智能变频调速装置在煤矿中的应用

智能变频调速装置在煤矿中的应用（共10篇）

智能变频调速装置在煤矿中的应用 篇1

沈占彬

张晓军

(平顶山工业职业技术学院，河南

平顶山

467001)

矿用交流提升机在减速和爬行段的速度控制困难，不能实现恒减速控制，转子串电阻调速能耗十分大，控制电路复杂，经常产生故障和损坏等问题。在斜井提升机系统中应用变频器，节能效果显著，应用前景广阔。目前矿用提升机普遍使用交流绕线式电机转子串电阻调速控制系统，提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，特别在负载变动时很难实现恒减速控制，经常会造成过放和过卷事故。提升机频繁的启动和制动工作过程会使转子串电阻调速产生相当严重的能耗，转子串电阻调速控制电路复杂，这种转子串电阻调速属于有级调速，低速转矩小，转差功率大，启动电流和换档电流冲击大，中高速运行振动大，制动不安全不可靠，对再生能量处理不力，斜井提升机运行中调速不连续，容易掉道，接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏，故障率高，影响生产效益。特别是在煤矿生产中不能实现防爆要求。针对串电阻调速系统的这些问题，本文介绍变频器在提升机调速系统中的应用。变频器的调速控制可以实现提升机的恒加速和恒减速控制，能很好的防止提升机过卷和过放事故发生。变频器的调速还可以实现电动机的软启动，去除了转子串电阻造成的能耗，具有十分明显的节能效果。变频器调速控制电路简单，克服了接触器、电阻器、绕线电机电刷等容易损坏的缺点，降低了故障和事故发生。交频器灵活的调速控制便于实现提升机的多段速控制，能防止叉道和弯道脱轨事故。因此，变频器在提升机调速系统中的应用有十分广阔的前景。

鉴于变频调速提升绞车的优越性，我矿采用唐山开诚电器有限责任公司生产的ZJT-30型隔爆兼本安智能变频调速装置。该变频调速装置主要整流及逆变元件和PLC及辅助元件均采用进口产品，具有可靠性高、使用寿命长等特点。它能有效地保护电机，延长电机的使用寿命。由于变频调速装置采用了隔爆兼本质安全型设计，符合《煤矿安全规程》的要求，可应用于煤矿井下含有煤尘、瓦斯爆炸危险的环境中，作为局部风机、水泵、空压机、提升绞车、皮带运输机及其它设备电机的变频调速和起停及保护控制，从而实现节能降耗、安全生产、延长电机使用寿命等多重目的。

系统的优点

本系统设有一条硬件安全电路和两条软件安全电路，这三条安全电路相互冗余与闭锁，一条断开时，另二条也同时断开。安全电路断开后，系统会立即解除运行控制指令，封锁变频器，分制动油泵，断开安全阀和KT线圈,进行紧急制动。

(1)实现了软启动、软停车，减少了机械冲击，使运行更加平稳可靠。

(2)起动及加速换挡时冲击电流很小，减轻了对电网的冲击，简化了操作、降低了工人的劳动强度。

(3)运行速度曲线成S形，使加减速平滑、无撞击感。

(4)安全保护功能齐全，除一般的过压、欠压、过载、短路、温升等保护外，还设有过卷、等速超速、定点超速、PLC编码器断线、错向、传动系统故障、自动限速等保护功能。

(5)设有回馈制动、抱闸制动制动方式，更加安全可靠。

(6)该系统四象限运行，可实现绞车的调速、换向、能量回馈制动等功能，且不受回馈能量大小的限制，适应范围广，节能效果更加明显。

(7)采用双PLC控制回路，能够实现双回路保护，一回路出现故障，另一回还可以继续运行。提升机变频调速的系统结构

图1：绞车电控系统图

图1所示，提升机ZJT-30-MSC隔爆兼本安智能变频调速其主要配置为变频调速系统、PLC控制系统及轴编码器监测系统组成，其中变频调速系统（图2所示）又分为输入电抗器、可控整流系统、电容平波系统、输出逆变系统。变频器主要对提升机的升降实现变频调速等，可控整流系统是一种可回馈电能的逆变器，它可单独作为高质量的无功补偿器使用，也可与其他系统相结合组成新的系统，以实现能量在交流侧和直流侧的双向传输，同时，系统可将交流侧的功率因数调整到任何希望的数值，且交流侧的电流为近乎完美的正弦波。电容平波系统主要对电网脉动整流滤波使其达到输出的波形平稳。PLC控制系统主要对提升机的变速、停车和精确制动、提升启动、下降启动、故障复位及紧急制动等操作控制。抱闸制动主要实现提升机停车控制。轴编码器监测系统是把运行的速度及方向和位置信号进行转换传输到PLC控制系统中。

3-AC660V1L11L21L3电抗器箱变频器箱+HA-Q01BUS++L1L2L3185KW,660V+UVWPE+M~BUS-图2 变频调速系统提升机变频调速系统按工作方式又分为变频器、行程控制、操作控制和抱闸控制。1.变频器

在提升机系统中的应用中，变频器主要进行恒加速变频调速启动、恒减速变频调速停车及行程变频调速运行等变频调速。变频调速是通过改变电机输入电源的频率来调节电机转速的，因此调速范围很宽，一般变频器基本上都可以达到0～400Hz，频率调节精度一般为0.01Hz，可以很好地满足提升机的恒加速和恒减速无级调速的要求。采用变频器后，电机可以实现真正意义上的软启动和平滑调速。变频器调速有别于转子串电阻调速，降低了转差率，提高了电路的功率因数，可以恒转矩输出，输出功率随转速变化，因此具有很好的节电效果。另一方面，变频器还可通过软件，很方便地改变输出转矩（即调整转矩补偿曲线）和加减速时间、目标频率、上下限频率等。变频器还具有强大的兼容功能，并根据使用要求进行功能组合，参数设置（修改）和动态调通。变频器也可通过端子排控制，对行程进行多段速度控制。图3为变频器恒加速和恒减速调速过程示意图，加速和减速过程可以灵活的调节，这种调速方式对防止提升机的过卷、过放、脱轨等都是十分有利的。

2.行程控制（PLC控制）

图3是提升机提升和下降过程示意图，行程控制分为2个过程，一个为正向提升行程，另—个为反向下降行程。行程控制主要将提升机的升降过程划分成不同的行程区间，根据每一行程区间的实际情况，可以用不同的变频调速控制提升机的升降速度。行程控制不仅控制提升机整个升降行程过程的变频调速，而且控制提升机的停车和制动过程。行程控制可以很好的防止提升机过卷、过放、脱轨和翻车等事故发生，特别适合具有弯道和叉道的特殊斜井。

行程控制是根据提升机的升降位置（行程区间）实施控制，PLC将行程位置转换成开关信号 3（如图1所示），发出指令控制信号传输到变频器进行多段速变频控制，停车控制和制动控制等。

3.制动控制

提升机的安全使用必须要有良好的制动和制动控制系统。制动一般采取回馈制动和抱闸制动相结合，回馈制动主要利用提升机的惯性在减速和下降行程所产生的再生能量进行制动。变频器使用回馈单元实现回馈制动，这是一种软制动形式，能很好的防止机械冲击和快速下滑。为了防止滑车等事故，使用抱闸对提升机实施抱死制动，抱闸制动—般在停车时使用，当运行到停车位置时，PLC对变频器发出停车信号。同时，对抱闸制动器发出抱闸控制信号，实施抱闸制动。当发生脱轨等事故时，操作控制实行紧急抱闸制动。

4.操作控制

操作控制主要执行提升启动、下降启动各紧急抱闸制动等控制。“提升启动”操作控制变频器正转运行，提升过程由行程控制器的提升行程控制完成。“下降启动”操作控制变频器反转，下降过程由行程控制器的下降行程控制完成。“紧急制动”操作主要控制异常时的变频器停止和抱闸制动。

工作原理

ZJT-30-MSC隔爆兼本安智能变频调速系统的工作原理是：操作台发出操作指令信号，传输到PLC-A1和PLC-A2，PLC-A1和PLC-A2根据轴编码系统、保护系统传回的信号进行内部比较，然后根据程序控制变频器执行起动、停车、制动、保护等功能。在PLC-A1故障或与其有关的编码器故障时，将“应急方式”转换开关打在“应急1”位置,利用PLC-A2可实现应急手动开车；同样在PLC-A2故障或与其有关的编码器故障时，将“应急方式”转换开关打在“应急2”位置,这时在PLC-A1内可把与PLC-A2相关的信号旁路掉，利用PLC-A1可手动开车。

变频器是通过改变电机定子供电频率来改变电机的转速，以实现绞车的调速。交流异步电动机的转速公式为

n=60f1(1－S)／p 其中n—电机转速 f1—定子供电频率

p—极对数 s—转差率

其中变频调速系统的工作原理如图2所示，系统内部采用矢量控制思想，“交—直—交”变频理论最终产生PWM电压。AC660V电源由隔爆接线腔 R、S、T 三个接线柱接入隔爆主腔内，经整流平波电路输入 IGBT 逆变桥，由逆变电路输出 U、V、W 来驱动电机的运行，对电机频率的调整控制，可根据现场的工况需要，由外部速度钮，以无级调速的方式设定好实际需要的参数值（即频率／速度值），以达到精确地适应所需频率 ／速度 ／功率的输出的要求。当工作现场的工况要求发生变化时，可随时用本质安全型参数程序控制器（键盘或 CCS 操作台）来修改参数，应用方便、灵活、可靠。

现场应用情况及运行效果

智能变频调速装置在煤矿中的应用 篇2

近年来, 出于节能需要和对产品质量不断提高的要求, 变频器调速技术有良好的发展前景。①变频启动性能比较平滑, 从而减小了浪涌电流;②节假日期间在保证正常抽风量的同时, 相应调低频率、转速, 也能节电;③变频器调速方法也将逐步取代风门挡板阀门等传统的调节方法。

1变频调速节能的理论依据

电机转速与工作电源输入频率成正比, 即:

n=60f (1-s) /p (1)

式中, n为煤矿主通风机用异步电动机转速, r/min;f为工作电源输入频率, Hz;s为电机转差率;p为电机磁极对数。

变频调速技术是根据上述关系, 通过改变电动机工作电源频率来达到改变电机转速的目的, 变频器就是基于上述原理采用交—直—交电源变换、电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合电气产品。

根据流体力学的相关理论可知:对于同一台风机, 当风阻不变时, 风量Q和转速n成正比, 风压H与转速的2次方成正比, 轴功率P与转速的3次方成正比。

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雷诺系数Re改变不超过2～3倍时, 其效率基本不变, 因此采用风机变频调速改变风机的转速调节风量有3种情况:①矿井网络特性不变, 需风量减少;②总风阻减小, 需风量不变;③矿井总风阻减小, 需风量减少。现分别分析这3种情况下的风机功率变化 (图1) 。

(1) 矿井网络特性不变, 需风量减少 (图1a) 。

已知矿井风阻为R, 风机原来特性曲线的转速为n1, 工况点为M1, 风量为Q1, 当矿井实际风量减少为Q2时, 风机需要调至的转速n2=n1Q2/Q1, 调节后工况点为M2, 调节后风机轴功率减少量ΔP为

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(2) 总风阻减小, 需风量不变 (图1b) 。

矿井原来的风阻为R1, 风机转速为n1, 风量为Q1, 工况点为M1。当矿井风阻减小为R2, 工况点为M2, 风量为Q2, 超过风量Q1。为了使风量降低, 可采用改变转速的方法使工况点变为M3 (此时风量为Q1) , 则需要调节转速n2=n1Q1/Q2, 调节后风机功率减少量仍可按式 (3) 计算。

(3) 矿井总风阻减小, 需风量减少 (图1c) 。

原来矿井风阻为R1, 风机以转速n1运行, 工况点为M1, 风量为Q1;当矿井风阻变小为R2, 工况点为M2时, 则风量为Q2;大于生产需要风量Q3, 则转速需要调节至n2, 即n2=n1Q1/Q3, 调节后工况点为M3。算出调节风量后的转速, 利用式 (1) 计算出相应的频率, 在变频器面板上进行频率调节, 即完成了变频调速、调节风量的操作[1]。

2变频调速电气控制原理

单机控制原理如图2所示, 对旋双机控制原理如图3所示。由于变频调速增加了工频/变频自动切换系统, 通过开关可以实现工频/变频的手动切换, 在变频器故障时, 控制器可自动切换到工频运行, 保证了矿井主通风机的连续运行, 同时变频调速也真正实现了软启动、软刹车。

3节能效果比较

变频调速和风门调节节能对比如图4所示。

图4中, 曲线1为风机在恒速下的风压—风量 (H—Q) 特性曲线;曲线2为转速恒定为n2下的功率—风量 (Ps—Q) 特性曲线;曲线3为管网的风速特性 (风门全开) 。

假设风机设计为工作在A点效率最高, 此时输出风量Q为100%, 轴功率Ps1与Q1、H1的乘积成正比, 即Ps1与A—H1—O—Q1—A所包围面积成正比。

如果采用调节风门的方法来调节风量, 当需要调节风量时, 例如所需风量从100%减少到额定风量的50%、即从Q1减少到Q2时, 使管网风阻曲线由曲线3变为曲线4, 也就是减少风门开度、增加管网的阻力, 此时所定的工作点由原来的A点移至B点。可以看出, 风量虽然降低了, 但风压增加了, 轴功率Ps与B—H2 —O—Q2—B所包围面积成正比, 与Ps1相比减少不多。

如果采用调节转速来调节风量的方法, 风机由原来转速的n1降至n2, 根据风机参数的比例定律, 可以画出在恒速n2的风压—风量 (H—Q) 特性曲线5, 此时风机工作在C点, 由图可见, 在满足同样的风量Q2的情况下, 风压将大幅降低到H3、轴功率Ps2也明显降低, 所节约的功率与面积A—H1—O—Q1—A和C—H3—O—Q2—C之差成正比。由此可见, 用变频调速的方法减少风量与传统的风门调节相比, 经济效益十分显著。

当矿井需要风量减少、风机转速降低时, 其轴功率按转速的3次方下降。如所需风量为额定风量的80%, 则转速也下降为额定转速的80%, 那么风机的轴功率将下降为额定功率的51.2%。

当所需风量为额定风量的50%时, 风机的轴功率将下降为额定功率的12.5%。

4性能比较

采用变频器运转启动时, 随着电动机的速度相应提高, 频率和电压启动电流被限制在150%额定电流以下 (根据机种不同, 为125%～200%) , 用工频电源直接启动时, 启动电流为额定电流的6～7倍, 因此, 将产生机械电气上的冲击, 并有浪涌电流的产生。采用变频器传动可以平滑地启动 (启动时间变长) , 启动电流为额定电流的1.2～1.5倍, 启动转矩为额定转矩的70%～120%;对于带有转矩增强功能的变频器, 启动转矩在100%以上, 可以带全负载启动。

5结语

对变频节能原理及效果进行分析、论证后, 笔者在兴旺公司进行了风机 (型号为FBCZNo16-75, 单机运行, 额定功率75 kW, 6极) 变频改造, 经郑州市煤矿安全检测中心来矿实测检验:将频率调至34 Hz, 电机转速由980 r/min调至660 r/min, 轴功率实测为31 kW, 节电效果十分明显。

参考文献

智能变频调速装置在煤矿中的应用 篇3

关键词：变频调速 节能减排 风机 水泵

1 概述

在企业，风机、水泵是其不可缺少的运转设备，其电能消耗和以往节流调节方式的能量损失，是构成企业生产成本的重要部分。随着市场经济的不断发展，在全球范围内人们的环保意识逐渐增强，节能减排成为企业获得经济效益、社会效益、环境效益的必经之路。

随着工业生产自动化的发展要求，变频调速技术得到了广泛的应用，凭借自身良好的调速性能，以及高效可靠的节电效果，现有设备的运行工况在一定程度上明显改善，系统的安全性、可靠性进一步得到提高，同时设备的利用率也大大提升，对于电机及其拖动负载来说，根据生产工艺的要求，通过调整转速输出，电机能耗明显降低，在一定程度上确保了生产系统运行的高效性。

通常在企业中所应用的风机与水泵，其运行工况的调节，根据系统需求，调整和控制节流设备（风门、挡板、闸阀、截止阀、回流阀等）的流量、压力，通过节流损失的方式对部分能量进行消耗。在生产过程中，一方面限制了控制精度，另一方面浪费了大量的能源，损耗了机械设备，从而导致生产成本居高不下。

对于风机、水泵等设备来说，一般情况下通过异步电动机对其进行驱动，该驱动方式的特点是：启动电流大、机械冲击强、电气保护特性差。当负载发生机械故障时，动作保护不及时，进而在一定程度上产生设备和电机同时损坏的现象。

随着近年来企业对变频调速技术的应用，其易操作、免维护、控制精度高、可实现运程操控的优点，逐步取代了以往的系统控制方式。

变频调速是根据电动机转速与工作电源输出频率成正比的关系而工作的。即：

n=60f（1-s）p

n——电动机转速

f——电源输出频率

s——电动机转差率

p——电动机磁极对数

通过改变频率f来改变电动机的转速。

根据流体力学可知，风机与水泵其转速n与流量Q、压力H、轴功率符合下列关系：①流量与转速成正比；②扬程、压力与转速的平方成正比；③轴功率与转速的立方成正比。

2 在现场控制中，对两种控制方式進行对比（以水泵为例）

定速运行，通过出口阀对流量进行控制。当流量Q1减小50%至Q2时，阀门开度减小，管网阻力发生改变，在节流作用下，压力由H1升高到H2，水泵轴功率实际值与额定值相比降低不大；（依据公式）

P=Q·H/（ηc·ηb）

P——功率

Q——流量

H——压力

ηc——水泵效率

ηb——传动装置效率

通过调速手段对水泵的转速n进行改变时，当流量从Q1减小50%至Q2时，管网阻力特性保持不变，水泵运行更加科学合理。在阀门全开，只有管网阻力时，能耗必然会降低。另外，在调节阀门的过程中，系统压力必然升高，进而在一定程度上威胁和破坏了管路和阀门的密封性能，而调节转速时，随泵转速的降低系统压力将降低，因此不会影响系统正常运行。将水泵的流量需求从100%将至50%时，将转速调节改为阀门调节，节能率在75%以上，风机等流体机械也同样如此。

举例如下：

根据公式p/p0=（n/n0）3

P为转速n时的功率

p0为转速n0时的功率

例如，一台22kw的鼓风机，运行18小时，在90%负荷下每天运行10小时（频率按46Hz计算，挡板调节时电机功耗按98%计），在50%负荷运行8小时（频率按20Hz计算，挡板调节时电机功耗按70%计），全年运行时间300天；

则变频调速每年节电量：

W1=22*10*[1-（46/50）3]*300=14607kwh

W2=22*8*[1-（20/50）3]*300=49420kwh

Wb=W1+W2=14607+49420=64027kwh

挡板开度时每年节电量：

W1=22*（1-98%）*10*300=1320kwh

W2=22*（1-70%）*8*300=15840kwh

Wd=W1+W2=1320+15840=17160kwh

相比较节电量为W=WbWd=64027-17160=46867kwh

节电效益十分明显。

3 结束语

实践证明，变频调速应用于风机、泵类等流体设备，进行相应的驱动控制，节电效果非常明显，是一种理想的工况控制方式，其直接和间接效益极其显著，应用前景十分广泛。

参考文献：

[1]叶的旺.变频调速技术在矿山空气压缩机中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（03）.

[2]郭敏，杨哲，姜超.变频调速电机在聚丙烯酰胺生产中的节能分析[J].价值工程，2012（04）.

[3]黄立军.变频调速技术在风机上应用的节能效果分析[J].江西能源，2006（12）.

智能变频调速装置在煤矿中的应用 篇4

摘要：介绍了以TMS3705为射频基站的射频识别系统，给出了其在汽车智能防盗装置中的应用工作原理、硬件组成，以及软件设计方法和软件流程;同时介绍了为提高识别可靠性而对TMS3705信息读取采用的16位循环冗余校验的具体算法。

关键词：TMS3705;射频识别;汽车防盗;CRC校验

射频识别(RadioFrequencyIdentification,以下简称RFID)技术是近几年发展起来的一项新技术，它是射频技术和IC卡技术有机结合的产物。较之普通的磁卡和IC卡，RFID技术具有使用方便、数据交换速度快、便于维护和使用寿命长等优点。特别是它解决了无源(卡中无电源)和免接触这两大难题。与磁卡、IC卡等接触式识别技术不同，RFID系统的应答器和读写器之间无须物理接触就可完成识别功能，因而可实现多目标识别、运动目标识别，因而可应用在更广泛的场合。文中介绍的射频识别系统和相应的数据校验算法是射频识别技术在汽车防盗器中应用的一次成功尝试。

1射频识别基本原理

典型的射频识别系统由应答器(Transponder)、阅读器(Reader)以及数据交换和管理系统等组成。该系统的基本工作原理为：阅读器读写终端不断地发出一组固定频率(一般为134.2kHz)的电磁波信号，这样，当非接触式卡(应答器)片内的一个LC串联谐振电路进入阅读器读写终端的工作区域内，且其工作频率与读写终端发送信号的频率相同时，在电磁波激励下，LC谐振电路产生共振。共振使卡内的电容有了电荷，此时在电容另一端接的一个单向导通电子泵就可以将电容内的电荷送到另一个电容内并存储。当所积累的电荷的电压值达到2V时，这个电压就可作为应答器的工作电源。此时，应答器响应阅读器的要求，并将信息调制，同时发出以供阅读器解调读取。应答器内的E2PROM用来存储其唯一电子标签的ID号(编码长度为64位)以及其它用户数据。

图1

2射频识别汽车防盗报警器设计

本文研制的射频识别系统是以美国德州仪器公司的TMS3705为射频信号读写芯片，并以该公司的RI-TRP-RR2B(只读型)作为应答器。该设计中的基站芯片与微处理器(MCU)的通信只需两根通用I/0口线即可，因而使用起来十分方便。调制解调电路如图1所示.

应答器发射的信号经阅读器天线接收、基站处理后即可送至微处理器的I/O口。送入阅读器的是FSK(FrequencyShiftKeyed)信号，阅读器只负责信号的解调工作，而信号的解码由微处理器来完成。微处理器可根据输入信号的高、低电平持续时间进行解码操作。

2.1RI-TRP-RR2B射频卡中的数据存储格式

RI-TRP-RR2B应答器内共有14字节的数据，其存放顺序如表1所列。用户数据区共有10个字节，其中第2～9字节为用户64位ID区，第10、11字节为CRC校验码。

表1RI-TRP-RR2B内的数据

第1个字节起始字节FEH第2～11个字节用户数据区第12个字节停止字节FEH第13、14个字节第13个字节=第2个字节;第14个字节=3字节

2.2基于射频识别技术的汽车防盗器

该系统以ATMEL公司的AT89C51单片机为核心，其硬件组成如图2所示。该系统由射频识别装置、外部存储器、语音电路、时钟电路、电源管理电路、看门狗和检测控制电路组成。此系统的兼容性很高，可与其它防盗器配套使用，是一种性价比较高的汽车防盗装置。该防盗报警系统的主要功能特点如下：

(1)普通汽车防盗器主要是采用键盘输入方式对司机身份进行识别的，这种方式给驾驶带来诸多不便，而且由于其密码组合有限，较容易被窃取和破译。而采用射频识别技术来识别身份，则可有效解决这一问题。车主只须携带应答器(32mm)靠近阅读器的感应线圈(进入7cm左右的感应范围)，即可在瞬间完成身份识别，并且其密码不宜破译，因而大大提高了防盗效果。如果原有的应答器丢失，那么，使用者只须按下“学习”键，然后将备用的应答器靠近感应天线即可完成ID的学习，原有的ID会自动清除，同时使丢失的应答器失效，备用应答器生效。

(2)它的外部存储器采用ATMEL的AT24C01串型E2PROM。AT24C01是具有I2C总线的1k位电可擦除存储器，可用来存储车主的ID和突然掉电前单片机的标志信息。由于它是非易失性存储器，所以，掉电后其存储的信息不会丢失。重新上电后，系统又会回到掉电前的状态，这样可以有效地防止人为对汽车电源的破坏，提高安全性。

(3)语音电路以ISD1420集成语音芯片为核心，结合调理和功放电路便可实现多段语音的录放，而且其音质良好。利用该电路可以方便地实现防盗系统的安全提示和报警功能。

(4)电源管理电路和看门狗电路采用MAX705来完成。该芯片兼有电源管理与看门狗的功能。其中电源管理与单片机软件结合主要可用来对突然掉电进行数据保护，使单片机将掉电前瞬间的状态信息保存到E2PROM中，以备重新上电时读取。而看门狗电路则可有效地进行单片机监控，防止汽车上的各种干扰使单片机陷入死循环，从而提高整机的稳定性和可靠性。

图3

(5)检测控制电路用来检测汽车的各种状态信息，以供单片机决策判断之用。其中包括对车门的检测、对电源的检测、对刹车信号的检测和对按键的检测。控制电路则包括方向灯的控制、电源的控制、中控锁的控制和轮毂锁的控制。

3射频识别系统的软件设计

射频识别系统的软件设计核心是对射频卡发出的信号进行读取和校验。其中身份识别子程序流程图如图3所示。本系统中所用到的射频卡是只读卡，所以只需将其唯一的64位ID读出，然后经校验无误后与E2PROM中已存的ID进行对比，即可确定车主身份。

3.1射频信号的读取

图4给出了信号每个字节的格式，它由10位组成。第一位是起始位，固定为1，最后一位是停止位，固定为0，第2～9位是实际发送的`数据(最先收到的位为LSB)，由于是负逻辑?故数据需反相处理。

图5所示是阅读器读取数据的时序。射频卡发出的数据采用FSK调制。操作时可将TXCT置为0，延时50ms，然后再将TXCT恢复成1。此后约经过3ms，SCIO开始输出数据。该数据的第一个字节即为起始字节，总共输出14字节数据。

3.2CRC数据校验算法

CRC校验是为了检查信息字段是否传送正确而设置的，它是信息字段的函数。本文采用16位循环冗余校验码(CRC-CCITT)，其生成的多项式为：

CRC校验码由于其实现简单、准确率高而在通讯中广泛采用。本文采用的CRC-CCITT能检测出所有的双错、奇数位错、突发长度不大于16的突发错、99.997%的突发长度为17的突发错和99.998%的突发长度大于或等于18的突发错。CRC校验码的运算可以用移位寄存器和半加器来实现?具体的校验原理如图6所示。发送端的校验过程如下：

(1)先将CRC校验码(2个字节)的初始值设定为00H，00H(图6中0～15表示CRC的位0～15)。

(2)CRC校验码全部右移一位，并在A处与要进行CRC校验的数据的第1位作XOR运算。

(3)经步骤2运算后,A处的结果如为1，则反相MSB(位15)，然后检查MSB是否为1，如MSB为1则反相位13和位10，否则转到步骤4。而如果A处的结果为0，则检查MSB是否为1，若MSB为1则反相位3和位10，不是则转到步骤4。

(4)检查A处是否已运算64次，若不是，则重复步骤2到4。

(5)重复2～4步，做CRC运算，所得最后数值就是CRC校验码。

接收端校验的过程实际是所有信息码加上CRC校验码，然后将其作为一个整体再求一次CRC校验的过程，如果最后结果是全零，则表示CRC校验正确，否则表示错误。

应答器信息的读取必须严格按照其时序进行，否则将得不到所需的正确信息。限于篇幅，本文未列出具体程序。

4结束语

智能变频调速装置在煤矿中的应用 篇5

国产德力西变频器在煤炭矿井采煤作业面输送皮带机变频改造中的应用;详细地叙述了输煤皮带机的工作原理和变频改造的方法。分析了三相异步电动机在四个象限的工作状态，介绍了采用IGBT垂直串联技术的国产德力西变频器。本改造案例是国产德力西变频器在煤炭矿井输送机上的典型应用实例，为国内各煤矿企业类似的改造提供了范例。

内现有大多数煤矿的皮带输送机一般都采用工频拖动，较少使用变频器驱动。由于电机长期工频运行加之液力耦合器效率等问题，造成皮带运输机运行起来非常不经济；同时由于电机无法采用软起软停，在机械上产生剧烈冲击，加速机械的磨损；还有皮带、液力耦合器的磨损和维护等问题都会给企业带来很大数额的费用问题。这对于现在创建节能型社会是不相符合的，对煤矿企业的皮带输送机进行变频改造对节约社会能源、增加煤矿企业的经济效益都具有非常现实的经济意义和社会意义。皮带输送机的结构组成

华北某煤矿400米井下采煤作业面采用三段式皮带下行传送；第一段向下运输，水平距离950米，提升高度116.3米；第二段向下运输，水平距离680米，提升高度25米；第三段向下运输，水平距离630米，提升高度84.2米。运输能力为3000吨/小时（最大），皮带带宽1.4米，皮带机运行速度为4m/s，运输方式为下运。改造前的拖动方式为每段皮带机由两台250KW饶线式三相异步电动机经液力耦合器同轴连接；皮带机的启动和运行方式为，绕线电机经转子绕组降压启动后工频运行，经液力耦合器切换至皮带机。第一、二段皮带机的电机分别由同一线路的两台变压器供电，第三段皮带机的电机由同一线路的另一台变压器供电。改造前各段皮带机自成体系，互不联系，均采用手动运行方式，皮带机启动后电机恒速运行，采用调节液力耦合器的机械效率来调整皮带的速度。该煤矿井下采区皮带机纵剖面示意图如图1，水平面剖面示意图如图2所示。皮带机的工作原理和特点 皮带机通过驱动轮鼓，靠摩擦牵引皮带运动，皮带通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动。皮带是弹性储能材料，在皮带机停止和运行时都储存有大量势能，这就决定了皮带机的启动时应该采用软启动的方式。国内大多数煤矿采用液力耦合器来实现皮带机的软启动，在启动时调整液力耦合器的机械效率为零，使电机空载启动。虽然采用了转子串接电阻改善启动转矩和降压空载启动等方法，但电机的启动电流仍然很大，不仅会引起电网电压的剧烈波动，还会造成电机内部机械冲击和发热等现象。同时采用液力耦合器软起皮带时，由于启动时间短、加载力大容易引起皮带断裂和老化，要求皮带的强度高。加之液力耦合起长时间工作会引起其内部油温升高、金属部件磨损、泄漏及效率波动等情况发生，不仅会加大维护难度和成本、污染了环境，还会使多机驱动同一皮带时难以解决功率平均和同步问题。

三相异步电动机四象限动态运行分析

1.从图1可以看出该皮带机是向下输煤至主井，从图2可以看出同一皮带机上的两台电机是同轴连接，当皮带机工作时两台电机分别一台正转、另一台反转。以第一段皮带机的1#和2#电动机为例，当皮带机空载运行时，1#电机反转、2#电机正转，皮带机下行运动；此时电机的输出转矩通过液力耦合器转换后作用在皮带机驱动轮毂上，并与上层皮带自重沿传输面重力分量作用在皮带机驱动轮毂上的力矩合成。合成的驱动力矩与驱动轮毂受到的皮带摩擦力阻力合力矩相平衡，皮带机空载运行；此时1#电机处于反转电动态，工作在第三象限；2#电机处于正转电动态，工作在第一象限。当皮带上煤后，煤的重力沿皮带传输方向的分力也作用在驱动轮毂上，并使得驱动力矩逐渐增大；当驱动力矩超过摩擦阻力力矩后，驱动轮毂的转速将加速转动，通过机械连接使得电机转子也加速转动，其速度将超过同步转速；此时1#电机处于反转再生态，工作在第四象限；2#电机处于正转在生态，工作在第二象限。

电机运行在第一、第三象限内时为电动态，其定子中的旋转磁场、电机的输出电磁转矩与转子的转向同向，电机输出的电磁转矩是转子的驱动力矩，此时电机从电网吸收的电能大部分由电磁转矩作用到转子上以机械能形式输出。当电机运行在第二、第四象限内时为再生态，由于转子切割磁力线的方向发生了改变，故电机作用到转子上的电磁转矩方向也发生改变，成为转子的制动阻力力矩；此时电机转子被负载的合成力矩拖着以超过同步转速的速度转动，负载作用在皮带机驱动轮毂上的机械能由电机反馈回电网。故在进行下行皮带机变频改造时，应选用四象限带能量回馈的专用变频器。三相异步电动机在四个象限运行的特征曲线如图3所示，变频驱动三相异步电动机在四个象限的运行特征曲线如图4所示。

2．变频器驱动三相异步电动机的启动情况可以分为电动态启动、再生态启动和空载启动。为了防止启动时因为拖动系统速度不为零而造成电机和变频器发生过载情况，变频器在电机启动前预先输出零赫兹的力矩电流，即变频器对电机预先输出一个直流力矩TL与负载力矩相平衡，保证拖动系统启动时初速度为零，这样变频器启动后逐渐升高输出频率，并保持输出转矩基本不变（视启动后负载力矩情况而定），实现电机的带载启动。当变频器输出频率到达设定频率后，电机按该频率下的特征曲线运行。图

5、图6分别为变频器驱动三相异步电动机电动态启动和再生态启动时电机的特征曲线变化图，图中箭头为启动时变频器输出频率、输出转矩、电机转速及特征曲线等参数的变化方向。皮带机变频改造.皮带机变频技术改造措施 根据以上分析可以知道，因为下行皮带机运行时其驱动电机会运行在四个象限内，这就需要驱动用变频器是四象限带能量回馈型变频器。同时根据皮带机的工作情况，需要变频器能够在电机带载启动、空载启动或是停机时能够输出直流制动力矩，以保证皮带机平稳启动、停止，减小机械冲击。

为使该皮带机同轴的两台电机能够实现转矩平衡，在变频改造中采用同轴的两台电机的两套逆变单元公用直流母线、统一控制指令，公用一套整流单元和回馈单元。这样控制系统检测控制两台电机的输出转矩，使之达到转矩平衡，彻底解决扭震、共振等问题。为使整个皮带机系统达到同步，可以将所有变频单元里的直流母线共同连接，将控制系统设成主从控制；系统检测所有电机的输出转矩，经运算后控制各电机的输出转矩达到统一平衡，从而实现所有电机转矩平衡和速度同步。将所有变频单元的直流母线连接在一起，还可以实现变频器内部整流单元、逆变单元和回馈单元的冗余连接。当某一个整流或回馈单元发生故障时，可以由其他的整流和回馈单元来完成整流和回馈功能。如果当某一个逆变单元故障时，则系统检测负载状况，并计算其余电机能否拖动整个皮带，如果可以则由其余逆变单元和电机继续工作。在改造中保留原有工频启动柜，将其作为变频运行的工频旁路备用，提高设备的应急运行能力。

对于该中压变频器的一次供电，采用同一线路的两台6KV变1140V的电力变压器并列运行向1#～4#电机的变频器供电，同一线路的另一台6KV变1140V的电力变压器单独向5#、6#电机的变频器供电。这种一次供电方案在一定程度上提高了供电系统运行的可靠性，在一定程度上降低了整个皮带机供电系统全部停电的风险。皮带机变频改造主电路原理图如图7所示。

2.皮带机自动控制系统的改造

皮带机自动控制系统采用西门子S7-300 PLC以主从方式通过Profibus DP通讯完成连接。井上中控室S7-300 PLC 设为主站，通过CP342-5 FO 主从通讯处理器光纤接口，使用光纤连接井下S7-300 PLC 从站。井下S7-300 PLC 从站和中压变频器都装置在防爆壳体内，并在井下集中安装，采用安全隔离模块隔离处理变频器和皮带机张力检测模拟量信号。通过Profibus DP网络可以将皮带机自动控制系统与整个煤矿的DCS系统相连接，也可以通过安装LE/PB Link和整个煤矿的工业以太网连接。

在中控室设上位监控计算机，使用西门子WinCC组态软件，可以对皮带机进行实时监控，并可以使用该软件的历史数据记录功能记录历史数据和报警数据。PLC控制系统完成对变频器的起、停控制，实现各电机等速启动和同步控制，对各电机进行过流、过载、短路、断路检测和保护，同时能够实现对皮带跑偏检测、皮带堆煤等保护。

3.皮带机变频改造中机械结构的改造措施 皮带机变频改造后，将原有的电气柜保留作为工频旁路，同时将液力耦合器的效率调至最大；如果调试中变频器发生故障，则可以利用原有的工频启动柜应急运行，启动时调整液力耦合器效率为零，电机空载启动，启动后适当调整液力耦合器效率。当整个设备运行调试完成后，实验运行一段时间证明设备整体运行稳定、良好后，可以拆除液力耦合器，将皮带转轴直接连接到电机上。拆下的液力耦合器入库储存备用，如果发生变频器故障需要工频运行时，可以把相应的液力耦合器再装上实现应急运行。

5基于IGBT直接串联技术的德力西变频器

IGBT是双极性隔离门极晶体管的缩写，是具有自关断特性的高速功率元件。由于IGBT模块的耐压问题，使得IGBT串联问题成为了世界公认的尖端难题。为了避开IGBT串联问题，国外众多品牌普遍采用单元串联多电平技术来生产中高压变频器。这使客户需要花费大量金钱购买体积巨大、结构复杂的多副边移相降压变压器，不仅投资大，而且运行起来很不经济；更重要的是这种类型的过渡型中高压变频器根本无法实现电机四象限运行,也就决定了其无法用于皮带机。国产德力西变频器采用了吴氏3/2钳压技术，该专利技术的使用在世界上首次实现了IGBT模块直接串联使用，使中高压变频器真正意义上做到了能够在四象限运行和实现了公用直流母线功能。同时国产德力西变频器还采用了抗共摸电压技术、谐波拟制技术、正弦波技术等多项专利技术，使得国产德力西变频器已经成为世界上唯一品牌的中高压通用型变频器。

变频调速控制在挤出机中的应用 篇6

一、导言

近年来，随着电子设备信息化的发展，作为物理传输介质的各种热敏性聚合物加工需求也越来多，如PVC电缆料，PE硅烷、过氧化物交联电缆料，PE交联屏蔽线等。

生产这些聚合物的关键是挤出机。挤出机也随着越来越高的时效性生产要求在不断发展。

二、挤出机的原理和构成

挤出机的机械原理：

在原料粉末里添加水或适当的液体，并进行不断的搅拌。将搅拌好的材料，用高挤出压力从多孔机头或金属网挤出。

通常是把材料放入圆筒形容器以后，用螺杆挤出材料。在使用变频技术以后，可对压力进行控制，从而可以选择最合适的线性速度。

V2对挤出机控制原理图

挤出成型设备的组成部分

一台挤出设备通常由主机（挤出机）、辅机及其控制系统组成。通常这些组成部分统称为挤出机组。

1. 主机

一台挤出机主机由挤压、传动、加热冷却三部分系统组成。

挤压系统主要由螺杆和机桶组成，是挤出机的关键部分；

传动系统中起作用是驱动螺杆，要保证螺杆在工作过程中具备所需要的扭矩和转速；

加热冷却系统主要来保证物料和挤压系统在成型加工中的温度控制。

2. 辅机

挤出设备的辅机的组成根据制品的种类而定。一般说来，辅机由剂透定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置以及制品的卷取或堆放装置等部分组成。

3. 控制系统

挤出机的控制系统主要由电器、仪表和执行机构组成，其主要作用为：

（1）控制主、辅机的拖动电机，满足工艺要求所需的转速和功率，并保证主、辅机能协调地运行。

（2）控制主、辅机的温度、压力、流量和制品的质量。

（3）实现整个机组的自动控制。

三、V2系列变频器在挤出机的应用

V2变频器用于挤出设备，有高质量的运行特性，这是因矢量控制型变频器本身可提供的良好的产品性能决定的。

1〉快速处理器提供更高频率响应

V2变频器内32位处理器，提供高控制精度、快响应频率及好的.动性能。 挤出机的工艺要求主要是控制出口的压力恒定，设备在刚开始工作时，进行转速控制，在达到需求压力时，要切换为压力控制。切换过程应该无冲击，需要变频器高的控制精度，来接应压力信号。

2〉矢量控制提供低频时高扭矩输出

挤出机的主驱动电机主要通过平行轴斜齿轮减速器减速后带动螺杆转动，在基频以下改变运行速度时为恒转矩调速。

以往使用V/f控制型变频器，由于要考虑负载的启动转矩，要设定相应的转矩提升准位，如果转矩提升设置过高，在低频轻载时会励磁太大，容易引起电机严重发热，影响到设备的稳定运行。

采用矢量控制型V2变频器，使用自学习功能可观测电机参数，不但能保证电机在低频时良好的输出特性，V2的自动节能运行功能会随转矩的改变而减少输出的电流，不但能节省电能，更能消除上述工作隐患发生的可能性。

3〉转矩限定和转差补偿

转矩限定功能可对正/反转时转矩限制进行设定，以保持转矩限定在一定水平。

自动转差补偿功能，可自动补偿因负载波动引起的电机转差变化，从而得到良好的机械特性曲线。

四、结束语

变频调速在煤矿运输系统中的应用 篇7

1.1 变频调速技术的发展

现阶段, 国内煤矿提升机设备主要采用的是电气传动系统, 即直流传动系统和直流电动机系统。然而, 上述两种系统或多或少的都具备一些劣势, 例如;效率偏低、维修量大等。但是, 对中、小型提升机而言, 主要应用的是交流电气传动系统, 例如:利用交流绕线式电动机或者是通过切换电机转子形式达到改变电阻调速的目的。从表面上看, 此种电器传动系统相对要简单一些, 但是, 这种系统为有级调速, 且调速性相对较差, 效率也偏低, 其中大部分电能主要消耗到电机转子电阻上, 这样一来, 必然会对系统运行的可靠性产生影响。

变频调速技术的应用已成为当今和未来机电传动系统发展的主要趋势和方向。从我国目前的发展现状分析, 只有一小部分矿井提升机应用的是交-交变频调速系统, 并且已经取得较好的成效。然而, 它的缺点即为功率因素偏低、谐波过大。因而, 还需安装功率因素补偿装置与谐波装置。近几年, 由于变频调速技术的迅猛发展, 交-直-交型变频调速系统也应用到了煤矿运输系统当中。

1.2 变频调速技术的原理

借助大功率变频装置对参数予以设定, 从而实现逆变, 这样输出端即为所设定频率的交流电。但是, 由于变频器所输出的频率发生了改变, 会使电机输出转速也会发生一定的改变, 而且这两者关系为近似线性。这样一来, 便达到了调速的目的。然而, 在电路系统当中, 为确保电路安全、稳定的运行, 应该把设备进行接地处理, 所以, 要求变频器接地段也要进行接地处理。另外, 在主回路当中, 对于连接制动单元与制动电阻的端子, 主要目的是为避免提升机在垂直方向上予以运行时, 出现由工件带动电动机转动的情况, 进而有可能会出现再生电动势。换言之, 当泵升电压过高时, 会造成变频器损坏。所以, 结合变频调速的基本原理, 要在变频器输入回路当中连接频皸定电路, 再由PLC输出模拟量信号。也就是说, 通过电压或者是电流信号对变频器输出频率进行有效的控制。在此情况下, 变频器的输出频率和所设定的电压与电流成正比例关系。除此之外, 为更好的监测变频器运营状态和找出出现异常的情况, 要把变频器异常信号输送到PLC输入模块当中, 以此来当作变频器发生事故的报警信号。

1.3 变频调速的优势

众所周知, 变频调速的优势有很多, 以下是对变频调速的优势进行的总结, 主要包含以下几点内容:第一, 具有无级平稳加、减速的功能, 从而确保运输系统安全、稳定的运行下去;第二, 节省电能损耗;第三, 启动电流偏低, 而且并不会对运输系统产生任何冲击, 因而获得显著的节点效果。另外, 在启动之后, 并不需要再串接一个电阻, 从而大大减少启动能耗的消耗;第四, 运输系统具有多种保护功能, 而且操作的安全性与稳定性相对较高。

2 变频调速干扰因素及抗干扰对策

2.1 干扰因素

2.1.1 外部电网干扰

在电网当中, 其所产生的谐波干扰折叠式由变频器供电电源对变频器的干扰。并且, 在电网中, 产生谐波源的设备偏多, 例如:电流设备、照明设备等。上述负荷都有可能导致电网电压或者是电流发生波形畸变, 同时也会对电网中其他电气设备带来干扰危害。如果未及时对此情况进行处理, 那么电网噪声就会借助电网电源对变频器进行干扰。

2.1.2 变频器对外部的干扰

变频器产生的整流桥对电网而言呈非线性负载, 由此而产生的谐波将对电网中其他设备产生谐波干扰。除此之外, 因变频器逆变装置多数是应用PWM技术, 但处在开关状态并且进行高速切换时, 会发出耦合性噪声。所以, 变频器相对运输系统中的设备而言即是一种电磁干扰源。

2.2 抗干扰对策

2.2.1 屏蔽干扰源

屏蔽干扰源是一种极其有效的抗干扰措施。一般来说, 变频器自身通过铁壳来屏蔽其他电磁的干扰影响;输出线尽可能使用钢管进行屏蔽, 尤其是当由外部信号对变频器进行控制的情况下, 尽量使信号线的长度要短一些, 同时最好使用双芯屏蔽, 再和主电路线等相互分离, 而不能将其放在同一线槽当中。然而, 为进一步提升屏蔽效果, 施工时要将屏蔽罩与大地相接。

2.2.2 应用电抗器

通常情况下, 变频器输入电流中, 低频率谐波分量占的比例较高。而对于低频率谐波分量来说, 除会影响到电网中其他设备的运营外, 还会增大无功功率消耗量, 因而导致线路功率因数大幅度降低。因而, 通过分析我们可知, 在电网中串接一个电抗器能够更好地抑制谐波电流产生。

2.2.3 接地方式选择要正确

正确接地不仅能够确保电网抑制外界的干扰, 而且又能降低设备自身对外界的干扰。但是, 在实际当中, 因系统中的零线、地线等分不清楚, 再加上控制系统屏蔽地线和主电路线的混乱搭接, 大幅度降低了系统运行的安全性与稳定性。针对变频器而言, 确保主回路段子能够正确接地是降低变频器干扰的有效手段。所以, 在实践当中要对此项应用引起足够重视。

3 变频调速在煤矿运输系统中的应用效果探究

在传统机电控制系统当中, 常用PLC和变频结合的方法, 但是经过不断的改革和创新, 省去了继电器、调速电阻等设备的接入, 从而大大降低故障发生概率, 最终可以达到节省电能的目的。除此之外, 利用PLC软件编程可最终实现提升系统的s形速度给定与操作台辅助速度给定, 具备了手动与自动调速的功能, 因而, 煤矿运输系统的灵活性被大幅度提高了, 而且更便于操作;除此之外, 也可在运输系统当中增设同步开关, 进而提升对系统的控制准确度。最后, 由MATLAB仿真实验可知:运输系统的动静态响应特性、抗干扰能力等较好, 所以, 可更好地满足煤矿生产的各种需求。因此可得出, 变频调速控制技术的应用, 可使煤矿运输系统获得较好的运营效果, 同时为人们创造更多的经济效益与社会效益。

4 结束语

目前, 变频调速技术已经在煤矿运输系统中得到广泛的推广和应用, 同时也已取得了良好成效, 使煤矿企业获得更大的经济效益与社会效益。变频调速技术的引入不仅会对煤矿安全生产产生积极的影响, 也会对我国社会以及经济的发展产生积极影响。

摘要：由于煤矿生产对环境与安全有特殊的要求, 因而变频器在煤矿中的使用相对要较晚一些。但是, 目前煤矿增产、降耗等在煤矿生产中占据着极其重要的位置, 所以, 对设备节能的改造已迫在眉睫。现如今, 在煤矿机电设备当中主要使用的是隔爆兼本安型变频调速装置。其中, 在煤矿运输系统中的应用已取得了巨大成效。

关键词：变频调速,煤矿,运输系统,应用

参考文献

[1]白霄, 魏讲鹏.变频调速驱动技术在锦界矿主运输系统的应用[J].煤炭科学技术, 2008 (1) .

[2]巩剑波.变频调速永磁电机在皮带运输上的应用[J].山西焦煤科技, 2011 (12) .

变频器在掣止力检测装置中的应用 篇8

【摘 要】本文分析了掣止力检测装置的现状及存在的不足， 概述了变频器及变频技术。通过介绍掣止力检测装置设备组成及工作原理，重点分析了利用变频器、采用变频调速技术在掣止力检测装置中的应用。

【关键词】变频器；掣止力；变频调速

1.掣止力检测装置现状及存在的不足

现有掣止力检测装置传动机构由绕线式异步电动机驱动，在常规传动控制中，采用转子串接电阻的调速方式。但由于工作环境差，粉尘和有害气体对电机的集电环、电刷和接触器腐蚀性大，加上冲击电流偏大，容易造成电动机触头烧损、电刷冒火、电动机及转子所串电阻烧损和断裂等，影响现场生产和安全，维修量和产生的维修费用也很高。且该调速方式机械特性较差 ，调速不够平滑，所串电阻发热浪费能量。综上所述，常规调速方式存在的主要缺点有：

（1）拖动电动机容量大，起动时电流对电网冲击大，电能浪费严重。

（2）机械冲击较大，机械设备使用寿命缩短，设备运行可靠性较低。

（3）电动机一直在额定转矩下工作，而每次负载是变化的，因此容易造成比较大的电能浪费。

（4）由于绕线式电机调速是通过电气驱动系统中的主要控制元件——交流接触器来接入和断开电动机转子上串接电阻的，切换十分频繁，在电流较大的状态下，容易烧坏触头；同时因工作环境恶劣，转子回路串接的电阻因灰尘、设备振动等原因经常烧坏、断裂。

（5）在加速驱动负载的瞬间，电动机有时会受力不均匀 ，易过载，驱动装置损坏。

（6）由于负载较大，电器元件和电动机处于大电流工作状态，降低了电器元件和电动机的使用寿命。

针对上述技术存在的不足，用变频器技术取代继电器—接触器控制。交流电动机调速采用变频调速方式，从而实现掣止力检测装置控制性能的飞跃。

2.变频器及变频技术

变频器是把工频电源（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。

变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后，电力电子器件经历了SCR（晶闸管）、GTO（门极可关断晶闸管）、BJT（双极型功率晶体管）、MOSFET（金属氧化物场效应管）、SIT（静电感应晶体管）、SITH（静电感应晶闸管）、MGT（MOS控制晶体管）、MCT（MOS控制晶闸管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、HVIGBT（耐高压绝缘栅双极型晶闸管）的发展过程，器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频（PWM-VVVF）调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。

3.设备组成及工作原理

3.1设备组成

掣止力检测装置由基座、中心导向杆、推力杆、储能弹簧、变频调速系统、减速机构、执行电机等组成。

3.2工作原理

伺服系统通过减速机构减速后，将运动和能量传递到储能弹簧，经储能弹簧储能后由推力杆向被测物体施加压力，同时压力传感器实时采集压力信号。在检测过程中，压力传感器实时采集压力信号，该压力信号通过下位机TMS320F2812处理器内置AD转换器进行AD转换后，数据上传到上位机，上位机对数据进行处理后，得到掣止力检测结果，完成掣止力检测任务。

4.变频调速系统设计

4.1变频器选型

在掣止力检测装置中，为了保证检测结果的准确性， 变频调速系统必须对被测物体有良好的控制性能。变频器有四种控制方式：保持V/F恒定、保持输出转矩为常数（恒转矩调速）、保持输出功率为常数（恒功率调速）及矢量控制， 其中矢量控制是基于电动机的动态数学模型分别控制电机的转矩电流和励磁电流，具有与直流电动机相类似的控制性能。由于异步电动机只有定子绕组和外部电源相接，在定子绕组中流过定子电流，而转子电流隐含在转子绕组之中，因此定子电流包括两个分量：励磁电流分量和转子电流分量。并且异步电动机所产生的电磁转矩和定子电流并不成比例，定子电流大并不能保证电机的转矩大。但是，根据异步电动机的动态数学方程式，它具有和直流电动机的动态方程式相同的形式，因而如果选择矢量控制策略，异步电动机应能得到和直流电动机相类似的控制性能，所以本设备采用的变频器应具有矢量控制功能。斯奈德公司生产的ATV302系列异步电机变频器具有无传感器的磁通矢量控制恒定转矩功能。在同类产品中，它对异步电动机具有更好的控制性能，故本装置采用该系列异步电机变频器。根据所测掣止力大小及减速机构转速比，本装备采用功率为5.5千瓦的三相异步电机YBPT-132S-4作为执行电机，故选用ATV302HU55N4变频器（最大功率可以到达7.5千瓦）作为电机调速变频器。

4.2变频器外部电路设计

采用斯奈德交流接触器LC1-D1810（24V） 对变频器电源及三相异步电机风扇电源进行接通和断开控制。选取三相进线电抗器HKSG2-0.8来限制变频器三相进电网两侧的电压降。选取滤波器DL-10EBL作为变频器的输出滤波器。输出滤波器不但能有效滤除变频器输出电流中的高次谐波，减小由高频谐波引起的附加转矩，降低电机温升及电机运行噪音，而且能有效抑制变频器的输出侧的浪涌电压，保护电机，提高变频调速系统的功率因数。TMS320F2812处理器对变频器逻辑输入口进行控制，实现对三相异步电机进行变频调速控制。详细电路如图1所示。

图1 变频器外部电路原理图

4.3变频器功能的设置

（1）变频调速方式。

设置变频器控制方式为无传感器的磁通矢量控制恒定转矩应用模式；设置控制类型为2线控制，使用逻辑输入口LI1、LI2作为工作方向转换检测控制， LI1为正向控制输入口， LI2为反向控制输入口；配置逻辑输入口LI3、LI4及LI5作为预置速度输入口，上位机通过下位机来控制预置速度输入口的电平，实现对执行电机的变频调速控制。预置速度输入组合如表1所示。

表1预置速度输入组合表

（2）电机控制。

根据所选三相异步电机YBPT-132S-4各项指标来设置变频器相关参数。设置标准电机频率参数为50Hz；设置电机额定电压参数为400V；设置电机额定速度为1500RPM；需特别注意的是：如果电机铭牌上不是额定速度，会标出同步转速和以Hz或百分比表示的转差，按照下列公式计算额定速度：

●额定速度=同步转速×（100-以百分比表示的转差）÷100

●额定速度=同步转速×（50-以Hz表示的转差）÷50（50Hz电机）

●额定速度=同步转速×（60-以Hz表示的转差）÷60（60Hz电机）

（3）其他主要功能参数设置。

其他主要功能参数如表2所示设置：

表2主要功能参数表

5.结束语

掣止力检测装置变频调速系统采用磁通矢量控制，稳定性好、响应快、可靠性高，是一种理想的交流调速系统。掣止力检测装置变频器驱动后，整机性能有较大提高，如检测结果更加精确；效率高、操作灵活；推行平滑稳定；电动机构造简单、可靠性高，极大地改善了维护性能；完善的保护功能减少了设备故障，提高了安全性能；变频器可以减少起动时对电网的冲击，提高了电网的用电质量。

【参考文献】

[1]张燕宾.SPWM变频调速应用技术（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2002.

[2]张燕宾.变频调速应用实践[M].北京：机械工业出版社，2001.

智能变频调速装置在煤矿中的应用 篇9

在工农业行产各人们的日常生活中，经常需要对一些物理量进行控制，如空调系统的温度、供水系统的水压、通风系统的风量等，这些系统绝大多数是用交流电机驱动的。以前由于电机的转速无法方便调节，为了达到对上述物理量的控制，人们只好采用一些简单的方法，如用档板调节风量，用阀门来调节流量压力等，致使这些系统不仅达不到很好的调节效果，而且大量的电能被档板和阀门白白浪费。据统计，我国目前使用的风机、水泵大约有25%的能量是无谓消耗。因此，国家经贸委于1994年下发了763号文件《关于加强风机、水泵节能改造的意见》，鼓励支持变频节能技术在各行各业推广使用。另外，根据交流电机的特性，要实现连续平滑的速度调节，最佳的方法就是采用变频调速器，变频器是将标准的交流电转成频率、电压可变的交流电，供给电机并能对电机转速成进行调节的装置。采用变频器进行风机、水泵的节能改造，不仅避免了由于采用挡板或阀门造成的电能浪费，而且还会极大提高控制和调节的精度，我们可以真正方便地实现恒温空凋系统和恒压供水系统。中央空调系统

大、中型中央空调由3部分组成:(1)制冷、制热站(2)空调水管网系统

(3)空调末端装置(空调机组，风机盘管和新风机组等)大、中型中央空调系统框图如图1所示。

图1 大、中型中央空调系统框图

工作原理:采用设备中的风扇使室内空气循环，并通过设备中的冷、温水盘管来冷却和加热，以达到空调的目的。盘管中的冷、温水由机房中的制冷设备和锅炉提供。

该系统的缺点是:设备配置较大，风机噪音大。当环境温度变化或冷、热负荷变化时，只能通过增减冷、温水循环泵数量或使用挡风板的方法来调节室内温度，既耗费能源又造成环境温度波动。3 负载与节能关系

(1)负载类型与节能关系,生产机械各式各样，种类繁多，但负载类型主要分3类，它们与节能的关系见表1

(2)几种典型负载与节能关系

由于中央空调系统中都是各种风机、泵类负载，根据流体学原理可知，P}n3，故应用变频器后，节能效果显著。表2列出风机、泵类负载应用变频器后，在不同流量Q、转速n、由功率P(额定值的相对百分数)在某频率值时的节能率。中央空调变频调速系统的控制依据

中央空调系统的外部热交换由2个循环水系统来完成。循环水系统的回水与进(出)水温度之差，反映了需要进行热交换的热量。因此，根据回水与进(出)水温度之差来控制循环水的流动速度，从而控制了热交换的速度，是比较合理的控制方法。(1)冷冻水循环系统的控制

由于冷冻水的出水温度是冷冻机组“冷冻”的结果，常常是比较稳定的。因此，单是回水温度的高低就足以反映房间内的温度。所以，冷冻泵变频调速系统，可以简单地根据回水温度进行如下控制:回水温度高，说明房间温度高，应提高冷冻泵的循环速度，以节约能源。反之则反。总之，对于冷冻水循环系统，控制依据是回水温度，即通过变频调速，实现回水的恒温控制。原理图见图2。

图2 冷冻水循环系统的控制原理图

(2)冷却水循环系统的控制

由于冷却塔的水温是随环境温度而变的，其单测水温不能准确地反映冷冻机组内产生热量的多少。所以，对于冷却泵，以进水和回水间的温差作为控制依据，实现进水和回水间的恒温差控制是比较合理的。温差大，说明冷冻机组产生的热量大，应提高冷却泵的转速，增大冷却水的循环速度;温差小，说明冷冻机组产生的热量小，可以降低冷却泵的转速，减缓冷却水的循环速度，以节约能源。冷却水循环系统的控制原理图见图3。

图3 冷却水循环系统的控制原理图 5 中央空调末端送风机的变频控制

随着生活水平的提高，人们已开始关注生活与工作环境的舒适性。大型公共建筑(如商场、宾馆、影剧院等)均设置有中央空调系统，而大多数中央空调的运行，绝大部分末端机采用开/关控制方式，难以满足人们对舒适感的要求。变频技术的飞速发展，成本进一步下降，使得这一要求成为现实。

图4 手动调节控制终端

5.1 调节风量

在中央空调系统中，冷、暖的输送介质通常是水，在末端将与热交换器充分接触的清洁空气由风机直接送入室内，从而达到调节室温的目的。

在输送介质(水)温度恒定的情况下，改变送风量可以改变带入室内的制冷(热)量，从而较方便地调节室内温度。这样，便可以根据自己的要求来设定需要的室温。

调整风机的转速可以控制送风量。使用变频器对风机实现无级变速，在变频的同时，输出端的电压亦随之改变，从而节约了能源，降低了系统噪音，其经济性和舒适性是不言而喻的。5.2 控制方式的确立

(1)在室内适当的位置，安装手动调节控制终端，如图4所示，调速电位器VR和运行开关KK置于控制终端盒内，变频器的集中供电由空气开关控制，需要送电时在配电控制室直接操作。

调整频率设定电位器VR，可以改变变频器的输出频率，从而控制风机的送风量，关闭时断开KK即可，此方式成本低廉，随意性强。

(2)当室外温度变化，或者冷/暖输送介质温度发生改变时，将可能造成室温随之改变，对环境舒适要求较高的消费群体，则可以采用自动恒温运行方式，如图5所示。

图5 自动恒温运行方式

选择内置PID软件模块的变频器。控制终端的方式同手动方式。电位器用来设定温度(而不是调整频率)。变频器通过采集来自反馈端VPF/IPF的温度测量值，与给定值作比较，送入PID模块运算事自动改变U、V、W端子的输出频率，调整送风量，达到自动恒温运行。

(3)送风机的分布可能不是均匀的，对于稍大的室内空间，则可以采用“区域温度平均法”策略调节送风量，以满足特殊需要量场所。

(4)为降低成本，个别的变频器可能没有内置PID软件模块，选用外加PID调节器即可。5.3 应用方案的系统考虑

(1)共振(动):选择末端送风机时，应考虑测试其在全转速范围的共振转速点，应避免电机工作于这样的转速区，通过设定变频器的回避频率及其宽度值，则可以避免电机运行于该转速区域。

(2)节能:风机属于平方转矩负载，应用时，选择风机、泵类专用变频器(亦称为节能型变频器)较好，并将其转矩曲线(V/F)设定为“平方转矩”，这样可以达到较好的节能效果。

(3)安装:变频器应装于末端机的“隔离室”内，除保证良好的散热外，还应让其不置身于潮湿环境下。亦需考虑中央空调在制冷或制热时末端机自身的温度影响。

(4)频率限制:电机转速较低时，散热效果较差:转速过大，则会引起因风速过高而造成的不适当状态，如制冷时，可能因风速过大，致辞使冷凝水不能被吸水盘完全接收，造成外漏。应选择适宜的上、下限频率，下限频率以不小于15Hz为宜，上限频率不要超过60Hz，根据最大风速确定。

(5)载波频率:将变频器的载波频率适当提高，则可以降低电机运行噪音，提高环境质量。

(6)多机并联运行时，若电机距离变频器较远，则需调整载波频率，以避免引起电机电流振荡。6 机组台数控制

(1)某大厦基本工况:3台机组，一用两备，根据大厦的热负荷量自动控制机组运行台数，自动保持各机组运行时间基本一致，达到最低能耗，达到最低的主机折旧。(2)解决方案

基本思路:根据回流量，供/回水温度来调节机组运行台数，负荷计算根据: Q=C×m×|T1-T2|∣ 注:C常数;m回水流量;T1回水温度;T2供水温度 当负荷大于单台机组80%，则第2台机组备份;当负荷大于前2台机组的负荷总量的80%，则第3台机组运行(80%该数值可调)。

采用PLC作为主控制器，采用摸拟量模块进行数据采集。原理图如图6所示。

变频技术在造纸机械中的应用 篇10

（2）功率因数高于0.9以上；

（3）输入谐波电流总失真小于3%；

（4）采用可靠性高、技术成熟的标准器件IGBT；

（5）能减少输出谐波分量并有效降低dv/dt噪音和转矩脉动的效果

（一）、 造纸机变频改造的前景和分析

据有关方面统计，我国拥有3780多万吨生产能力，单机生产能力在5万吨以上以及纸板机生产能力在10万吨以上的不足三分之一，尚有三分之二以上的生产能力需要投入巨资改造，其中至少三分之一的纸机需要部分或全部更换原来的传动部分（包括机械齿轮箱和电机传动），以提高车速或降低能耗，

我国造纸机分部传动设备，以前采用SCR直流调速方式，由于存在滑环和炭刷造成可靠性和精度不高，从而导致纸机的机械落后，最高车速也只有200m/min左右，很难同国外的1000m/min的高速纸机相比。造纸是一个连续生产的过程，因此生产线的连续和有序控制成为了制约成品纸质量和产量的瓶颈。直流调速系统在纸机的发展史上占有重要的地位，但由于直流电机存在维护难、抗环境能力差，主要表现如下：

(1) 整流子磨损严重, 烧毁整流子的故障, 导致停机时间长；

(2) 直流电机维修困难多, 要求高, 修理费用也高；

(3) 测速发电机易磨损，造成传动系统精度低；

(4) 直流调速控制系统复杂, 调试困难, 一般技工很难调出好的机器。

交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电以及在国民经济领域的广泛适用性，而被公认为是一种最有前途的交流调速方式。它不但具有直流电机优良的调速性能，同时具有交流电机简单、可靠，因而逐渐被广泛应用。由此看来，造纸机分部传动机械的变频化已是大势所趋。

造纸机传动的变频改造有非常好的效果，如从工艺上改善纸品、增加产能、降低能耗、延长停机检修周期。

以某厂改造一台长网纸机为例，它有两个分部：一个是烘缸（干部），一个是网部（湿部）。根据工艺要求抄纸速度为20－100m/min，纸页定量为9－30g/m2。一般纸机的传动精度要求达到1－3‰，由于速度变化范围大，最低定量为9g/m2,要求纸机的传动精度更高。因此，选择纸机的传动控制方案闭环系统。

（二）、节能效益分析

根据该厂改造前和改造后纸机能耗对比，如下：

改造前的电功率：90米的车速P90=74A×180V＋3×220=13980W=13.98kW（直流传动）按一年生产300天计：整机用电=300×24×13.98=100656(kWh)

改造后的电功率：90米的车速P90=1.732×16A×380V=10530W=10.53(kW)（变频传动）

整机用电=300×24×10.53=75816(kWh)

全年可节电=100656－75816=24840(kWh)

由此可以得出应用变频器后实际节能为：25%

（三）、工艺效益分析

①纸机的运转率提高：27%以上（由月平均产量得到，已排除其他因素）可增产值：

②成品率提高：1.6%

综上所述，采用变频器后提高纸机的运转性能，进一步提高了经济效率。

（四）造纸附属设备的变频器应用分析

造纸机的辅助设施包括以下几个系统：供浆系统、白水系统、真空系统、压缩空气系统、化学品制备及传送系统、供水系统、蒸汽系统等。为

（1）调速范围宽，在全速度范围内，效率必须在90%以上；

（2）功率因数高于0.9以上；

（3）输入谐波电流总失真小于3%；

（4）采用可靠性高、技术成熟的标准器件IGBT；

（5）能减少输出谐波分量并有效降低dv/dt噪音和转矩脉动的效果

（一）、 造纸机变频改造的前景和分析

据有关方面统计，我国拥有3780多万吨生产能力，单机生产能力在5万吨以上以及纸板机生产能力在10万吨以上的不足三分之一，尚有三分之二以上的生产能力需要投入巨资改造，其中至少三分之一的纸机需要部分或全部更换原来的传动部分（包括机械齿轮箱和电机传动），以提高车速或降低能耗。

我国造纸机分部传动设备，以前采用SCR直流调速方式，由于存在滑环和炭刷造成可靠性和精度不高，从而导致纸机的机械落后，最高车速也只有200m/min左右，很难同国外的1000m/min的高速纸机相比。造纸是一个连续生产的过程，因此生产线的连续和有序控制成为了制约成品纸质量和产量的瓶颈。直流调速系统在纸机的发展史上占有重要的地位，但由于直流电机存在维护难、抗环境能力差，主要表现如下：

(1) 整流子磨损严重, 烧毁整流子的故障, 导致停机时间长；

(2) 直流电机维修困难多, 要求高, 修理费用也高；

(3) 测速发电机易磨损，造成传动系统精度低；

(4) 直流调速控制系统复杂, 调试困难, 一般技工很难调出好的机器。

交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电以及在国民经济领域的广泛适用性，而被公认为是一种最有前途的交流调速方式。它不但具有直流电机优良的调速性能，同时具有交流电机简单、可靠，因而逐渐被广泛应用。由此看来，造纸机分部传动机械的变频化已是大势所趋。

造纸机传动的变频改造有非常好的效果，如从工艺上改善纸品、增加产能、降低能耗、延长停机检修周期。

以某厂改造一台长网纸机为例，它有两个分部：一个是烘缸（干部），一个是网部（湿部）。根据工艺要求抄纸速度为20－100m/min，纸页定量为9－30g/m2。一般纸机的传动精度要求达到1－3‰，由于速度变化范围大，最低定量为9g/m2,要求纸机的传动精度更高。因此，选择纸机的传动控制方案闭环系统。

（二）、节能效益分析

根据该厂改造前和改造后纸机能耗对比，如下：

改造前的电功率：90米的车速P90=74A×180V＋3×220=13980W=13.98kW（直流传动）按一年生产300天计：整机用电=300×24×13.98=100656(kWh)

改造后的电功率：90米的车速P90=1.732×16A×380V=10530W=10.53(kW)（变频传动）

整机用电=300×24×10.53=75816(kWh)

全年可节电=100656－75816=24840(kWh)

由此可以得出应用变频器后实际节能为：25%

（三）、工艺效益分析

①纸机的运转率提高：27%以上（由月平均产量得到，已排除其他因素）可增产值：

②成品率提高：1.6%

综上所述，采用变频器后提高纸机的运转性能，进一步提高了经济效率，

（四）造纸附属设备的变频器应用分析

造纸机的辅助设施包括以下几个系统：供浆系统、白水系统、真空系统、压缩空气系统、化学品制备及传送系统、供水系统、蒸汽系统等。为

了使造纸机能够连续均衡地运转，它的辅助设施能力，一般应超过造纸机的最大生产能力的15%-30%，这将存在具大的能量损耗。

供浆系统的变频应用

供浆系统必须满足下列几个条件：

（1） 向造纸机输送的浆料要稳定，误差不能超过±5%；

（2） 浆料的配比和浓度要稳定均匀；

（3） 贮备一定的浆料量，使供浆能力可以调节，以适应造纸机车速和品种的改变；

（4） 对浆料进行净化精选

（5） 处理造纸机各部分损纸。

通常情况下，供浆系统由供浆管路的浆泵、冲浆泵和净化设施的压力筛、除渣器组成，要达成以上五点目的，最主要就是要对浆泵和冲浆泵从全速运行变为可速度调节变频运行，最终满足供浆自动化。

以冲浆泵为例来说明变频器的速度控制流程：该变频控制宜采用双闭环系统的速度控制方式，外环是速度闭环，内环是电流或转矩闭环。冲浆泵速度的设定值一方面是由浆速和网速比变化而获得，另一方面是来自于流浆箱的压力控制器。前者是主调，后者是微调。纸机的浆速和网速比基本上是恒定的，因此纸机的网速一旦变化，冲浆泵的转速也跟随变化；为了提高速度调节器的精确性和反映流浆箱的实际工艺过程，通常还需取流浆箱的压力PID控制输出值的±5％的变化来作为冲浆泵附加的速度设定值。速度的实际值取自传动电机的实际速度采样，可通过旋转测速电机或光电旋转编码器等检测装置获取。电流的设定值取自速度环的输出信号，电流的实际值取自各个传动点的交流变频器输出端电流互感器的测量值。因此对于冲浆泵的变频调速而言，需对其进行PID控制，可达到理想节能效果。

（五）、压缩空气系统的变频应用

压缩空气常用于造纸机网部与压榨部的气动加压升降装置、网毯的校正装置、气垫式流浆箱、引纸设备、涂布气刀以及各种气动仪表和调节装置等处。

压缩空气系统中，主要设备有空气压缩机、储气罐、减压阀、空气过滤器、汽水分离器及安全阀等，造纸机上通常压力需要为5-6BAR左右。在大多数纸厂中，都通过2台以上的空压机并列运行，然后通过储气罐来保持压力恒定。

由于压缩机功率较大且控制压力一般都通过加载或卸载来调节，电动机始终处于全速运行状态。实践表明该控制方式耗能巨大，浪费严重。所以目前都已趋向产用一台变频多台工频的方式来控制压缩机组，并组成压力闭环。

（六）、化学品制备及传送系统的变频应用

由于在脱墨、制浆、涂布、施胶等部位要用到大量的化学品，其使用量与纸机多传动的速度成正比，所以在化学品的传送系统（如泵）必须采用无级交流调速系统。在化学品制备中要用到大量的研磨设备，如球磨、胶体磨、砂磨、高切变分散搅拌器等，他们最大的特点就是高功率、高耗能、使用环境恶劣。目前已经有许多厂家在研磨设备上采用变频器取得了良好的效果。

以磨浆机为例，其工作原理是将待研磨的涂料经送料泵输入筒体后，在高速旋转的分散盘带动下，遭到研磨介质的强烈撞击、研磨而被分散混合到溶剂中，制成合格的涂料，然后经顶筛过滤流出。该设备的主电机为110KW，在未使用变频器之前，通常是在启动前期，采用点动方式多次（三次以上）重复以使涂料与研磨介

质混合均匀；针对不同的涂料，有时需要不同的工艺转速，但实际上只能满速运行；无法掌握进料量，来保证主电机不过载；耗能非常严重。而使用110KW变频器就很好地解决了以上问题，可以方便地设置点动速度和慢速运行时间，确保涂料与介质混合达到最均匀；可以在线无级调速，不同品种使用不同的研磨速度；进料量只要从电机的实际运行电流就可以来控制进料量，且有过载预报警功能和免跳闸功能；节能率，一般可达20%以上；降低了齿轮箱的损耗，避免了工频启动对齿轮箱的冲击；由于启动时，电流平缓，避免了对电网的冲击，提高了电网的安全运行。目前在山东、黑龙江、海南等地的造纸企业已经有了批量应用。

（七）、烘干部通风系统的变频应用

在烘干部，纸页中蒸发出来的所有水汽被空气吸收后，必须通过强制通风不断地从造纸车间排除。烘干部通风良好与否，直接影响到纸页中水分的蒸发速度和整个烘干过程的经济性；通风良好，可降低空气中的蒸汽饱和度，从而减低烘缸蒸汽的消耗量，提高烘干速度。

排除烘干部蒸发水量所必需的空气量，与进入以及排出的空气温度和湿度有关，也与采用的通风系统、气候条件和季节有关。通常，在现代纸机中采用强制的空气循环以求高效，用进气鼓风机将加热到80度左右的干燥空气送进烘干部下层，使在烘缸之间吸附热汽形成向上的气流，然后通过排气抽风机将汇集在气罩中的湿热空气抽出室外（最后回收余热）。在高速纸机中，由于烘缸数量的增多，通常都分成几段的鼓风机和排风机组。采用变频器之后，可以根据通风空气量的计算公式，随时调节进气量（鼓风机的转速）和排气量（排风机的转速），而无须采用传统的风门控制，进一步降低能耗，降低风机的噪音，提高机械寿命。

（八）、水系统的变频应用

纸机是个耗水大户，包括白水系统、污水系统、密封水系统、喷淋系统、清水系统等，通常情况下都需要用到管网恒压力供水，但传统的控压都是通过旁路和调节阀来进行，很少用到变频器。但是由于中国国内水资源的普遍缺乏，而变频器的应用将可以节水10%和节能30%，必然会降低纸厂的日常运行成本。

变频器使用在水系统上通常有二种模式：即变频固定方式、变频循环方式。

变频固定方式：变频器变频输出固定控制一台泵而其余各泵由工频电网直接供电，它们的启停信号由PLC进行逻辑控制；