變頻技術(shù)論文2000字論文
變頻技術(shù)論文2000字論文
隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高和能源全球性短缺,變頻器越來越廣泛地應(yīng)用。學(xué)習(xí)啦小編整理了變頻技術(shù)論文2000字論文，有興趣的親可以來閱讀一下!
變頻技術(shù)論文2000字論文篇一
淺議變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
摘要：調(diào)速和起制動性能、高效率、高功率因數(shù)的節(jié)電效果、適用范圍廣等優(yōu)點,而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高和能源全球性短缺,變頻器越來越廣泛地應(yīng)用在冶金、機械、石油、化工、紡織、造紙、食品等各個行業(yè)以及風(fēng)機、水泵等節(jié)能場合,并取得了顯著的經(jīng)濟效益。近年來高電壓、大電流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模塊IPM(IntelligentPowerModule)等器件的生產(chǎn)以及并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,使高電壓、大功率變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用成為現(xiàn)實。
關(guān)鍵詞：變頻器，控制技術(shù)，應(yīng)用
電力電子技術(shù)誕生至今已近50年,他對人類的文明起了巨大的作用.近10年來,隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展,電氣傳動技術(shù)面臨著一場歷史革命,即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計算機數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢。交流電機變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動技術(shù)進步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其有益的
調(diào)速和起制動性能、高效率、高功率因數(shù)的節(jié)電效果、適用范圍廣等優(yōu)點,而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。
1.變頻調(diào)速技術(shù)的現(xiàn)狀
電氣傳動控制系統(tǒng)通常由電動機、控制裝置和信息裝置三部分組成。電氣傳動可分為調(diào)速和不調(diào)速兩大類,調(diào)速又分為交流調(diào)速和直流調(diào)速兩種方式。不調(diào)速電動機直接由電網(wǎng)供電。但是,隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,原本不調(diào)速的機械越來越多地改用調(diào)速傳動以節(jié)約電能,改善產(chǎn)品質(zhì)量,提高產(chǎn)量。以我國為例,60%的發(fā)電量是通過電動機消耗的。因此,調(diào)速傳動有著巨大的節(jié)能潛力,變頻調(diào)速是交流調(diào)速的基礎(chǔ)和主干內(nèi)容,變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)使頻率變?yōu)榭梢猿浞掷玫馁Y源。近年來。變頻調(diào)速技術(shù)已成為交流調(diào)速中最活躍、發(fā)展最快的技術(shù)。
1.1國外現(xiàn)狀
采用變頻的方法,實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的控制,大約已有40年的歷史,但變頻調(diào)速技術(shù)的高速發(fā)展,則是近十年的事情,主要是由下面幾個因素決定:
1.1.1市場有大量需求
隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高和能源全球性短缺,變頻器越來越廣泛地應(yīng)用在冶金、機械、石油、化工、紡織、造紙、食品等各個行業(yè)以及風(fēng)機、水泵等節(jié)能場合,并取得了顯著的經(jīng)濟效益。
1.1.2功率器件發(fā)展迅速
變頻調(diào)速技術(shù)是建立在電力電子技術(shù)基礎(chǔ)之上的。近年來高電壓、大電流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模塊IPM(Intelligent Power Module)等器件的生產(chǎn)以及并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,使高電壓、大功率變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用成為現(xiàn)實。在大功率交—交變頻(循環(huán)交流器)調(diào)速技術(shù)方面,法國阿爾斯通已能提供單機容量達30000kW的電器傳動設(shè)備用于船舶推進系統(tǒng)。在大功率無換向器電機變頻調(diào)速技術(shù)方面,意大利ABB公司提供了單機容量為60000kW的設(shè)備用于抽水蓄能電站;在中功率變頻調(diào)速技術(shù)方面,德國西門子公司Simovert A電流型晶閘管變頻調(diào)速設(shè)備單機容量為10-2600kVA和Simovert PGTOPWM變頻調(diào)速設(shè)備單機容量為100-900kVA,其控制系統(tǒng)已實現(xiàn)全數(shù)字化,用于電機風(fēng)車,風(fēng)機,水泵傳動;在小功率變頻調(diào)速技術(shù)方面,日本富士BJT變頻器最大單機容量可達700kVA,IGBT變頻器已形成系列產(chǎn)品,其控制系統(tǒng)也已實現(xiàn)全數(shù)字化。
IPM投入應(yīng)用比IGBT約晚二年,由于IPM包含了1GBT芯片及外圍的驅(qū)動和保護電路,有的甚至還把光耦也集成于一體,是一種更為適用的集成型功率器件。目前,在模塊額定電流10-600A范圍內(nèi),通用變頻器均有采用IPM的趨向。IPM除了在工業(yè)變頻器中被大量采用之外,經(jīng)濟型的IPM在近年內(nèi)也開始在一些民用品,如家用空調(diào)變頻器,冰箱變頻器,洗衣機變頻器中得到應(yīng)用。IPM也在向更高的水平發(fā)展,日本三菱電機最近開發(fā)的專用智能模塊ASIPM將不需要外接光耦,通過內(nèi)部自舉電路可單電源供電,并采用了低電感的封裝技術(shù),在實現(xiàn)系統(tǒng)小型化、專用化、高性能、低成本方面又推近了一步。
1.1.3控制理論和微電子技術(shù)的支持
在現(xiàn)代自動化控制領(lǐng)域中,以現(xiàn)代控制論為基礎(chǔ),融入模糊控制、專家控制、神經(jīng)控制等新的控制理論,為高性能變頻調(diào)速提供了理論基礎(chǔ);16位、32位高速微處理器以及信號處理器(DSP)和專用集成電路(ASIC)技術(shù)的快速發(fā)展,則為實現(xiàn)變頻調(diào)速的高精度、多功能提供了硬件手段。
1.2國內(nèi)現(xiàn)狀
從整體上看我國電氣傳動系統(tǒng)制造技術(shù)水平較國際先進水平差距10-15年。在大功率交-交,無換向器電動機等變頻技術(shù)方面,國內(nèi)只有少數(shù)科研單位有能力制造,但在數(shù)字化及系統(tǒng)可靠性方面與國外還有相當(dāng)差距。而這方面產(chǎn)品在諸如抽水蓄能電站機組啟動及運行、大容量風(fēng)機、壓縮機和軋機傳動、礦井卷揚機方面有很大需求。在中小頻率技術(shù)方面,國內(nèi)學(xué)者做了大量變頻理論的基礎(chǔ)研究。早在80年代,已成功引入矢量控制的理論,針對交流電機具有多變量、強耦合、非線性的特點,采用了線性解耦和非線性解耦的方法,探討交流電機變頻調(diào)速的控制策略。進入90年代,隨著高性能單片機和數(shù)字信號處理的使用,國內(nèi)學(xué)者緊跟國外最新控制策略,針對交流電機感應(yīng)特點,采用高次諧波注入SPWM和空間磁通矢量PWM等方法,控制算法采用模糊控制,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論對感應(yīng)電機轉(zhuǎn)子電阻、磁鏈和轉(zhuǎn)矩進行在線觀測,在實現(xiàn)無速度傳感器交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究上作了有益的基礎(chǔ)研究。在新型電力電子器件應(yīng)用方面,由于GTR,GTO,IGBT,IPM等全控制器件的使用,使得中小功率的變流主電路大大簡化,大功率SCR,GTO,IG-BT,IGCT等器件的并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)應(yīng)用,使高電壓、大電流變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用成為現(xiàn)實。在控制器件方面,實現(xiàn)了從16位單片機到32位DSP的應(yīng)用。國內(nèi)學(xué)者一直致力于變頻調(diào)速新型控制策略的研究,但由于半導(dǎo)體功率器件和DSP等器件依賴進口,使得變頻器的制造成本較高,無法形成產(chǎn)業(yè)化,與國外的知名品牌相抗衡。國內(nèi)幾乎所有的產(chǎn)品都是普通的V/f控制,僅有少量的樣機采用矢量控制,品種與質(zhì)量還不能滿足市場需要,每年需大量進口高性能的變頻器。
因此,國內(nèi)交流變頻調(diào)速技術(shù)產(chǎn)業(yè)狀況表現(xiàn)如下:(1)變頻器控制策略的基礎(chǔ)研究與國外差距不大。(2)變頻器的整機技術(shù)落后,國內(nèi)雖有很多單位投入了一定的人力、物力,但由于力量分散,并沒形成一定的技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模。(3)變頻器產(chǎn)品所用半導(dǎo)體功率器件的制造業(yè)幾乎是空白。(4)相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)及行業(yè)落后。(5)產(chǎn)銷量少,可靠性及工藝水平不高。
2.變頻調(diào)速技術(shù)未來發(fā)展的方向
變頻調(diào)速技術(shù)主要向著兩個方向發(fā)展:一是實現(xiàn)高功率因數(shù)、高效率、無諧波干擾,研制具有良好電磁兼容性能的“綠色電器”;二是向變頻器應(yīng)用的深度和廣度發(fā)展。隨著變流器應(yīng)用領(lǐng)域深度和廣度的不斷開拓,變頻調(diào)速技術(shù)將越來越清楚地展示它在一個國家國民經(jīng)濟中的重要性?？梢灶A(yù)料,現(xiàn)代控制理論和人工智能技術(shù)在變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用和推廣,將賦予它更強的生命力和更高的技術(shù)含量。其發(fā)展方向具有如下幾項:(1)實現(xiàn)高水平的控制;(2)開發(fā)清潔電能的變流器;(3)縮小裝置的尺寸;(4)高速度的數(shù)字控制;(5)模擬與計算機輔助設(shè)計(CAD)技術(shù)。論文檢測。
3變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
縱觀我國變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用,總的說來走的是一個由試驗到實用,由零星到大范圍,由輔助系統(tǒng)到生產(chǎn)裝置,由單純考慮節(jié)能到全面改善工藝水平,由手動控制到自動控制,由低壓中小容量到高壓大容量,一句話,由低級到高級的過程。論文檢測。我國是一個能耗大國,60%的發(fā)電量被電動機消耗掉,據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,我國大約有風(fēng)機、水泵、空氣壓縮機4200萬臺,裝機容量約1.1億萬千瓦,然而實際工作效率只有40%-60%,損耗電能占總發(fā)電量的40%,已有經(jīng)驗表明,應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù),節(jié)電率一般可達10%-30%,有的甚至高達40%,節(jié)能潛力巨大。
有關(guān)資料表明,我國火力發(fā)電廠有八種泵與風(fēng)機配套電動機的總?cè)萘繛?2829MW,年總用電量為450。2億千瓦小時。還有總?cè)萘考s為3913MW的泵與風(fēng)機需要進行節(jié)能改造,完成改造后,估計年節(jié)電量可達25。論文檢測。69億千瓦小時;冶金企業(yè)也是我國的能耗大戶,單位產(chǎn)品能耗高出日本3倍,法國4。9倍,印度1。9倍,冶金企業(yè)使用的風(fēng)機泵類非常多,實施變頻改造,不僅可以大幅度節(jié)約電能,還可改善產(chǎn)品質(zhì)量。
參考文獻
[1]何慶華,陳道兵. 變頻器常見故障的處理及日常維護[J]. 變頻器世界, 2009, (04) .
[2]龍卓珉,羅雪蓮. 矩陣式變頻調(diào)速系統(tǒng)抗干擾設(shè)計[J]. 變頻器世界, 2009, (04) .
變頻技術(shù)論文2000字論文篇二
變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用問題研究
摘要：隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高和能源全球性短缺,變頻器越來越廣泛地應(yīng)用在冶金、機械、石油、化工、紡織、造紙、食品等各個行業(yè)以及風(fēng)機、水泵等節(jié)能場合,并取得了顯著的經(jīng)濟效益。近年來高電壓、大電流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模塊IPM等器件的生產(chǎn)以及并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,使高電壓、大功率變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用成為現(xiàn)實。
關(guān)鍵詞：變頻器，控制技術(shù)，應(yīng)用
1.變頻調(diào)速技術(shù)的現(xiàn)狀
電氣傳動控制系統(tǒng)通常由電動機、控制裝置和信息裝置三部分組成。電氣傳動可分為調(diào)速和不調(diào)速兩大類,調(diào)速又分為交流調(diào)速和直流調(diào)速兩種方式。。不調(diào)速電動機直接由電網(wǎng)供電。但是,隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,原本不調(diào)速的機械越來越多地改用調(diào)速傳動以節(jié)約電能,改善產(chǎn)品質(zhì)量,提高產(chǎn)量。以我國為例,60%的發(fā)電量是通過電動機消耗的。因此,調(diào)速傳動有著巨大的節(jié)能潛力,變頻調(diào)速是交流調(diào)速的基礎(chǔ)和主干內(nèi)容,變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)使頻率變?yōu)榭梢猿浞掷玫馁Y源。近年來。變頻調(diào)速技術(shù)已成為交流調(diào)速中最活躍、發(fā)展最快的技術(shù)。
1.1國外現(xiàn)狀
采用變頻的方法,實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的控制,大約已有40年的歷史,但變頻調(diào)速技術(shù)的高速發(fā)展,則是近十年的事情,主要是由下面幾個因素決定:
1.1.1市場有大量需求
隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高和能源全球性短缺,變頻器越來越廣泛地應(yīng)用在冶金、機械、石油、化工、紡織、造紙、食品等各個行業(yè)以及風(fēng)機、水泵等節(jié)能場合,并取得了顯著的經(jīng)濟效益。
1.1.2功率器件發(fā)展迅速
變頻調(diào)速技術(shù)是建立在電力電子技術(shù)基礎(chǔ)之上的。近年來高電壓、大電流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模塊IPM等器件的生產(chǎn)以及并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,使高電壓、大功率變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用成為現(xiàn)實。在大功率交—交變頻(循環(huán)交流器)調(diào)速技術(shù)方面,法國阿爾斯通已能提供單機容量達30000kW的電器傳動設(shè)備用于船舶推進系統(tǒng)。
IPM投入應(yīng)用比IGBT約晚二年,由于IPM包含了1GBT芯片及外圍的驅(qū)動和保護電路,有的甚至還把光耦也集成于一體,是一種更為適用的集成型功率器件。目前,在模塊額定電流10-600A范圍內(nèi),通用變頻器均有采用IPM的趨向。IPM除了在工業(yè)變頻器中被大量采用之外,經(jīng)濟型的IPM在近年內(nèi)也開始在一些民用品,如家用空調(diào)變頻器,冰箱變頻器,洗衣機變頻器中得到應(yīng)用。IPM也在向更高的水平發(fā)展,日本三菱電機最近開發(fā)的專用智能模塊ASIPM將不需要外接光耦,通過內(nèi)部自舉電路可單電源供電,并采用了低電感的封裝技術(shù),在實現(xiàn)系統(tǒng)小型化、專用化、高性能、低成本方面又推近了一步。
1.1.3控制理論和微電子技術(shù)的支持
在現(xiàn)代自動化控制領(lǐng)域中,以現(xiàn)代控制論為基礎(chǔ),融入模糊控制、專家控制、神經(jīng)控制等新的控制理論,為高性能變頻調(diào)速提供了理論基礎(chǔ);16位、32位高速微處理器以及信號處理器(DSP)和專用集成電路(ASIC)技術(shù)的快速發(fā)展,則為實現(xiàn)變頻調(diào)速的高精度、多功能提供了硬件手段。
1.2國內(nèi)現(xiàn)狀
從整體上看我國電氣傳動系統(tǒng)制造技術(shù)水平較國際先進水平差距10-15年。。在大功率交-交,無換向器電動機等變頻技術(shù)方面,國內(nèi)只有少數(shù)科研單位有能力制造,但在數(shù)字化及系統(tǒng)可靠性方面與國外還有相當(dāng)差距。而這方面產(chǎn)品在諸如抽水蓄能電站機組啟動及運行、大容量風(fēng)機、壓縮機和軋機傳動、礦井卷揚機方面有很大需求。。在中小頻率技術(shù)方面,國內(nèi)學(xué)者做了大量變頻理論的基礎(chǔ)研究。早在80年代,已成功引入矢量控制的理論,針對交流電機具有多變量、強耦合、非線性的特點,采用了線性解耦和非線性解耦的方法,探討交流電機變頻調(diào)速的控制策略。國內(nèi)學(xué)者一直致力于變頻調(diào)速新型控制策略的研究,但由于半導(dǎo)體功率器件和DSP等器件依賴進口,使得變頻器的制造成本較高,無法形成產(chǎn)業(yè)化,與國外的知名品牌相抗衡。國內(nèi)幾乎所有的產(chǎn)品都是普通的V/f控制,僅有少量的樣機采用矢量控制,品種與質(zhì)量還不能滿足市場需要,每年需大量進口高性能的變頻器。
因此,國內(nèi)交流變頻調(diào)速技術(shù)產(chǎn)業(yè)狀況表現(xiàn)如下:(1)變頻器控制策略的基礎(chǔ)研究與國外差距不大。(2)變頻器的整機技術(shù)落后,國內(nèi)雖有很多單位投入了一定的人力、物力,但由于力量分散,并沒形成一定的技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模。(3)變頻器產(chǎn)品所用半導(dǎo)體功率器件的制造業(yè)幾乎是空白。(4)相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)及行業(yè)落后。(5)產(chǎn)銷量少,可靠性及工藝水平不高。
2.變頻調(diào)速技術(shù)未來發(fā)展的方向
變頻調(diào)速技術(shù)主要向著兩個方向發(fā)展:一是實現(xiàn)高功率因數(shù)、高效率、無諧波干擾,研制具有良好電磁兼容性能的“綠色電器”;二是向變頻器應(yīng)用的深度和廣度發(fā)展。隨著變頻器應(yīng)用領(lǐng)域深度和廣度的不斷開拓,變頻調(diào)速技術(shù)將越來越清楚地展示它在一個國家國民經(jīng)濟中的重要性?？梢灶A(yù)料,現(xiàn)代控制理論和人工智能技術(shù)在變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用和推廣,將賦予它更強的生命力和更高的技術(shù)含量。其發(fā)展方向具有如下幾項:(1)實現(xiàn)高水平的控制;(2)開發(fā)清潔電能的變頻器;(3)縮小裝置的尺寸;(4)高速度的數(shù)字控制;(5)模擬與計算機輔助設(shè)計(CAD)技術(shù)。
3.變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
縱觀我國變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用,總的說來走的是一個由試驗到實用,由零星到大范圍,由輔助系統(tǒng)到生產(chǎn)裝置,由單純考慮節(jié)能到全面改善工藝水平,由手動控制到自動控制,由低壓中小容量到高壓大容量,一句話,由低級到高級的過程。我國是一個能耗大國,60%的發(fā)電量被電動機消耗掉,據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,我國大約有風(fēng)機、水泵、空氣壓縮機4200萬臺,裝機容量約1.1億萬千瓦,然而實際工作效率只有40%-60%,損耗電能占總發(fā)電量的40%,已有經(jīng)驗表明,應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù),節(jié)電率一般可達10%-30%,有的甚至高達40%,節(jié)能潛力巨大。
有關(guān)資料表明,我國火力發(fā)電廠有八種泵與風(fēng)機配套電動機的總?cè)萘繛?2829MW,年總用電量為450.2億千瓦小時。還有總?cè)萘考s為3913MW的泵與風(fēng)機需要進行節(jié)能改造,完成改造后,估計年節(jié)電量可達25.69億千瓦小時;冶金企業(yè)也是我國的能耗大戶,單位產(chǎn)品能耗高出日本3倍,法國4.9倍,印度1.9倍,冶金企業(yè)使用的風(fēng)機泵類非常多,實施變頻改造,不僅可以大幅度節(jié)約電能,還可改善產(chǎn)品質(zhì)量。
我國變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用已取得顯著成績,主要表現(xiàn)在下面二個方面:
3.1變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用范圍已發(fā)展到新階段,以石油、石化、冶金、機械等行業(yè)為例,都經(jīng)過了單系統(tǒng)試用、大量使用和整套裝置系統(tǒng)使用3個發(fā)展階段。如廣東茂名石化公司和九江石油化工廠現(xiàn)已發(fā)展到引用常減壓和催裂化變頻裝置,取得了節(jié)能、增產(chǎn)的顯著效果。
3.2變頻調(diào)速技術(shù)已成為節(jié)約能源及提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效措施,很多用戶實踐結(jié)果證明,節(jié)電率一般在10%-30%,有的高達40%,更重要的是生產(chǎn)中一些技術(shù)難點也得到解決。例如包鋼1150軋機采用變頻裝置后,年平均事故時間達到工作時間的0.1%以下,大幅度提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量,且年節(jié)約電費約50萬元。
4.結(jié)束語
變頻調(diào)速技術(shù)作為高新技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)、節(jié)能技術(shù),已經(jīng)滲透經(jīng)濟領(lǐng)域的所有技術(shù)部門中。今后我國在變頻調(diào)速技術(shù)方面應(yīng)積極作好如下工作。
4.1應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)來改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),節(jié)約能源及提高產(chǎn)品質(zhì)量,獲得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
4.2大力發(fā)展變頻調(diào)速技術(shù),必須把我國變頻調(diào)速技術(shù)提高到一個新水平,縮小與世界先進水平的差距,提高自主開發(fā)能力,滿足重點工程建設(shè)和市場的需求。
4.3規(guī)范我國變頻調(diào)速技術(shù)方面的標(biāo)準(zhǔn),提高產(chǎn)品可靠性工藝水平,實現(xiàn)規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。
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