曲线存在极小值,变频机组存在运行高效区,且随着设定水压的增加,极小值点右移;高效区的得到为变频机组节能运行提供了理论依据,是其内部潜能的充分挖掘,同时可知运行频率并不是越低节能效果越好。极小值点以右曲线的斜率>0,说明随着运行频率的增加,用电量也逐渐增加,这是符合常理的。

4 变频机组实际运行分析

根据以上所述的原则和方法,针对实际运行工况对变频机组做定量分析。通过对实际运行记录的综合分析,选取出厂设定水压0.404MPa和0.334MPa作事例分析,按运行频率的高低不同,各优选具有代表性的4天,如表1所示,在14:00-17:00时间段内选取运行平稳的2小时(共24个采样点),在2:00-5:00时间段内选取运行平稳的3小时(共36个采样点)为研究对象。每段的平均频率和平均电网电压按算术平均数计算,供水量按P-Q特性曲线插值累加推算,变频器输入、输出功率按公式(2)推算,单产耗电按公式(13)推算,实际运行工况点的具体位置如图3所示。对于0.404MPa,平均频率为41.54Hz和41.88Hz工况点,已不在调速水泵高效段范围内,单产耗电高;平均频率为45.83Hz工况点,在额定工况附近,运行平稳,效率高;同理对于0.334Mpa,平均频率为47.67工况点,也不在调速水泵高效段范围内;平均频率为41.67Hz和41.63Hz工况点,在额定工况附近。

由管路特性曲线公式:

其中:HB为用户的服务水头,M为管路的比例系数。

对于变频机组的闭环控制,全扬程H不变,管路比例系数M不变,当流量Q减少时,将会引起用户服务水头HB增加,造成新的富裕水头产生。如事例0.404Mpa,平均频率41.54Hz和41.88Hz工况点,已不在调速水泵高效段范围内,不仅产生富裕水头,而且运行效率低,造成较大的能量浪费。对于恒压供水控制,高效调速范围较窄,在实际生产中,要根据用水量的变化,及时调整工频运行车次,减少不必要的能量损失。

5 结论

(1)在变频恒压供水方式下,保证良好的节能效果的方法是,正确推算当天可能的供水量,合理调配工频车运行车次,人为控制变频机组运行频率在合理的范围内,使并联运行的每台水泵都处于各自的高效区运行,压缩富裕水头;根据供水量的变化情况和变频机组的实际运行频率,及时调整车次,在不同的供水压力段,均将能量损失降低到最小的范围内。

(2)改善管网特性曲线是变频机组运行的又一大优势。当用水量变化很大需要调整运行车次时,变频机组能在调整运行车次的同时,自动调整运行频率,调整出水量,减少因调整车次而产生的对管网的冲击,减少水锤的发生,使运行工况点连续稳定,运行平稳可靠,管网特性曲线平滑。

(3)逐步实现变频调速机组由恒压供水向变流量变水压供水的转变,彻低消除多余扬程,充分挖掘变频水泵机组调速运行的节能潜力。目前可采用逐步逼近管路特性曲线的方法,在保证用户有合理服务水头的前提下,根据实测用水量和实际水压的变化情况,灵活调整设定水压,再压缩富裕水头,使运行工况点尽可能沿着实际管路特性曲线移动。

摘要：从生产实际中总结了变频调速设备的运行工况分析及节能分析,为变频调速设备在供水行业中的应用提供了有效方法和技术保证,有推广意义。

关键词：送水泵站,变频调速,恒压供水,节能方法

参考文献

[1]张燕宾.变频调速应用实践[M].北京:机械工业出版社,2001.

矿山机电设备变频控制技术 篇8

关键词：变频控制,矿山机电,节能

随着国内计算机技术、电子信息技术、自动化控制技术、大功率输出技术的迅猛发展, 机电设备变频技术同样也得到了突破性的进展, 而当今推崇的节约型、环保型社会, 正是需要这样的技术支持。众所周知, 对于采矿业而言, 采矿时机电设备耗能比例相当大, 这无疑给人类、环境都带来了巨大的压力, 其中通风、提升、压气等设备损耗的电能, 有很大一部分都是白白浪费掉的。变频控制技术的出现, 在很大程度上解决了节能的问题, 随着矿山矿业持续发展, 此项技术的应用也越为广泛起来。

1 变频控制技术原理及其发展

交流变频调速技术是包含了电力电子技术、点击传动技术、微机技术的综合型应用, 是结合机电与强弱电混合的综合型技术。其实质是采用电力半导体器件通断作用将工频电源变换成为其他频率的电能控制装置, 而基本原理是通过整理将工频交流电压转换为直流电压, 再通过逆变器改变为频率、电压可调的交流电压作为交流电机的驱动能源, 使得电动机得到无级调速的电压与电流, 是一种无附加损耗的有效调速方式之一。变频调速技术能根据电机负载的变化来实现自动、平滑的增减速, 使得工作效率大幅度提高, 因此此项技术在能源危机中产生并不断发展。随后在功率器件上更换了GTR、IGBT, 同时经一部发展成为智能功率模块。在控制技术上, 压频比控制方式取得了很大的改进, 在实际变频器中矢量控制和转矩直接控制方式的到了广泛的应用, 并同时开发出了模糊自动化控制、人工神经网络等新的研究方向。调速系统集成化程度越来越高, 产生了精简指令集计算机、数字信号处理器、高级专用集成电路等单片机。特别是随着变频器不断综合化, 在功能上不仅完成了基本调速功能, 而且还通过内置设备而具有了参数辨识、可通信、可编程序等功能。

2 矿山机电设备变频控制技术应用

2.1 变频控制技术在提升机设备中应用。

在矿井当中, 提升机的主要任务就是负责安全输送物料以及人员, 在矿井生产上具有举足轻重的地位。其一般传统型的方式就是首先将金属电阻接入当电动机转子电路内部, 然后采用鼓型控制器或者接触器切除电阻来进行调速。而其中不免伴随有电阻能消耗过大、散热性能差等问题。由于电阻调速调速范围过小, 也导致了精确度低的问题。在减速段和下放时需要动力制动直流电源或者是低频电源, 容易造成设备的损坏, 并带来了很大电能的浪费, 而此时安全性能也受到了质疑。这样在一定程度上就抑制了矿山安全生产和经济运行的效率。

将变频控制技术引入到矿井提升机驱动系统当中, 便从根本上避免了上述的许多弊病, 不仅实现了无级平稳的加速、减速。还提高了系统的各方面性能, 增强了各方面的保护, 其中具体优点如下: (1) 可通过编程器指令进行程序编写, 完成电控系统中的继电器逻辑关系, 同时控制电路图和梯形图相互转换也十分方便; (2) 由于外部线路控制执行继电器数量少, 占用实际空间随着减少, 故障自然减少, 基本上免除了维护; (3) 系统故障能够通过触摸显示屏和编程器直接查出, 处理简单, 同时检测机械、电汽方面故障; (4) 控制精度较高, 可扩展性强, 通过修改内部程序即可完成对系统功能参数的改变, 无须更改硬件接线, 真正实现柔性控制; (5) 回馈制动, 提升机负力状态时, 电机产生再生能量反馈至电网, 明显节约了电能, 与此同时, 制动力矩增大, 提高了绞车下方安全性; (6) 速度和制动不是通过机械来完成, 而是通过电气来控制得, 减少了系统冲击, 减少了机械磨损, 延长了设备使用寿命。

2.2 变频技术在皮带机中的应用。

皮带机的功率较提升机来说更大, 它是通过然绕线电机经转子绕组降压启动后工频巡行, 经液力耦合器切换到皮带机。其工作原理是通过驱动轮毂, 依靠摩擦力牵动皮带运动, 皮带通过其特殊的张力变形以及摩擦力带动在滚轴上运动。其中转子串接电阻改善转矩和减压空载启动等方法, 但启动电流还是过大, 这样容易产生电网电压剧烈波动、电机内部机械冲激、发热等现象。由于启动时间过短, 加大了皮带断裂、老化, 要求皮带任性够强。液力耦合器运转时引起内部油温上升, 磨碎部件程度加大等, 既加大了维护难度与成本, 还污染社会环境, 导致难以功率平均和同步问题。采用变频技术实现皮带传输机软起、软停等运行方式, 稳定了皮带机工作性能。改造之后, 系统可以根据负载变化情况, 调整输出频率和力矩, 改变了以往电机工频恒速运行模式, 在一定程度上节约电力能源消耗。系统功率因数在过程当中到达90%以上, 大大提高了工作效率。高压变频器采用了皮带机能量回馈功能, 进一步节约了能源消耗, 同时也减少了其他设备的维护费用, 节约资金, 完善了环保方面。

2.3 变频控制技术在通风机中的应用。

矿山主要设备当中, 通风机当中主扇风机在矿物生产中具有重要地位。作为矿井主要通风设备, 运转时间长, 被称为是矿井中的“呼叫系统”。随着开采和挖掘不断深入, 井下的风压不断增加, 通风机需要的功率也在不断增大。但通风机功率则成了矿井开采的重要问题。在矿山通风机设备采用了变频调速之后, 可以根据巷道的风量需求情况进行调速, 避免了电能消耗, 应用效果十分显著。由于通风机通过变频器的改造之后实现了变频软启动, 防止了启动电流冲击, 既对电网设备没有冲击, 又能随意启停。在大部分时间里面, 通风机都是在较低的速度下面运行, 所以大大降低了通风机工作强度, 能使得通风机的使用寿命得到延长, 避免不必要的维修。同时为了保证电机转速一致, 一般情况下要求两台电机的运行频率尽量保持一致性, 这样才能避免形成风阻, 影响风机正常运转。

2.4 变频控制技术在井下绞车电控制系统中的应用。

在电控系统和保护系统中采用变频调速技术, 其中有一些具体细节, 输入电源660V, 频率大小为50Hz, 输出功率可在0~50之间调节, 电压变动范围必须保持在负15%到正10%, 频率变动的范围保持在负2.5%到正2.5%, 过载能力要强, 在负载变化负120%到正120%额定负载中符合四象限运行要求。有自动转矩提升功能, 在低频运转的时候, 能准确保证全部额定转矩, 保护好各个元件过热现象。快开门方式应用于控制箱当中, 电气控制应用双PLC全数字控制系统, 硬件电路互相荣誉做好绞车提升控制与数字监控, 并且在PLC发生故障能技术完成零食提升。在控制系统中配置正常操作, 设置各种保护设备, 其中过卷装置、限速装置和加速功能保护成为相互独立的双线模式。同时还是需要有保护试验的功能。没有发出信号不能启动车, 发出信号时间次数记忆要大于30天, 是的声光信号与控制回路具有闭锁功能。电流温度等指标能相对比较直观。

3 结论

随着国内采矿业不断发展, 机电设备自然也面临着许多挑战, 而变频技术的出现, 提升了设备安全可靠性, 并具有速度可调、操作简单、工作效率高、占地面积小、拆装方便以及节能降耗等特点, 有效带动了采矿业的生产运行效率。同时随着变频控制技术的不断改进, 相信在不久的未来将在各业当中都能得到广泛的应用。

参考文献

[1]吕汀, 石红梅.变频技术原理与应用[M].北京:机械工业出版社, 2003.

[2]史颂平.变频调速只能控制节能技术[M].贵阳:贵州科技出版社, 2010.

矿山机电设备变频控制技术分析 篇9

我国社会经济的快速发展使得我国的工业生产无论从发展规模还是工业技术能力上都得到了极大的发展。尤其是针对工业生产中的大功率输出设备、基于计算机和电子信息技术的高性能自动化控制设备，在装备普及和技术研发上都具有较高的水平。变频控制技术就是在这样的技术背景下逐步发展起来的。在倡导绿色环保发展理念的新时期发展形势之下，变频技术以其高效、节能、低污染的技术特点在机电设备中得到了广泛普及。在采矿工程中，由于大多采用的是大功率、大吨位的机电设备，因此，传统的变速和变功率手段，显得效率极其低下，而且耗能巨大，大大增加了采矿企业的采矿成本;在实际的采矿作业中，通风、传送矿石和调节气压等等操作都是通过机电设备实现，因此，变频控制技术在矿山机电设备中有极好的应用前景，通过变频控制技术可以方便快捷的实现机电设备的速度和功率转换，而且可以较好的保障能耗问题，可以预见的是，变频控制技术将成为矿山机电设备技术革新的发展新方向。

1 变频控制技术的原理简析

变频控制技术主要包括点击传动技术、电力电子技术和微机技术，三者之间相互配合，就能够实现变频控制的目的。从技术原理上来说变频控制技术主要是一种交流变频调速处理技术，通过电压转换技术，将工频交流电压直接转化为直流电压，在逆变器的协调下，将直流电压转化为频率和电压皆可调节的交流电压，使之成为交流电机的供电电源，电机成为依赖于无级调速所产生的电压和电流而工作的电源，最终实现无附加损耗的稳定调速，通过变频控制技术，可以基于电机负载的变化，同步实现自动、平稳的调速处理。

使得机电设备的工作效率大幅度提高。在能源危机笼罩的当今社会，节能成为一种发展的潮流，通过在变频控制装置上集成高性能的智能控制模块，可以使得调速系统的自动化大大提高，最终形成了指令集计算机系统、高级专用集成电路系统和数字信号处理器等等变频控制模块，极大的丰富了变频器的功能使用范围，且使得变频控制设备具备了参数识别和后台程序编制以及通信的功能，这使得变频器的适用范围和工作效能进一步得到提高。

2 矿山机电设备中的变频控制技术的应用分析

在矿山机电设备中变频控制技术有着十分广泛的应用，综合来说，主要在以下几个方面得到了系统的应用。

2.1 变频控制技术在传送升降设备中的应用

矿山机电设备中有很大一部分的设备是作为传送和升降矿石、工作人员以及挖掘设备的，因此，升降机和传送带成为矿山机电设备的主要组成部分。在升降机的调速控制中，传统的做法主要是通过在电动机转子电路中嵌入金属电阻，采用鼓型控制器或者接触器来切断电阻以实现调速，在实际的工作中，电阻往往耗能极大，而且产热严重、散热性能差的缺陷也逐渐体现出来，加上电阻调速的范围和精度都十分有限，在升降设备减速运行时，极易造成设备的损坏和电能的巨大浪费。而通过在升降机电路驱动系统中嵌入变频控制技术，可以轻松的实现平稳的无级变速，而且调速系统的整体稳定性也得到了一定的加强;通过变频控制后台程序编译器，可以完成电控系统中的继电逻辑关系的预编译，实现控制电路的快速转换;由于控制电路中的继电器数量更少，降低了故障发生率，减少了维护工作量;通过智能化的人机交互界面，可以便捷的发现系统故障，提高了系统故障的处理效率;通过内置的控制程序编译器，可以实现控制电路的升级换代，而不需要更换硬件，真正的实现了柔性控制;通过在控制电路中装设反馈电力，可以在升降过程中将剩余电能反馈给电源，节约能耗;电子电器化的控制手段取代了机械式的冲击控制，较少了设备的磨损，延长了设备的工作寿命。

2.2 变频控制技术在通风变压设备中的应用

由于矿区多为地下作业，因此，通风是需要长时间连续保障的，根据不同工作时段的要求，调节风压和风速，以适应不同工况下的空气循环要求。随着采矿作业的深入，井下的空间增大，因此，对于空气的压力和流速也需要更高，鼓风机的功率调节成为了通风效果调节的主要技术手段，通过在矿山鼓风机中嵌入变频控制技术，可以根据实时的采矿进度设置不同巷道的进风量，进而对鼓风机的风速进行调节，可以实现智能化的通风控制，大大的减少了鼓风设备的电能消耗;在鼓风机的变频控制装置中设置变频软启动功能，可以有效的防止启动电流冲击，降低了鼓风机设备启停阶段的故障风险，通过控制鼓风机转速，可以有效的降低鼓风机的工作强度，延长了鼓风机的工作寿命;同时，通过变频控制中的智能控制装置可以保证不同鼓风机组的转速一致，避免在矿区巷道内形成风阻，影响通风效果。

2.3 变频控制技术在采矿设备中应用

采矿设备功率大，因此，对采矿设备的变频调速系统已经从一对多的控制策略，发展到一对一的控制。纵观当前的变频控制技术的发展现状，在交流变频调速技术应用于采煤领域的技术发展中，我国领衔开发的能量回馈型四象限运行的交流变频调速技术代表了这一领域的最高水平，国内的电牵引采煤机多为220kW的行走功率，380V的变频调节电压，可以在预先设置的额定转速的条件下，实现固定转矩调节，以及超出额定转速的固定功率调速和变频器之间的从属控制和转矩平衡控制。考虑到实际的采矿作业效果，国产的四象限变频器调速电牵引采矿机的工作优势在于大倾角的采矿作业能力，可以实现制动力矩的大幅度调节，与此同时，还可以保障稳定的牵引速度，避免设备出现下滑跑车的工作故障，简便的结构和简化的操作，使得它能够适应较为复杂的工作环境。

3结论

采矿机电设备的快速发展，使得变频控制技术有了新的应用前景，针对采矿机电设备在实际运行中的技术特点，本文着重分析了变频控制技术在升降设备、通风设备和采矿设备中的应用情况，剖析了变频控制技术的应用优势和节能特点，为提高采矿机电设备的工作效率提出了新的建议。

摘要：变频控制技术凭借其在转速、功率调节上的性能调节优势,被广泛的应用于机电设备之中。本文以矿山机电设备中的变频控制技术的应用前景为入手点,简述了变频控制技术的工作原理,概述矿山机电设备变频控制技术的应用现状和存在的主要问题,探索了在矿山机电设备中更好的使用变频控制技术的应用模式。

关键词：矿山机电设备,变频控制技术,应用分析

参考文献

[1]苏福宝.自议矿山机电设备变频控制技术[J].电子科技,2012(3).

消防变频给水控制系统的设计 篇10

1 系统总体设计

一般规范化消防系统由稳压泵、主消防泵、相关管网、消防控制系统组成, 作为消防给水控制系统的重要组成部分, 稳压设备起着补压的作用, 并且当火灾发生时能自动启动主消防泵灭火。为了提高消防系统的稳定性, 本文设计了以PLC为主体的控制系统, 其中水泵PID控制器起到调节器的作用对来自压力传感器输出的管网压力信号进行调节, 并且设定稳压值, 输出五路数字信号传送给PLC进行逻辑处理来控制变频器的启停和频率变化, 以及消防泵的自启动。为提高系统的可靠性, 采用两个变频器分别控制两台稳压泵, 两台稳压泵一用一备交替运行。鉴于稳压泵的实际运行情况, 设计出变频器低频运行状态, 在稳压功能的前提下达到节约电能的目的。稳压泵和消防泵的启停都设计了手动控制, 以便于设备的检修和维护。系统的控制原理框图如图1所示。

2 消防稳压控制系统

本控制系统中起核心作用的消防稳压控制系统, 它不仅有力地保障了消防系统管网的压力稳定, 还考虑了在稳压运行过程中电能的节约。火灾发生, 系统接收到人为发出的信号或者自动信号 (如由于消防泄水管网压力下降的压力下下限) 时, 能及时地启动消防泵, 使消防系统安全可靠运行, 真正快速方便的实现防止火灾的作用。文中详细介绍了该系统的组成、及控制原理。

稳压过程中, 两台稳压泵交替运行, 稳压泵的控制是通过对管网压力的调节实现的, 通过水泵PID控制器设定了管网压力上上限、压力上限 (低于压力上上限0.1MPa) 、压力下限、压力下下限 (低于压力下限0.1MPa) , 系统稳压状态管网压力在压力下限与压力上上限之间波动。运行时的系统状态如下:当由于渗漏使管网压力下降到压力下限时, 其中一台稳压泵 (1号) 通过变频器 (1号) 自动启动向管网中补水升压, 当管网压力上升到压力上上限时自动停止, 1号变频器和1号稳压泵组成1号稳压运行工作线。另一台稳压泵 (2号) 作为备用而没有任何动作, 当1号线中出现故障稳压泵没有正常启动运行, 立即启动备用稳压压泵。1号稳压泵正常运行自动停止后, 管网压力再一次下降到压力下限时, 通过变频器 (2号) 自动启动2号稳压泵向管网补水, 压力上升到压力上上限时自动停止, 2号变频器和2号稳压泵组成2号稳压运行工作线。下一次下降到压力下限时1号线工作, 如此往复, 达到稳压的目的。

3 变频器在消防给水控制系统中的应用

本系统采用富士电机公司开发的风机、水泵专用FRENIC-VP系列变频器, 型号为FRN30FIS-4C, 该变频器具有工频/变频切换功能, 可实现多种频率的设置, 下下限位实现睡眠待机等功能, 并且配线简单。满足系统中稳压泵的变频和节能运行的需要。其接线图如图2所示。

变频器的设置可通过左上方的控制面板进行, 具体设置如下: (1) 加速时间设置为6s; (2) 基本频率为50Hz, 最低频率设置为30Hz, 启动频率为0.5Hz, 频率限制上限为50Hz; (3) 运转和操作设置为外部信号输入; (4) 模拟量输入下限为4m A; (5) 电机的额定电压、电流、功率等的选择均按照电机名牌上的参数输入。参数设置完毕后将显示屏设置为频率显示, 并将参数锁定。

4 结语

目前, 就国内变频器市场格局而言, 业内人士将其概括为, 目前变频器通用领域内资企业占据80%以上的市场份额, 竞争激烈导致10年价格大幅下滑;高性能市场仍以外资品牌为主, 未来将成为国内变频器企业的主攻方向。

参考文献

[1]施祖麟, 许磊.中国消防安全工作治理与改革发展全书[M].北京:人民武警出版社, 2004.

[2]中华人民共和国公安部消防局编.中国消防手册 (第3卷) 火灾预防[M].上海:上海科学技术出版社, 2006.

[3]姜锡敏.浅析几种不同稳压方式在消防系统中的应用[J].给水排水, 2012, 38 (03) .

[4]傅杰.变频控制设备在水灭火消防系统中的应用[J].科学与财富, 2012 (05) .

[5]宁耀斌, 明正峰, 钟彦儒.变频调速恒压供水系统的原理与实现[J].西安理工大学学报, 2001 (03) .

变频给水设备 篇11

关键词：变频技术 地铁机电设备 节能

当今社会的能源资源消耗越来越大，对环境所造成的伤害也逐渐加大，在这种情况下，变频技术应运而生。变频技术的应用可谓是电器、机电设备在能源使用上的一大变革，变频技术充分展现了其在对设备提供稳定的电压、减少能源消耗等方面的优势，迅速被电器、机电设备等相关市场所欢迎。变频技术的实用性直接或间接地创造着巨大的经济和环境效益，使地铁站中的机电设备也纷纷采用。变频技术的运行模式不同，所产生的效果自然也不相同，以下我们就针对变频技术在地铁中的自动扶梯和中央空调两个应用加以分析。

1 针对自动扶梯的变频应用分析

在最初的时期，只存在阶梯，人们上下楼层都需要自己爬阶梯，极为费力，后来随着科技的发展，自动扶梯出现，自动扶梯运用电的能量来带动整个扶梯上下运动，人们上下楼层就可以站在自动扶梯上，通过自动扶梯的自动上下运行，帮助人们到达目的地，极大的便利了人们的生活。没有经过变频技术改造的自动扶梯，无论是有人乘坐还是处于闲置状态，都会以最初设定的速度匀速运行，那就产生这样一个问题，就是自动扶梯在闲置状态下会造成能源的浪费，尽管自动扶梯的每次闲置所造成的能源浪费都不大，但全国各地的自动扶梯都在闲置时造成能源浪费，久而久之产生的能源浪费量就会令人大吃一惊。

变频技术的加入则在一定程度上解决了这个问题，自动扶梯中的变频技术体现就是变频器，在变频器的作用下，自动扶梯的运行速度可控性得到提高。当自动扶梯闲置时，变频器控制自动扶梯以低速运行，保持节能状态；当自动扶梯有人搭乘时，在自动扶梯中安置的感应装置会做出相关反应，变频器从反应中获取有用的信号消息，在极短的时间内就可以操纵整个自动扶梯高速运行起来，当加速到一定的程度之后，自动扶梯就会保持着这个高速度运行。高速与低速交替运行既保证了乘坐时的正常运行，又在扶梯闲置时节省了能源。

2 针对中央空调的节能应用分析

中央空调的组成部分相对复杂，主要可以分为水系统和风系统，各个系统中又有很多具体设备，但不论组成构建有多么复杂，所有的部件几乎都是为了调节温度而存在。在一个中央空调中，各个部件同时运转，造成了极大的能耗，在这些能耗中，有一些是完全可以避免的。在没有融入变频技术的中央空调系统中，负荷值处于不停的变化状态，除了冷水机组外，其他设备基本上都是以固定速度运行，在这样一种情况下，空调的负荷值如果降低，就会使整个运行机组的效率有所下降，能源也在这个过程中产生多余的流失。变频技术的出现为冷水机组和其他设备相配合调节提供了条件。

2.1 变频技术应用后的水系统节能考察。变频技术应用在空调的水系统中，主要的改变就是将原来的定水量系统用变水量系统代替，并加入了能够根据温度等的变化自动调节的各类设备。变频器被配备在每一个冷冻系统上，它在使用的过程中，将频率限定在固定的范围内，传感器的主要作用就是将冷冻水等的温度记录并反馈或检测水压差，及时对异常变化加以调整，在中央空调各项改变中，冷冻水的总流量、各个设备的用电量等也被纳入监控范围。总之，变频技术融入了中央空调的水系统后，对水系统的正常运行具有重要意义，延长了设备的使用寿命，从长远来看，降低了地铁在中央空调方面的资金投入。

2.2 变频技术应用后的风系统节能考察。空调风系统在融入了变频技术后添加了电动调节阀，可以根据回风温度自动控制气体的进出，在排风系统中的变频器和水系统中的变频器一样都将频率限制在固定的范围内，基本上是稳定在30-50赫兹之间，每个风机运行时所使用的电量和风机中排送风的温度也都有专门的传感器加以监测。送风量的大小和排送风中所携带的温度直接影响整个地铁站中的温度，温度过高或过低都不利于乘客的健康，变频技术在空调上加以应用就可以自动调节温度，尽量减少“空调病”的发生。

2.3 针对变频式多联机的节能应用分析。在地铁站中，并不是时时刻刻都需要进行供冷，一般在晚间和季节交换的时候，供冷是没有必要的。当不需要供冷时，为节省能源，就可以将中央空调关闭，这时候变频式多联机就可以代替中央空调开始工作，变频式多联机一改中央空调采用大系统供冷的方式，改换小系统，小系统相比大系统的能源消耗大致减少了四分之一，这种小系统运行模式所带来的能源效益具有巨大的发展空间，节能效果更加明显。

2.4 变频技术在中央空调中的综合运用。变频技术在中央空调中的应用涉及到空气处理装置、冷冻泵等整体构造，极大的减少了能源的损耗，中央空调的整体系统节能效益提高，电量负荷值减小，中央空调运行的大部分设备都从变频技术中获益匪浅，使能源消耗和资金消费都大幅降低，前景一片美好。尽管中央空调在变频技术上的应用有很大的提高，但其应用程度还远远不够，可以说变频技术在节能方面的潜力是无穷的。

3 变频技术在地铁站机电设备的节能应用综合分析

变频技术之所以在地铁机电设备中广泛应用，主要是为了促进节能。自动扶梯通过变频，在单天运行中最高节电二分之一；中央空调通过变频后各个系统的能耗都有不同程度的降低，经过相关夏季调查表明，风系统最高节能二分之一，水系统平均节能四分之一，综合平均节能约为五分之一，并且随着负荷值的减小，节能的潜力越大；变频式多联机将小系统的优势尽情呈现，平均最低节能在二分之一以上，最好的运行时间即为晚间和季节交替更换之间，虽是小系统的运行模式，但其形成的效果却十分良好。

变频技术在实际生活应用中蕴含着巨大的潜力，随着经济社会的发展，能源资源的需求量也会大幅度提升，当能源市场面临供不应求的状况时，具有节能效益的变频技术就会为经济社会的发展做出贡献。国家提倡节能环保，变频技术的使用更是顺应了国家的号召。地铁站在全国范围内广泛分布，作为能源消耗的一个重要方面，变频技术的使用也备受青睐，在未来的发展中，变频技术也将凭借其特有的优势在机电设备的应用中独占鳌头。

参考文献：

[1]赖雪龙，王宪，王晓冬.深圳地铁空调变频式多联机系统的节能分析[J].城市轨道交通研究，2011（02）.

[2]张鹏飞.变频技术在煤矿机电设备中的应用[J].能源与节能， 2013（09）.

矿山机电设备变频控制技术研究 篇12

1 对变频控制技术发展以及原理的研究

1.1 变频控制技术的发展

现代科学技术的飞速发展, 尤其是电子信息技术的日益成熟, 推动着变频控制技术的实践应用和理论研究, 使变频控制技术取得了长足的进步和质的突破, 带来了可观的社会效益和经济效益。智能控制模块在变频控制技术中的应用及网络技术和自动化控制对变频控制技术的辅助作用, 使变频控制技术的集成化程度不断提高, 控制功能和控制方式得到更深层、更广泛的拓展, 极大地提高了生产活动的综合化水平, 使变频控制技术的应用空间更为广阔。正是由于变频控制技术的这些优点, 对于节能减排领域具有重要的意义, 越来越多的行业领域和生产企业都开始尝试对变频控制技术的应用, 以实现对机电设备及电机转速的控制。

1.2 变频控制技术的工作原理

矿山机电设备变频控制技术是建立在现代科学基础上的一门综合性技术科学, 其集合了计算机技术、电力电子技术、电机传动技术等信息化技术。经过多年对变频控制技术的研究与探索, 其工作的原理主要表现在以下几点内容。第一, 工频电流信号通过半导体元件时转换成其他的频率;第二, 将转换成的工频交流电转换成直流电;第三, 利用逆变器控制和调节电流和电压, 使机电设备处于无极调速的状态。在矿山机电设备工作中, 为了能够有效的控制好电机运行中的转速, 必须应用变频控制技术, 来减少矿山设备在运行中能力消耗, 提高矿山设备自动化程度以及工作效率。

2 对变频控制技术在矿山开采中的重要性分析

随着我国经济的高速发展, 工业生产无论是从种类上还是从规模上来讲都得到了壮大, 但是, 就经济发展对能源的需求来看, 仍呈现供不应求的局势, 且对能源的需求还要进一步扩大, 所以, 急需大量的新技术融入到矿山开采工作中去, 来改善与完善我国现阶段矿山能源不合理开采、浪费开采的局面, 促进我国矿山资源的合理开采与利用。随着各个矿山开采企业间竞争的日益激烈, 企业要想在激烈的竞争中占据优势, 能否走可持续发展的道路, 就必须进一步提高对开采机械设备的利用率, 最大限度的减少开采过程中资源的浪费以及对环境污染的程度。所以, 在矿山开采过程中, 将变频控制技术应用到矿山机电设备中, 就可以有效的提高矿山机电设备的利用率, 实现技能减排、保护环境、节约能源, 提高企业的经济效益, 促进企业的可持续发展。另外, 变频控制技术在矿山生产中的成功应用, 有利于促进此技术在其他相关领域的推广和应用。

3 矿山机电设备变频控制技术研究

3.1 变频技术在皮带机中的应用

皮带机的功率较提升机来说更大, 它是通过绕线电机经转子绕组降压启动后工频巡行, 经液力耦合器切换到皮带机。其工作原理是通过驱动轮毂, 依靠摩擦力牵动皮带运动, 皮带通过其特殊的张力变形以及摩擦力带动在滚轴上运动。其中转子串接电阻改善转矩和减压空载启动等方法, 启动电流过大, 产生电网电压剧烈波动、电机内部机械冲激、发热等现象。启动时间过短, 加大了皮带断裂、老化, 要求皮带韧性够强。液力耦合器运转时引起内部油温上升, 磨损部件程度加大等。既加大了维护难度与成本, 还污染社会环境, 导致难以功率平均和同步问题。采用变频技术实现皮带传输机软启、软停等运行方式, 稳定了皮带机工作性能。改造之后, 系统可以根据负载变化情况, 调整输出频率和力矩, 改变了以往电机工频恒速运行模式, 在一定程度上节约电力能源消耗。系统功率因数在过程当中到达90%以上, 大大提高了工作效率。高压变频器采用了皮带机能量回馈功能, 进一步节约了能源消耗, 同时也减少了其他设备的维护费用, 节约资金, 完善了环境保护。

3.2 变频控制技术在通风机中的应用

矿山主要设备当中, 通风机当中主扇风机在矿物生产中具有重要地位。作为矿井主要通风设备, 运转时间长, 被称为是矿井中的“呼叫系统”。随着开采和挖掘不断深入, 井下的风压不断增加, 通风机需要的功率也在不断增大。但通风机功率则成了矿井开采的重要问题。在矿山通风机设备采用了变频调速之后, 可以根据巷道的风量需求情况进行调速, 避免了电能消耗, 应用效果十分显著。由于通风机通过变频器的改造之后实现了变频软启动, 防止了启动电流冲击, 既对电网设备没有冲击, 又能随意启停。

4 结语