交流调速装置中采用变频器能耗制动的分析研究
应用变频调速装置的节能分析
Ｏ
积成 正 比，即与 Ａ Ｈ。 的面积 成正 比。若生 产 ０ Ｑ 工艺 要求 ，流 量需 从 Ｑ。 减少 到 Ｑ ，如采 用 调节 档 板方 法 ，相 当于增加 管 网 的阻 力 ，使管 网 阻力特 性
从 图 ２中 曲线 Ⅱ看 ， 显然 有 ：
Ａ ／ ｏ ． ＋０ ６Ｑ／ 一 Ｑ。 Ｑ： Ｐ Ｐ 一０ ４ ． Ｑ。 ／ （） ５
图 ２中的 阴影部 分 即为节 能 区域 。流 量从 ０到
Ｑ。 化 时平均 节 能为 ： 变
ｒ１
变 为曲线 ③ ，系 统 由原 来 的 工 作 点 Ａ 变 到 新 的 工
收稿 日期 ：２ ０ — ０ — ０ ０６ ９ ５
△ ／ｏ ｌ［．＋０６ ／ ｏ ／ ３ （ Ｑ ） ＰＰ— ０４ ． Ｑ Ｑ 一 Ｑ］ ｄ
满足 同样流 量 Ｑ 的情 况 下 ，扬 程 Ｈ。 幅度 降 低 ， 大
转 速 可 以改 变流量 和扬 程 ，从 而 满足 生产 要求 。本
文分析采用变频调速装置控制设备转速是如何节能
的。
轴功 率 （ 当于 Ｃ Ｈ。 ） 的面 积 ）显著 减少 ，节 相 （ Ｑ。 省 的功率 损 耗 Ａ Ｎ—ＡＨＱ ，与 Ｂ Ｈ Ｈ。Ｃ的 面积
摘 妻 ：选 矿 厂 的尾 矿砂 泵 。烧 结 厂 和 球 团 厂 的 一 些 风 机 、水 泵 类 负 载 设 备 ，常 常 需 要 进 行 流 量 控 制 。
过去多是 采用 调节 档板或节 流阀的方法控制流量 ，这种 方法虽然 简单 ．但损失 了大量 的电能 。如用 变频调
速 装 置 拖 动 此 类 负 载 。就 能 达 到 节 能 的 目的 。
成正 比，节能 的效 果是 十分 明显 的 。
变频调速技术研究及其在风机-泵类应用中的节能分析
变频调速技术研究及其在风机\泵类应用中的节能分析摘要：从变频调速的基本原理开始，讨论了电动机调与节能的关系，根据实验数据，结合生产实践中大量使用的风机、水泵进行分析，指出变频调速有利于节能及其它优势，并结合相关实例说明了使用变频技术带来的经济效益。
关键词：变频调速；节能；流量；频率；功率Abstract: Based on the basic principle of variable frequency and speed regulation, this paper discusses the relationship between the motor and energy conservation. And an analysis is made combining with large amount of fans and pumps in production and the experimental data, pointing out that variable frequency and speed regulation can help save energy and other advantages, An explanation of the economic benefits brought by the frequency conversion technology is given by combining with relevant examples.Key words: variable frequency and speed regulation; energy saving; flow; frequency; power1. 引言我国的能源供应还很紧张，最大限度的利用能源是一种客观要求。
而八十年代初发展起来的变频调速技术，正是顺应了工业生产自动化发展的要求，开创了一个全新的智能电机时代。
高性能变频调速设备对能源消耗的影响分析
高性能变频调速设备对能源消耗的影响分析引言:在当今工业生产领域中，能源消耗一直是一个重要的课题。
为了实现可持续发展和能源效率的提高，公司和企业越来越重视对能耗进行管理和优化。
高性能变频调速设备作为一种重要的能效技术手段，被广泛应用于各个领域，因为它能提供精确的负载控制和高效节能的效果。
本文将重点探讨高性能变频调速设备对能源消耗的影响，并分析其在不同应用场景中的优势和效能。
一、高性能变频调速设备的定义和原理高性能变频调速设备是一种能够通过改变电机运行频率来调整负载速度的装置。
其工作原理是利用功率电子器件将输入电源的交流电转换为可调的直流电，然后通过逆变器将直流电再转换成可调的交流电供给电机运行。
通过提供可调频率和可调电压给电机，高性能变频调速设备能够实现电机的无级调速，以适应不同负载要求。
二、高性能变频调速设备在能源消耗中的影响和优势1. 能源消耗降低:高性能变频调速设备通过增加电机的效率和降低负载的机械损耗，能够在电机运行过程中显著减少能源消耗。
传统的电机控制方式如启动抵阻控制和直启控制，由于在启动和恒速运行时处于额定功率状态，会造成很大的能源浪费。
而通过使用变频调速设备，能够根据负载变化实时调整电机转速，从而减少额外能源的浪费。
2. 节约维护成本:高性能变频调速设备具有自我保护功能，能够对电机进行智能监控和保护。
当电机超载、过温或运行异常时，设备会自动停机避免进一步损坏。
此外，调速设备还可以监测电机的运行状态，提供实时数据反馈，从而提前预知电机的故障和维修需求，降低维护成本和停机时间。
3. 扩展电机寿命:高性能变频调速设备通过控制电机的运行频率和负载，有效降低电机的应力和磨损，延长其使用寿命。
由于在启动和停机时不需要额外的力矩和能量输入，电机在变频调速下的启停无冲击，减少了过载和热损伤的风险。
4. 提高生产效率:高性能变频调速设备可以根据负载要求精确调控电机的转速和输出功率，使生产过程更加稳定和可控。
交流调速的应用现状及思考
交流调速的应用现状及思考1、引言宝钢是一个举世注目的超大型钢铁联合企业。
从1978年开工建设打下第一根桩开始，直到2001年5月国家对宝钢三期工程正式验收为止，历时20多年的一期工程建设、二期工程建设、三期工程建设。
宝钢人为此付出了大量的艰辛，方才形成迄今为止年产钢1140万吨的巨大规模。
宝钢拥有从原料输送、储存、处理，冶炼，板坯连铸，初轧，热连轧，冷连轧等多条主要的生产作业线。
可以说，这些作业线的生产工艺、设备的自动化控制水平都是世界第一流的。
钢铁企业的生产设备，按照工艺要求可分为非调速和调速两大类。
在宝钢现场的各主作业线上，凡是生产工艺对设备有调速要求的，都实现了自动调速控制。
从电气传动的观点看:调速类又可分为交流调速和直流调速两大类。
2、交流电动机变频调速技术在宝钢的应用情况交流电动机变频调速技术在宝钢的应用是伴随宝钢一期工程、二期工程、三期工程的建设而发展的。
在宝钢的一期工程设计时，虽然当时交流电动机变频调速技术在国外已有相当的发展，但受国内现状的制约，宝钢一期工程的引进项目中仍然沿用直流调速。
仅引进了两套变频器作为大型电动机的起动用:其一是引进日本东芝公司生产的12MW(12kV、1024A)交-直-交变频器供能源部1＃高炉鼓风机的48MW同步电动机起动。
其二是引进日本安川公司生产的VS －630(850kVA，1750V，最高输出频率30Hz)电流型交-直-交变频器供1#高炉一、二次除尘风机的1600kW异步电动机起动。
在二期工程中，交流变频调速技术的应用范围有所扩大，使用交流变频调速技术的设备占需要调速的设备的比例有大幅度地增加，使用的变频器以SPWM电压型为主。
这些变频器(除2050热轧厂的R3和辊道驱动用变频器采用模拟器件控制系统和晶体闸流管作功率开关元件外)大多采用可关断的晶体管功率开关元件GTR，同时应用了数字化或全数字化控制技术。
如一炼钢连铸和二高炉出铁场除尘用的VS-686TV系列、VS-616H系列，第二烧结厂用的MELTRAC-200k系列、REQROL-400系列,以及2050热轧R3所用的交-交变频器，轧线辊道驱动用的交-直-交变频器。
高性能变频调速设备的节能减排效果评估与分析
高性能变频调速设备的节能减排效果评估与分析随着工业化的快速发展和能源紧缺的形势日益严峻，节能减排已成为各个领域的重要任务。
在电力系统中，高性能变频调速设备因其能够提高电动机效率和节约能源的特性而得到广泛应用。
本文将对高性能变频调速设备的节能减排效果进行评估与分析。
首先，对于高性能变频调速设备的节能效果进行评估。
高性能变频调速设备通过实现电动机的变频调速，可以根据实际负载需求来调整电机的转速，从而有效避免电动机在无负载或负载变化较小时运行在满负载状态，降低了电机的运行功率。
此外，变频调速设备还能根据负载需求调整电机的运行速度，使电机在运行过程中始终处于最佳工作点，提高了电机的效率。
这些措施的实施使得电机的能耗大大降低，从而实现了节能的目的。
其次，对于高性能变频调速设备的减排效果进行评估。
由于电力系统是全球最大的温室气体排放行业之一，因此减少电动机的能耗也将直接减少温室气体的排放。
根据统计数据，变频调速设备的应用可以将电机的能耗降低20%至60%，相应地减少电厂的发电量和燃料的消耗。
这样一来，不仅减少了温室气体的排放量，也降低了对非可再生能源的依赖程度，具有明显的环境和经济效益。
此外，高性能变频调速设备还能够有效降低电网的功率损耗。
传统的电力系统中，电动机通常是以定速运行的方式工作，因此在输电与配电过程中会造成一定的电网损耗。
而变频调速设备能够通过调整电机的转速以及降低输电与配电线路的功率损耗来减少电网的损耗，提高了电网的效率。
这不仅使得电力系统的供电可靠性提高，也进一步降低了环境污染和能源消耗。
另外，高性能变频调速设备还可以促进电力系统的智能化发展。
通过与现代智能电网技术相结合，变频调速设备可以实现电网对电动机运行状态的实时监测与控制，进而实现电动机的优化调度和负荷均衡，提高了电力系统的运行效率。
同时，高性能变频调速设备还能够与其他智能装置和系统进行信息交互，为电力系统的自动化管理和智能化运营提供支持。
浅析交流电机变频调速技术的节能效果及应用
２０ ０
１５ ２
ｎ ６ －）， ＝０ ｓ／ 式中 ￣１ ｔ 。 为定子电压频率； ｐ为电动机极对数 ；为转 ｓ
差率 。由转速公式可知 ， 异步 电动机 的调速方法有 改变 供电电源 的频 率 、 改变 电动机 的极对数 、 变转差率 ３ ， 改 种 而转差率 的改
效 率／ ％
安全隐患 。
台 ２ ０ｔ ２ ｈ燃煤循环流化床锅炉。该 电厂大热 网采 暖抽 汽供热能 ／ 力为 ３ ８万 ｎｚ配有 ３台疏水泵及 电机 。 ３ ｌ ， 疏水泵 的具体参数 如表 １ 所示 。电机 的具 体参数如表 ２所
示
２ 解 决措 施
为了解决生产现场大热网疏水泵运转不 符合实际要求 的问
浪 费。在大 热网负荷 大幅度摆动 时 ， 需要经常性 地进行 切换泵 运行来 维持 热网换热器 正常水位 ， 过程 中也存 在较 大的压力 此 损失 。在大热 网运行期 间 ， 常常会发 生由于疏水 泵 电机 过负荷 引起 电机发热 超温 或疏水 泵长 时间低 负荷 运转 导致 疏水 泵汽
转 速／ｒ ｉ ） （／ ｎ ｍ
７ ６
２９ ０ ５
变可 以由改变外施 电压 、 转子 回路接人外加 电阻 、 转子 回路接入
附加 电势等措施来 达到。
２１ 变 极 调 速 ．
汽蚀余量／ ｍ
最 大 允 许 压 力 ／Ｐ ｋａ
４５ ．
１ ０ ０ ６
表 ２ 电 机 的 具体 参 数
题， 以满足设备 运行工况 的需要 ， 收到很 好 的安全 和经济效 益 ，
表 １ 疏水 泵的具体参数
项目
型号
决定从 电机控制角度人手考虑改造。
疏水泵 配套 电机为交流异步电机 ， 异步 电机 的转 速公 式为 ：
交流调压调速—能耗制动电梯拖动与控制系统的设计
毕业论文题目：交流调压调速—能耗制动电梯拖动与控制系统的设计Alternating voltage regulation speed-braking energy elevator drag and the design of control system系别：专业：班级:姓名:学号:指导教师:2011年月日摘要电梯是现代社会和经济中的物质文明标志，是必不可少的垂直运输设备。
电梯作为垂直运输的升降设备，其特点是在高层建筑物中所占的面积小，同时通过电气或其他的控制方式可以将乘客或货物安全合理，有效的运送到不同的楼层。
基于这些优点，在建筑业特别是高层建筑飞速发展的今天，电梯行业进入了新的发展时期。
本文在阐述电梯的分类，基本结构和功能，电梯电力拖动的基本方法的基础上，针对交流调压调速－能耗制动电梯拖动与控制系统的设计，使用PLC原理，设计了电梯的控制系统，包括层楼指示、轿厢内指令和厅外召唤指令的登记、记忆及消除等部分，实现轿内与各层呼梯指令的记录、电梯运行方向和选层的控制，电梯上下行和自动开关门、电梯的指层控制等功能。
AbstractThe elevator is the modern society and economy of material civilization symbol, is indispensable vertical transportation equipment. Elevator as vertical transportation lifting equipment, its characteristic is accounted for in the high-rise buildings in the area is small, and at the same time through electrical or other control mode of passenger and goods can be safe, effective shipped to different floor. Based on these advantages, the construction industry especially high-rise building rapid development today, elevator industry entered the new developing period.Based on elaborating the elevator classification, basic structure and function, the elevator the basic method of electric drive, based on alternating voltage regulation speed - braking energy elevator drag and the design of control system, the use of PLC of the principle, design the elevator control systems, including floors instructions, elevator car outside instructions and hall within the registration, memory summoning instructions and eliminating the part such as car, realizing with each layer within the record, called ladder instructions direction and elevator running, control of elevator stratum selection downlink and automatic open shut and elevator to the layer control etc. Function.Key Words：Elevator control system目录摘要 (2)Abstract (3)第一章电梯的分类，基本结构和功能 (5)1.1电梯分类 (5)1.2电梯的基本结构 (7)第二章电梯的电力拖动基本方法 (17)2.1轿门及厅门运动的电力拖动方式 (17)2.2电梯的运行速度及要求 (18)2.3电梯的负载机械特性 (19)2.4 电梯对电机的性能要求 (21)2.5 电动机额定功率的粗选 (23)第三章交流调压调速－能耗制动电梯拖动与控制系统的设计 (24)3.1交流调压调速拖动方式示 (24)3.2 主电路 (28)第四章电梯信号控制系统 (31)4.1 内指令信号的登记与消除 (31)4.2 外召唤信号的登记与消除 (34)4.3 电梯指层控制 (37)总结 (39)参考文献 (39)第一章电梯的分类，基本结构和功能1.1电梯分类1.1.1按速度分类1、低速电梯，电梯的额定速度在1m/s以下，常用于10层以下的建筑物。
交流电动机的调速节能的控制措施探究
变压调速、转子回路串电阻调速、转差离合器调速都归属于转差功率消耗型，其共同点在于交流电动机的全部转差功率都能够转换为热量，在转子回路里不断循环使用，进而达到增加转差功率的消耗来实现转速的调整。
2.2.2转差功率馈送型
绕线转子电动机串级调速和双馈电机调速归属于转差功率馈送型，在绕线转子电动机串级调速和双馈电机调速方法，虽然最大的弊端就是对转子铜的损坏较为严重，但是，其大部分的转差功率都通过转子侧通过交流电动机装置传送，当然，传送功率都会在扣除交流装置能耗之后，转化为对生产、生活有用的功率。
交流电动机的调速节能的控制措施探究
摘要：当前我国正推进绿色可持续发展的节约型社会的构建，而电动机作为重大机械设备的关键组成部分，在能源消耗方面可谓十分大，因此，为了符合能源节约型社会发展的理念，加强对交流电动机的调速节能控制措施的研究势在必行。借此，本文就从交流电动机的原理方面进行分析，同时根据其原理对交流电动机的调速节能控制措施展开简要说明，希望能够为交流电动机的调速节能效果的有效提升奠定一定的理论基础。
1.2变转差率调速原理
变转差率调速指的就是通过改变交流电动机的相关参数，进而能够控制S值的方式实现交流电动机速度的调整，变转差率调速的具体内容包括转子串电阻调速、改变
变频调速指的是需要在控制系统上增加一个特有的变频器，进而达到实现对电机转速调节，或者是控制的目的，另外，通过对变频器参数的设置，在实现定子绕组两端的电压和频率的改变的同时，从而实现转速沿平滑的曲线进行变动的结果，所以，通过变频调速的方式，也可以保证交流电动机工作效率提升，能源消耗降低。
关键词：交流电动机；调速；节能；控制措施
引言
从当前我国机械设备科学技术发展的情况来看，当前该方面的技术已经远高于改革开放之前，而且诸多高科技产品逐渐渗入到人们的日常生活之中。尤其是在工业生产型行业，交流电动机作为重要的电能输出装置，电能消耗极其大，据调查显示，约有70%以上的电动机长期处在超负荷状态下运行，极大增加着施工的风险。另外，节约型社会理念的贯彻落实，使电动机的社会利用价值提升，为了能够保障电动机在未来市场竞争中依旧占据重要位置，即要求对其外部不断的健全以及进一步完善交流电动机的调速节能控制措施。
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交流调速装置中采用变频器能耗制动的分析研究
【摘要】本文分析了以变频器为主控单元的大型交流拖动系统制动过程的工作特性，给出了避免电动机发生再生制动过程而可单独采用用能耗制动的方法并进行了讨论。
实践证明，该方案工作可靠、合理，有效的降低了改造成本。
关键词：变频器、能耗制动、特性
引言：近年来，随着变频调速的迅猛发展，交流调速技术有了长足的进步。
目前，由交流异步电动机和变频器组成的交流拖动系统大有取代直流拖动系统之势。
在不同工况的应用条件下，
如何充分开发变频器自身功能、有效的降低改造成本
本文以30KW交流异步电动机组成的炼钢转炉拖动系统为例，介绍了利用变频器直流制动功能实现大惯量交流拖动系统准确停车的设计方法，与一般方式相比，该方案不仅工作稳定可靠、控制精度高，而且省去了价值上万元的变频器专用制动单元/制动电阻，有效的降低了设备改造成本。
截止到现在，按该模式改造的数套转炉系统已连续稳定运转近4年，提供了一种针对传统交、直流拖动系统，以节能降耗、提高自动化水平为主要目的、成熟的技改方案。
原系统的组成及主要存在的问题：
炼钢转炉是钢铁厂一种重要的生产设备，生产工艺对控制转炉转动的拖动系统的稳定性及停车定位精度要求较高。
某钢厂的一台转炉原以30KW的交流异步电动机进行拖动，由齿轮减速箱实现减速，配合刨闸实现准确停车控制。
工作时，系统均在低速段运行，能量损失较大。
而且，整个炉体惯性较大，现场工作条件恶劣，启、停过程中减速箱的齿轮经常被撞坏，造成整个系统的瘫痪。
如处理不及时，钢水凝固在炉中就会造成“蹲炉”的大故障，带来巨大的经济损失。
由于条件限制，机械减速系统维修起来十分不便，而且停车定位控制精度较低，以上问题已成为阻碍生产进一步发展的“瓶颈”问题，厂家迫切要求解决这些问题。
改造方案中关键技术问题的讨论：
针对上述系统中存在的主要问题，我们提出：利用变频器对原有交流拖动系统进行改造。
由于系统一直处于低速运行，而电动机转速与消耗能量间具有立方关系（即当电动机的转速下降为额定转速的n%时，电动机所消耗能量为原额定功率PN的PN*（n%）3,如当转速下降到80%的额定转速，则消耗功率仅为51.2%的额定功率）,所以利用变频器替代原有的机械调速系统后，不仅系统运行的稳定性大大提高了，而且在节能降耗上所取得的效益也将是十分显著的；同时摆脱了由机械减速系统所带来的大量维修工作。
待解决的关键技术问题是如何保证并提高整个系统的停车定位精度。
一般来说，通用变频器提供的制动方式主要有：能耗（直流）制动、再生制动（制动单元/制动电阻、整流回馈）等。
几种
方案适用范围、场合及使用的限制条件各有不同，使用的效果也各有优劣，根据实际情况选择经济有效的制动方法与制动功能是成功设计变频调速控制系统的关键问题之一。
在进行首台转炉的改造时，考虑到系统惯性较大、要求的制动转矩较高，我们选择了由变频器生产厂家推荐、兄弟钢厂已试验成功的外接制动电阻和制动单元、配合直流制动的制动方案，整体控制效果十分理想。
在进一步的探讨中，我们考虑：转炉拖动系统具有运行速度慢、启停间隔时间较长的特点；能否省去外接的制动单元/制动电阻，单纯采用直流制动呢？由于变频器厂家把外接制动电阻和制动单元作为选配的元器件，需另行购买且售价较高，如该方案可行，将有效的降低整个系统的改造经费接近20%，累计起来是十分可观的。
为此，我们对系统的工作特性进行了详细的分析。
所谓“直流制动”，一般指当变频器的输出频率接近为零，电机的转速降低到一定数值时，变频器改向异步电动机定子绕组中通入直流，形成静止磁场，此时电动机处于能耗制动状态，转动着的转子切割该静止磁场而产生制动转矩，使电动机迅速停止。
由于旋转系统存储的动能转换成电能以热损耗的形式消耗于异步电动机的转子回路中，为防止电动机减速过程中所形成的再生发电制动以及直流制动过程中电机发热，需串入制动单元/制动电阻。
而转炉拖动系统有其特点：首先，工作状态下变频器的输出频率基本在35-38HZ左右；其次，转炉系统不会频繁的启停。
如图1所示为一般交流电动机制动时的机械特性曲线。
①为正常工作时的曲线，②为直流制动时机械特性。
设A点为正常工作点，
n(rpm/min)n(rpm/min)
B A fx
①
③fdb
②tzt
nk运行信号
t
Tb0 T 直流电流Idb
图1：直流制动机械特性tdb t
①-原机械特性②-直流制动时机械特性图2：直流制动的设定
在变频调速通常设置的制动过程中，电动机先减速，此时同步磁场转速低于转子转速，工作点在同一转速下由曲线1的A点跳至曲线2的B点，即从第一象限过渡到第二象限，通常称之为同一转速下特性的跳转，则电机得到反方向的制动转矩Tb进入发电制动状态，拖动系统沿图1中曲线2迅速降速，当低于某一转速后，变频器输出直流，形成固定磁场，产生制动转矩。
在这一过程中，电机将经过短暂的再生发电制动和能耗制动最终停止，因此需要接入制动单元/制动电阻，以防止电机发热。
从理论上分析，如果能够控制电动机同步磁场的转速缓慢下降，电动机在发生同一转速下特性跳转时，特性曲线维持在第一象限，如图1中虚线组③所示慢慢降速，不跳转至第二象限则拖动系统在降速过程中可以有效的避免再生制动过程。
接下来，当电机转速在小于临界转速nk的情况下接入直流制动，并相应控制接入直流的大小和时间，理论上分析电机仅经历有限的能耗制动阶段，不会过热。
而变频器良好的内、外特性保证了上述各项条件的满足。
图2所示为变频器的输出频率、直流制动中电机转速随时间变化的规律，在运行信号的控制下，变频器首先缓慢连续降频，达到fDB后则开始直流制动，此时输出频率为零。
在系统参数设定中系统降速时间tz、直流制动起始频率fDB、制动电流Idb和制动时间tdb的设定十分重要，直接关系到生产机械的准确定位和电动机的正常运行，我们曾以ABB、西门子、三肯等不同厂家、型号的变频器进行实验，均可满足工况要求。
现以所述转炉系统所应用的西门子6SE21系列变频器为例对参数设定进行具体说明：。