变频调速器范文第1篇
供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环。传统供水方式占地面积大，水质易污染，基建投资多，而最主要的缺点是水压不能保持恒定，导致部分设备不能正常工作。变频调速技术是一种新型成熟的交流电机无极调速技术，它以其独特优良的控制性能被广泛应用于速度控制领域，特别是供水行业中。由于安全生产和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格的要求，因而变频调速技术得到了更加深入的应用。恒压供水方式技术先进、水压恒定、操作方便、运行可靠、节约电能、自动化程度高，在泵站供水中可完成以下功能：(1)维持水压恒定;(2)控制系统可手动/自动运行;(3)多台泵自动切换运行;(4)系统睡眠与唤醒。当外界停止用水时，系统处于睡眠状态，直至有用水需求时自动唤醒;(5)在线调整PID参数;(6)泵组及线路保护检测报警，信号显示等。
将管网的实际压力经反馈后与给定压力进行比较，当管网压力不足时，变频器增大输出频率，水泵 转速加快，供水量增加，迫使管网压力上升。反之水泵转速减慢，供水量减小，管网压力下降，保持恒压供水。
1 系统硬件构成
系统采用压力传感器、PLC和变频器作为中心控制装置，实现所需功能。
安装在管网干线上的压力传感器，用于检测管网的水压，将压力转化为4～20 mA的电流信号，提供给PLC与变频器。
变频器是水泵电机的控制设备，能按照水压恒定需要将0～50 Hz的频率信号供给水泵电机，调整其转速。ACS变频器功能强大，预置了多种应用宏，即预先编置好的参数集，应用宏将使用过程中所需设定的参数数量减小到最小，参数的缺省值依应用宏的选择而不同。系统采用PID控制的应用宏，进行闭环控制。该宏提供了6个输入信号：启动/停止(DI
1、DI5)、模拟量给定(AI1)、实际值(AI2)、控制方式选择(DI2)、恒速(DI3)、允许运行(DI4);3个输出信号：模拟输出(频率)、继电器输出1(故障)、继电器输出2(运行);DIP开关选择输入0～10 V电压值或0～20 mA电流值(系统采用电流值)。变频器根据给定值AI1和实际值AI2，即根据恒压时对应的电压设定值与从压力传感器获得的反馈电流信号，利用PID控制宏自动调节，改变频率输出值来调节所控制的水泵电机转速，以保证管网压力恒定要求。
根据泵站供水实际情况与需求，利用一台变频器控制3台水泵，因此除改变水泵电机转速外，还要通过增减运行泵的台数来维持水压恒定，当运行泵满工频抽水仍达不到恒压要求时，要投入下一台泵运行。反之，当变频器输出频率降至最小，压力仍过高时，要切除一台运行泵。所以不仅需要开关量控制，还需数据处理能力，采用FX-4AD(4模拟量入)获得模拟量信号。它在应用上的一个重要特征就是由PLC自动采样，随时将模拟量转换为数字量，放在数据寄存器中，由数据处理指令调用，并将计算结果随时放在指定的数据接触器中。通过其可将压力传感器电流信号和变频器输出频率信号转换为数字量，提供给PLC[1>，与恒压对应电流值、频率上限、频率下限(考虑到水泵电机在低速运行时危险，必须保证其频率不低于20Hz，因此频率上限设为工频50Hz，下限设为20Hz)进行比较，实现泵的切换与转速的变化。
系统在设计时应使水泵在变频器和工频电网之间的切换过程尽可能快，以保证供水的连续性，水压波动尽可能小，从而提高供水质量。但元件动作过程太快，会有回流损坏变频器。为了防止故障的发生，硬件上必须设置闭锁保护，即1Q与4Q，2Q与5Q，3Q与6Q不能同时闭合。
2 系统软件设计
控制系统软件是指用梯形图语言编制的对3台泵进行控制的程序。它对3台泵的控制，主要解决 系统的手动及自动切换、各元件和参数的初始化、信号及通讯数据的预处理、3台泵的启动、切换及停止的条件、顺序、过程等问题。
当变频器输出频率达到频率上限，供水压力未达到预设值时，发出加泵信号，投入下1台泵供水。当供水压力达到预设值，变频器输出频率降到频率下限时，发出减泵信号，切除在工频运行方式中的1台泵。系统刚启动时，情况简单，首先启动一号泵即可。但考虑3台泵联合运行时情况复杂，任1台或2台泵可能正在工频自动方式下运行，而其他泵则可能在变频器控制下运行，因此必须预先设定增减水泵的顺序。即获得加泵信号后，按照1号泵、2号泵、3号泵的顺序优先考虑。获得减泵信号后，按照3号泵、2号泵、1号泵的顺序优先考虑。
为了防止故障的发生，软件上也必须设置保护程序，保证1Q与4Q、2Q与5Q、3Q与6Q不能同时闭合。在加减泵时必须设置元件动作顺序及延时，防止误动作发生。
考虑到系统工作环境对运行状态的影响，在设计中采用硬件、软件上的双重滤波来消除干扰的影响。硬件上变频器提供了滤波时间常数，当模拟输入信号变化时，63%的变化发生在所定义的时间常数中;软件上采用数字滤波的方式，系统采用平均值的方法[2>。
计算最近10次采样的平均值，其计算公式如下：
3 系统参数的确定
系统变频运行主要靠变频器来实现。变频器有一数量很大的参数群，初始情况下，只有所谓的基本参数可以看到。只需设定简单的几个参数，变频器就可以工作。
除基本参数外，还必须对完整参数进行设定。
完整参数的设定主要是PID参数的整定，它是按照工艺对控制性能的要求，决定调节器的参数Kp，TI，TD。控制表达式为：
变频器根据偏差调节PID的参数，当运行参数远离目标参数时，调节幅度加快，随着偏差的逐步接近，跟踪的幅度逐渐减小，近似相等时，系统达到一个动态平衡，维持系统的恒压稳定状态[
3、4>。
4 试验结果
由于系统的显示和通讯功能，可以对系统工作情况进行监测。考虑到管网覆盖面积大，泵站海拔高度相对低，远端供水压力需维持3kg，因此泵站出水口压力必须维持5kg。试验条件为管网初始无压 力，电磁阀控制一定量相同用水情况下启动系统。获得的数据经MATLAB进行插值拟合可得系统在不同条件下跟踪压力变化的曲线[5>。
试验记录的数据显示，系统在未进行滤波和PID控制时，响应速度特别慢、误差大、振荡严重，见图5。在未进行滤波而引入数字PID控制时，响应速度明显加快，但振荡问题未能得到解决，这是由于喘振现象的存在;当管道压力与设定值近似相当时，水锤效应影响明显，压力波动异常，PID的参数跟踪整定，形成恶性循环，管道中空气的存在也会导致振荡问题。
变频调速器范文第2篇
摘要：文章介绍了2014年中国国际纺机展暨ITMA亚洲展览会上展出的国内外纺纱设备及技术的四大亮点：围绕提高纺纱设备的生产效率，广泛采用高速化与高效化技术；广泛采用自动化连续化技术，实现“机器换人”减少劳动用工；广泛采用智能化与数字化技术，纺纱全过程实现网络化与信息化管理；积极采用节能降耗的纺纱新技术，降低能耗与机物料消耗。
关键词：纺纱设备；高速化与高效化；自动化和连续化；智能化与数字化；节能降耗
Four Highlights in the Development of Spinning Equipment and Technology at Home and Abroad
Key words： spinning equipment； high-speed and high-efficiency； automatic and continuous； intelligent and digital； energy-saving
2014年中国国际纺织机械展览会暨ITMA亚洲展览会最近在上海举行，这是亚洲地区最大的纺织机械展览盛会。在历届展会上，纺纱机械一直是重点，参展厂商多、展出的装备多。与前几届相比，这次国内外纺机制造商展出的纺纱机械（包括纺纱元器材）有明显的进步。
当前我国纺纱企业面临原料价格居高不下、成本不断上升及招工难的多重压力，企业领导意识到必须通过技术创新、升级设备、用“机械换人”少用工人来突破困境、求生存与发展。国内外纺机制造商也紧紧抓住我国纺纱企业的需求，展出的纺纱设备都围绕提高装备效率与纱线品质、节约用工、节能降耗及提高装备可靠性与适纺性等方面，展示了最新技术装备。据笔者现场参观并与相关制造商交流与咨询，感到这次展示的纺纱设备有四大亮点，现评析如下。
1 围绕提高纺纱设备的生产效率，广泛采用高速化与高效化技术
从展出的纺纱装备分析：梳棉机高产、精梳机、细纱机高速、新型纺纱机高效尤为凸现。
梳棉机有“纺纱心脏”之称，是纺纱关键设备之一。展会上展出的梳棉机有10多台，外商展出的有瑞士Rieter（立达）、德国Truetzschler（特吕茨勒）、英国克罗斯罗尔及印度朗维等公司生产的梳棉机，国产展出的有青岛宏大、青岛纺机、青岛东佳及郑州宏大等公司生产的梳棉机。其共同特点是单位产量比上届有明显提高。如立达C70型梳棉机，设计产量超过200 kg/h，实际生产也在120 kg/h；特吕茨勒TC8型与英国克罗斯罗尔MK7D型梳棉机，设计产量为140 kg/h，实际生产能达到80 ～ 100 kg/h。国产梳棉机，如青岛宏大1211型与郑州宏大1212型梳棉机，设计产量为100 kg/ h，实际生产在70 ～ 80 kg/h之间，均比上届展出提高30%以上。在提高梳棉机产量的同时，如何使纤维梳理损伤更少，国内外梳棉机制造厂商均采取了如下相应技术措施。
（1）加宽机幅，缩小锡林直径，适应锡林高速运转。如立达C70型、朗维CL-363型、青岛东佳FA209型等均将机幅从 1 m加宽到1.5 m，使梳理面积增加了50%。克罗斯罗尔MK-7D型将锡林直径从1.27 m（50英寸）改为1.016 m（40英寸），并相应采取了高速回转吸震与动平衡技术，使锡林速度达到700 ～ 800 r/min，极大地提高了梳理效能。
（2）采取抬高锡林、降低道夫位置等措施来扩大锡林梳理区。如特吕茨勒TC8型梳棉机拥有2.84 m梳理孤长，是目前梳理弧长最长的机型；克罗斯罗尔MK-7D型梳棉机设计独特的“A”字形机架也带来更大的梳理区面积，占锡林圆周68.2%面积。国产青岛宏大1211型梳棉机也采取抬高锡林、降低道夫位置等措施，使梳理区弧长也达到2.8 m，比传统梳棉机梳理区面积增加了74%，有效地提高了对纤维的分梳能力。
（3）加装前后固定盖板与棉网清洁器来增加梳理点，并可根据不同的使用原料来调节固定盖板根数与隔距，优化工艺参数，改善梳理效果。
（4）立达C70型梳棉机采用了集成自动磨针系统，特吕茨勒TC8型梳机配置了梳棉隔距优化设定工具及在线棉结监控装置等。这些新技术的采用使梳棉机在高速运转时梳棉生条的质量能始终保持在好水平，实现了高产优质的目标。
由于梳棉机单机生产效率的提高，在相同产能条件下可减少设备配台，以纺18.5 tex纱为例，每万锭配台可从原来的10台左右减少到目前的 6 ～ 8 台，可相应减少设备厂房面积与吨条能耗，有利于加工成本的降低。
1.2 精梳机是生产高档次纯棉纱与混纺纱的关键设备
生产精梳纱是当前提高纱线质量与档次的重要措施之一。这次展会上展出的精梳机台数也较多。国外有瑞士立达、日本Toyata（丰田）、印度朗维等公司生产的精梳机，国内有山西经纬、宏基、贝斯特，江苏凯宫，上海昊昌、一纺机，陕西恒鑫、宝成等公司生产的精梳机。与前两届相比其最大特点是运转速度提高，单机产量增加。如丰田与特吕茨勒公司共同研发的TL12型高效精梳机，展会上演示速度高达600钳次/min，棉条输出速度超过270 m/min，台时产量达90 kg，已超越立达公司E80型精梳机的速度与产量。同时该机装有输出棉条的自调匀整系统，可随意调整工艺参数，使生产的精梳条质量始终处于最佳状态。国内展出的多台精梳机，由于采用了多项创新技术，如改进车头传动结构、优化钳板运动机构、减轻钳板组件重量及无痕搭接技术等，降低了往复运动时惯性力与惯性力矩，使高速运转时机器振动小、噪音低、运转平稳、可靠性好，为提高速度创造了条件。如昊昌公司生产的HC-500型精梳机，展会上演示速度达550钳次/min，是国产精梳机速度最高的机型；江苏凯宫展出的JSFA588型精梳机是吸收国外先进技术后自主创新的新一代精梳机，演示速度也超过500钳次/ min；上海一纺机展出的CJ66型精梳机是在原CJ60型机上改进设计后推出的新型精梳机，设计速度为480钳次/min，演示速度为450钳次/min，该机采用等距离梳理设计，锡林针排有90°与111°两种，可根据品质要求选用，以保证梳理质量提高。
以上分析表明，国内制造的精梳机在技术先进性与生产效率等方面均有很大提高，与国外精梳机的差距逐步缩小，价格只有进口机的1/2 ～ 1/3，具有良好的性价比，可作为企业技术改造优选的机型。
由于精梳机的单机生产效率提高，在一定产能下精梳机配台也可减少。据分析，采用国外立达与丰田的精梳机，每台日产精梳条均可达到 2 t，每套精梳机（6 台）可供 2 万锭生产18.5 ～ 14.8 tex精梳纱。国产精梳机每台日产量也可达到1.5 t以上精梳条，可供1.5万锭以上生产精梳纱，且两者生产的精梳条质量差异很小。
1.3 并条机与粗纱机也正在向高速化方向发展。
为了提高并条机的输出速度，国外厂商均采用单眼并条技术，如立达RSB-D45型并条机设计速度为1 100 m/ min，实际运行速度可达700 ～ 800 m/min；国内沈阳宏大、天门纺机、陕西宝成等并条机制造厂，在消化吸收国外先进技术基础上，在展会上也分别展出多款单眼并条机，设计最高速度为800 m/min，实际运行速度达到了600 m/ min，比传统的双眼并条机速度提高了50%。
粗纱机由于普遍采用多电机驱动技术取代原来的锥形轮（又称铁砲）皮带传动，不但提高了各部件（锭子、锭叶、罗拉）运转的同步性，也为提高速度创造了条件。设计锭子速度为1 500 r/min，实际运行锭子速度可达 1 200 ～1 300 r/min，比原来机械传动粗纱机的锭子速度提高了200 ～ 300 r/min。此外粗纱机也仿效细纱机增加了每台设备的锭数，从原来的120锭（标准）增加到150锭以上，最长有192锭，设备生产效率提高，每万锭粗纱机配台可从 3 台减少为 2 台。
1.4 细纱机是展出台数最多的机器
国外有立达、德国Zinser（青泽）、丰田及朗维等公司；国内展出的厂家更多，有山西经纬、宏基、贝斯特，江苏马佐里、同和，上海二纺机及浙江凯灵纺机等公司。有的企业同时展出 2 ～ 3 台用途不同的细纱机。从展出的细纱机分析，除都配置集体自动落纱与紧密纺装置外，其显著特点是向高速化与多锭化发展。
（1）高速化
高速化是细纱机提高生产效率的标志。国外细纱机设计速度均是25 000 r/min，实际运行速均超过20 000 r/ min。国内细纱机近几年来在提高速度上也有长足的进步，实际运行速度已接近国外细纱机。如江苏东台马佐里公司DTM-149型细纱机设计速度也是25 000 r/min，演示品种为T/C 65/35 50S紧密纺纱，平均速度达到23 216 r/min；山西经纬纺机JWF1566型细纱机，设计最高速度25 000 r/min，演示速度也超过20 000 r/min；浙江凯灵纺机JZ1618型细纱机，演示品种为纯棉40S纱，速度达到23 000 r/min；上海二纺机EJM198型1 820锭超长细纱机，演示品种为50S纯棉纱，速度也达19 000 r/min以上。
（2）多锭化
由于细纱机集体自动落纱技术的推广应用，多锭化可以提高装备的生产效率，是发展的必然趋势，这次展出细纱机安装的锭数已从上届的1 008 ～ 1 200锭/台，增加到1 600 ～ 1 900锭/台，据对展出部分的细纱机统计如下：立达G32型1 632锭数/台，青泽351/72型1 680/1 920锭数/台，朗维LR9型1 824锭数/台，丰田RX300型1 824锭数/台，上海二纺机EJM198型1 820锭数/台。
从展出细纱机初步分析，环锭细纱机实现高速化与多锭化采取的主要技术措施有以下几点：提高制造加工精度增加机架数量、采用整节分段装箱技术减少安装误差；采用高速锭子并与小直径（36 ～ 38 mm）钢领配套，由于纺纱张力减少有利于速度提高；纺纱全过程采用变频调速技术，使大、中、小纱纺纱张力趋于一致，降低纺纱断头率；采取车头、车尾双向驱动中间联接传动，牵伸罗拉与钢领板升降均采用电机单独传动，降低传动阻力适应高速生产。
1.5 转杯纺纱机与喷气涡流纺纱机的显著特点是高速高效
（1）转杯纺纱机
瑞士立达公司与德国Schlafhorst（赐来福）公司展出的R60型与Autocoro 8型全自动转杯纺纱机，由于采用小直径纺杯（26 ～ 28 mm），运行速度进一步提高。R60型采用空气轴承传动纺机设计，纺杯最高速度为17.5万r/min，纺32S纱实际运行速度在15万r/min左右。Autocoro 8型由于采用单锭直接驱动，设计纺杯最高速度为20万r/min，展会上纺30S纱，纺杯速度为14.5万r/min，引纱速度达到230 m/ min以上。每台设备纺杯数R60型从原540头增加到600头，Autocoro 8型从原480头增加到552头，使单机生产效率提高了15%以上。此外立达公司与赐来福公司在这次展会上还推出了两台最新型半自动转杯纺纱机。立达R35型每台可配460个纺杯，纺杯最高速度12万r/min，比原来R923型生产效率提高15% ～ 20%。赐来福BD-6型每台可配480个纺杯，并把全自动转杯纺纱机上许多关键技术移植到BD-6型半自动转杯纺纱机上，提升了设备的先进性，尤其是采用数字化接头技术，使接头处的强力达到全自动纺纱机水平；设计纺杯最高速度12万r/min，展会上演示纺纯棉10S纱，纺杯速度为10.5万r/min，引纱速度超过200 m/min，充分显现其高速优质的特性。
这次展会上国产转杯纺纱机也显示出许多新亮点，浙江日发公司推出了一台S40型全自动转杯纺纱机，纺纯棉36S纱时，用36 mm纺杯，速度达到13万r/min，自动接头技术已接近国外同机型水平。展出半自动转杯纺纱机有山西经纬、宏基，上海淳瑞，浙江泰坦、精功等企业。其共同特点是机器纺杯头数增加、速度提高，设计纺杯速度为12万r/min，实际运行速度纺30S细号纱时均已突破10万r/min大关，达到10.5万 ～ 11万r/min。每台机器安装纺杯数，上海淳瑞E480型为420个，山西恒新1612型为400个，精功JGR231型也是400个。此外，机器均可配电子清纱器与自动上蜡装置供用户选配。
（2）涡流纺纱机
涡流纺纱机是目前众多纺纱设备中速度最快、生产效率最高的一种新型纺纱设备。这次展会上村田公司与立达公司展出的涡流纺纱机又有新的亮点。
村田公司展出的870型机型比原来861型速度更快、锭数更多，设计速度从450 m/min提高到500 m/min，锭数从80锭增加到96锭，使单机生产效率提高近30%。展会上870型涡流纺纱机演示速度纺30S粘纤纱达到500 m/min，效率仍在95%以上。立达公司展出的J20喷气纺纱机系双面机，每台有120个纺纱锭。据了解该公司正在开发200个纺纱锭的喷气纺设备，该机设计速度为450 m/min，实际运行速度在420 m/min左右。如正常生产速度能达到400 m/min，则每锭的产量是环锭纺的20倍，用 4 ～ 5 台870型或 4 台J20型设备，就可达到环锭纺 1 万锭的生产能力。故高速度与高效率是涡流纺的最大优势。
此外这次展会上江苏华芳科技公司也展出了HFW80型喷气涡流纺纱机，具有多项发明专利与知识产权，设计速度为230 ～ 450 m/min，实际演示速度纺纯粘纤30S纱为410 m/min，效率达到97%。设备价格是进口机器的2/3，如批量生产后可作为企业选用取代进口。
2 广泛采用自动化、连续化技术，实现“机器换人”，减少劳动用工
传统纺纱企业因自动化程度低，属劳动密集型企业。尽管工人工资逐年提高，但招工难的矛盾仍十分突出，因此提高纺纱设备自动化程度、减少劳动用工是企业所期盼的。这次展会上展出的自动化与连续化设备，对细纱与络筒两个用工最多的工序减少用工提供了多种解决方案，很有现实意义。
2.1 细纱工序的自动化、连续化
这次展出的细纱机普遍配置带有自动落纱细纱长机，自动落纱、自动装空管、自动运输纱管等全过程，都采用自动化操作，彻底解放了落纱工的繁重体力劳动。且使落纱停台时间缩短（一般为 3 min），落纱工人可减少1/2 ～ 2/3。对目前仍在使用的常规细纱机（每台为420 ～ 480锭）展会上也提供了减少用工的两个方案。（1）加装自动集体落纱装置，如山西经纬JWF1510型细纱机、马佐里DT129型细纱机、凯灵纺机ZJ1618型细纱机、山西贝斯特BS516型细纱机，都在短机上配置自动集体落纱装置，也适用于各种型号普通细纱机改造，但目前改造费用仍较高。（2）采用智能型自动落纱小机来取代人工落纱。展会上展出智能落纱小机有 4 ～ 5 台，据了解安徽铜陵公司开发的S9型智能化落纱小机，在国内使用已超过500台，国内著名的华茂、大生、山东德棉、浙江百隆等大型纺纱企业均已应用。据业内人士分析，采用智能化自动落纱小机具有改造方便、适用机型多、改造成本低等优势，其每锭改造费用比采用集体自动落纱装置可减少2/3，节约落纱工50%左右，可作为细纱工序减少劳动用工的首选方案。
2.2 络筒工序的自动化、连续化
近几年来用自动络筒机取代落后的普通络筒机已是企业共识，故改造步伐加快。但自动络筒机有纱库型与托盘式之分，目前多数企业使用的都是纱库型络筒机，细纱管仍由工人插入纱库，满筒落纱也需人工辅助，故每人只能看管 1台。而托盘式自动络筒机由于其自动化连续化程度高（细纱管自动输送喂给，空纱管自动输出，络纱的筒子自动运送），使络筒挡车工的看台能力比纱库型提高了 3 ～ 4 倍，每个工人可看管 3 ～ 4 台，托盘式自动络筒机原来是在集体落纱的细纱长机上配套使用，用于普通细纱机纱管络纱是这次展出的一个新亮点。在村田公司展出的QPRO新型托盘式自动络筒机上加装VCF装置（纱管自动理尾纱系统），可使普通细纱机上落下的纱管自动找出尾纱后，直接输送到络筒机的托盘运输带上，使目前量大面广的普通细纱机企业也可直接使用托盘式自动络筒机来络纱成筒。展会上意大利Savio（萨维奥）公司展出的博纳E超越型自动络筒机，可以自由进行设备布置，实现全自动化的纱管喂送工艺，使普通细纱机的纱管也可在该机上通过留头装置处理管纱后，在托盘式络筒机上进行络纱制成筒纱。
自动络筒机从纱库型向托盘式发展是络纱技术的重大进步，并使络筒工序从手工操作向全自动化方向发展，使用工最多工序成为用工最少工序之一。
2.3 采用细络联技术也是目前业内十分关注的热点
细纱机采用集体自动落纱后可自动运送纱管到托盘式自动络筒机上，把两台设备联接起来就成了“细络联”。这次展会上立达公司、青泽公司与经纬纺机公司等通过视频或图片介绍了国内外细络联的应用情况。立达G32型细纱机与村田络筒机联接，青泽R72型细纱机与赐来福X5自动络筒机联接，经纬纺机JWF1562型细纱机与青岛宏大SMARO-1型自动络筒机联接。细络联将细纱管通过联接系统直接输送到自动络筒机上，实现自动重启、自动生头、自动落纱输送等连续化生产，使纺纱用工进一步减少。据了解细络联技术在国外早已推广应用，在国内目前尚未形成推广应用阶段，主要是使用细络联后，纺纱品种变化受到限制，不适应多品种生产，这是不能形成推广的重要原因。
2.4 纺纱前道工序采用自动化、连续技术装备步伐也正在加快
展会上展出的并条机普遍采用大容量与自动换筒技术，天门纺机展出的自动换筒并条机采用直径1 000 mm与筒高为1 200 mm的大容量条桶，并设计了 3 个备用条桶进行自动换筒，使挡车工可每隔 1 h进行一次换筒操作，为降低挡车工劳动强度与扩大看台能力创造了条件。展出的粗纱机普遍采用了自动落纱技术，缩短了落纱停台时间（2 min左右）。此外，天津宏大、青岛环球、河北太行等企业展示的粗纱机，均配置从粗纱到细纱的粗纱自动运输系统（习惯称粗细联），将从粗纱机自动落纱的粗纱通过链条运输系统直接送到细纱机的粗纱架上，又将细纱机用完的空粗纱筒管送回到粗纱机上备用。粗纱自动落纱与粗细联的采用，不但减少了粗纱落纱工与粗纱运输工，且可减少人工落纱产生的粗纱疵点，对提高纱线质量也有一定帮助。在精梳工序立达E80型精梳机采用了小卷自动运送与自动换卷新技术，既省工又利于提高精梳条质量。
2.5 新型纺纱技术的推广应用对减少纺纱用工、降低经纱工费成本效果明显
展会上展出的转杯纺与喷气涡流纺纱机用棉条直接喂入纺成筒纱，比环锭纺减少了粗纱与络筒两个工序，尤其是全自动转杯纺纱机与喷气涡流纺纱机，采用多种自动化、连续化、智能化技术，如自动接头、自动络筒、自动运送满纱与空管、自动监控每个锭子的运行情况等，并可在线调整各项工艺参数，故很少需要用人工操作，改变了环锭纺需用人工反复操作程序，真正实现了“机器换人”，使生产一线用工大幅度减少。国内已使用这两种新型纺纱企业的生产数据表明，每吨纱的工费成本可比环锭纺减少1 000元以上，以一个年产5 000 t纱的企业（相当于环锭纺 3 万锭规模）计算，从降低工费成本上就可为企业每年多盈利500万元以上。这是国内近几年新型纺纱技术快速发展的重要原因。
3 广泛采用智能化与数字化技术，纺纱全过程实现网络化与信息化管理
管理在纺纱企业生产中一直处于十分重要的地位，素有“三分靠技术、七分靠管理”的说法。但随着纺纱技术的进步，传统的管理模式已逐步被智能化、数字化的设备来取代，形成了依靠信息化与网络化现代管理新模式。这次展出的纺纱机械设备中已大量使用智能化与数字化控制新技术。
3.1 清梳联与并条机上普遍使用数字化的自调匀整技术
在清梳联输棉系统中用数字化技术来控制棉流量，并均匀分配到每台梳棉机的棉箱中，使梳棉机台与台之间的输出棉条的重量差异得到有效控制。并条机尤其是末道并条机上均采用智能化的自调匀整装置，能在喂入条子多或缺 1 根的情况下（差异±12.5%）自动调整前后罗拉速度，使输出条子重量差异达到设计要求。由于末道并条机输出的条子差异很小，故成纱的长片段重量差异（又称线密度差异）显著改善。
3.2 粗纱机多数采用数字化的多电机控制技术
粗纱机多数采用数字化的多电机控制技术，取代原来用的锥形与齿轮传动方法。使粗纱机主要部件（罗拉、锭子、锭翼、龙筋）运动一致性提高，显著改善了大、中、小纱与前后排粗纱的卷绕张力差异，基本上实现了恒张力纺纱。同时由于消除了设备启动时的滞后效应，避免了粗纱的细节纱疵产生。粗纱是纺纱的最后一道准备工序，粗纱质量好对提高成纱质量效果明显。
3.3 环锭细机单锭智能在线监测技术
展出的细纱机除普遍采用智能化的变频调速控制技术外，国内外纺机制造商又推出了多种“环锭细机单锭智能在线监测技术”。这项技术是在每个锭子上配备一个传感器，实时监测每个锭子运行情况与生产效率等数据，并通过网络化技术及时返馈到车间与厂部管理层的电脑视频上，可及时采取措施消除异常锭子及缺陷部件，使生产正常运行。据了解，该项细纱单锭在线监测技术已在国内少数企业使用，实现了用现代化信息与网络工具为企业创造出更好效益。
3.4 在络筒工序Uster公司展出了最新的CLASSIMAT-5型数字化的纱疵分级仪与智能化的QUANTUM-3型电子清纱器
前者将纱疵分级从原23级增加到45级，分辨更细，有利于纺纱中分析与控制；后者采用智能化技术通过合理设定工艺参数，能更有效地分辨各种纱疵并合理切除。据Uster公司专家介绍，把两台仪器结合使用可使企业生产效率更高，成纱质量更佳。
3.5 在纱线质量在线检控技术中展出了多台异纤检测与拣出设备
棉花中的异纤又称“三丝”（头发丝、丙纶线、各种有害物质），在纺纱过程中如不能被有效清除，将会严重影响纱线与最终成品质量。故在纺纱企业中，尤其是生产高品质纱线的企业对清除棉花中的异纤十分重视。目前清除异纤方法有 3 种：用人工在棉花包中挑拣，但费工费时多；在开清棉流程中加装异纤检测与拣出设备；在自动络筒机的电子清纱器中增加切除异纤功能。在开清棉流程中对异纤进行检测与清除是重点。从展出的多台异纤检测与拣出设备分析，尽管形式各异，但都是应用数码成像原理在特定光源下把不能通过光源的异纤检测与拣出。由于不同设备功能有差异，价格也有高低，用户可在比较后选用。
在纱线质量在线检控技术中，陕西长岭纺织机电科技公司展示多台新型的纱线质量检测仪器，其中快速棉纤维性能测试仪与半制品质量快速分析仪两台仪器更受参观者关注。前者集光机、电、气和计算机技术于一体，能快速检测棉花的纤维长度、强度，马克隆值、色泽和含杂等性能指标，指导企业根据不同品种与质量要求进行配棉，达到经济效益与质量统一。后者可检测纺纱过程中纤维的长度、强力、棉结及短绒等变化情况，为在线质量检控中及时调整各项工艺参数提供依据。这两台检测仪器与国外功能相同的检测仪器HVI、AFIS相比，具有检测功能齐全、取样量多、性价比高等优势，完全可以取代进口仪器。
从以上分析可以清晰看出，由于智能化与数字化技术的广泛采用，纺纱企业已可摆脱传统的管理方法，信息化、网络化的现代管理方法已逐步成为企业管理的主体，使企业管理起了质的变化。
4 积极采用节能降耗的纺纱新技术，降低能耗与机物料消耗
能源成本已经成为当今纺纱企业最重要成本之一，因此纺纱企业迫切需要纺机制造企业提供的设备与关键器材降低能耗、延长使用寿命。针对纺纱企业的需求，这次展会上展出的节能降耗设备与关键器材有以下几方面。
4.1 细纱工序节能技术
细纱机是耗能较高的设备，尤其是随着速度提高、自动化与紧密纺技术的采用，单机能耗增加较多，这次展会上推出的节能降耗措施如下。
（1）德国Suessen（绪森）公司针对紧密纺技术能耗较高的问题，推出紧密纺多项节能措施：将马达与变频器科学组合，使无用功降到最低，能节能20%；采用特殊材料网格圈并进行表面防静电处理，运转时使负压从25 mba降低到12.5 mba，节电率达50%；由于网格圈使用寿命延长（从6 个月延长到12个月），材料消耗降低50%。
（2）青泽公司细纱机采用多电机龙带驱动锭子技术，其特点是维护方便、能耗降低。据检测，比锭带传动锭子能降低电耗13%，这是因龙带驱动具有较小的扭折，并减少锭子与锭带摩擦，使能耗降低。
（3）浙江凯灵展出的细纱机，车头和牵伸部件由齿轮传动改为伺服电机直接驱动。由于传动阻力降低，取得节能效果；同时主电机采用永磁节能电机，使能耗进一步下降。
（4）济南天齐公司展示用聚酯纤维制成节能锭带来取代原布质锭带，不但传动平稳、传动效率提高，且节电率达到20%；同时聚酯材料制织的锭带强度高，使用寿命能延长40%，从而降低了锭带消耗。
（5）采用节能免维护锭子。展会上国外与国内多家锭子制造商均展出多款节能型锭子，由于缩小了锭盘直径，改进锭子结构，减少锭子与锭胆的接触摩擦，节电均在10%以上。同时锭胆采用特殊材料制造，能自然润滑锭子，使维护及加油周期延长，故又称免加油节能锭子。
4.2 倍捻机节能技术
随着技术进步，目前纱线合股加捻方法已从普通环锭纺捻线机改用高速倍捻机，使股线质量提高，但能耗增加较多。据国内相关企业提供数据，吨纱用电增加在300 kW？h以上，针对倍捻机的高能耗，展会不少制造商推出了倍捻机的节能降耗新技术。
（1）德国福克曼公司展出的康派倍捻机，据介绍，比普通倍捻机节电40%。采取措施：用ECC节能锭子与传动装置优化组合来达到节电效果；优化气圈几何形状减少气圈张力，在卷绕速度12 000 r/min高速运转情况下，噪音降低、能耗下降。
（2）青岛纺机展出NOVC倍捻机，据介绍能耗降低40% ～ 50%。主要是采用电锭直接驱动每个倍捻锭，避免了龙带传动及齿轮传递动力所产生的多段物理性能量消耗、发热及噪音，使能耗明显减少。当设备出现断纱时电锭会自动停止，避免电能不必要的消耗，节电效果明显。此外单锭驱动采用少于120 mm的电锭，既能适应高速运转（最高速为1.5万r/min），又减少气圈张力，使能耗降低。同时单锭传动倍捻机比龙带传动或锭带传动倍捻机，因滑溜少，纱线的捻度不匀率明显下降，有利于质量改善。
（3）青岛宏大纺机也在展会上展出DOVA-E电锭式短纤捻机，高速运转稳定，同时电锭采用全封闭设计，带有速度自检功能，能杜绝无捻纱、弱捻纱等质量缺陷，全机体现出高效率、低能耗、噪音小的良好性能。
4.3 其它纺纱设备节能技术
（1）克罗斯罗尔MK7D型梳棉机通过改小锡林直径，改进传动方式等措施，使设备运转离心阻加减少，比其它类型梳棉机节电达30% ～ 40%；
（2）郑州宏大JWF1204B型梳棉机，活动盖板采用变频单独驱动无级调速及加宽锡林机幅等措施，也取得吨纱耗电量降低25% ～ 30%的效果；
（3）上海昊昌HC-500型高效能精梳采用多项创新技术，高速运转平稳，振动低噪音小，据介绍，产量比同类机型提高20%，能耗也降低20%左右，实现高效低耗的目标。
4.4 空调节能技术
纺纱厂空调与除尘设施也是用电多、能耗高的设备，在纺纱单位用电中空调用电要占1/3以上，因此降低空调设备用电也是企业十分关注的课题。
这次展会上多家空调设备厂商推出了多款节能新产品，如陕西金翼通风有限公司展示了 4 款空调节能新技术，即先进翼形节能风机、高效靶式节能喷淋系统、水冷式蒸发冷却空调机和新型节能型挡水板等。尤其是先进翼形纺织节能风机，在同等工况条件下与国内外同型号产品相比较具有噪音低、效率高、节电明显等优点，已在国内多家纺织企业使用证实，单台风机年可节约电费2.3万 ～ 3 万元，6 ～ 9 个月就可回收投资成本。高效耗电式节能喷嘴是西安工程大学与公司联合研发的专利产品，空调室更换节能喷嘴后可节水20%、节电30%，单套空调室年可节约电费2.6万 ～ 3.8万元，节能降耗效果明显。
瑞士洛瓦公司在展会上展示了车间温湿度自动控制调节系统。该系统在车间布置多点温湿度自动检测点，由中央控制室根据室内外温湿度条件变化自动调整送风量与排风量，使车间温湿度基本保持在生产需要的控制范围，既节省了调节工，又减少能源浪费，达到节能目的。
4.5 采用高性能纺纱元器材延长使用寿命
金轮公司展出的第三代新型针布由具有多种高耐磨全元素的专用优质高碳低合金钢材料制成，不但可使生条与成纱质量达到国际一流品牌针布的同等水平，且具有超长使用寿命，纺纯棉纱大于1 000 t，纺化纤纱大于1 200 t，超过国外针布使寿命，且实现柔性分梳，可大幅度减少纤维损伤。
瑞士布雷克公司展出的钢领、钢丝圈，使用特种合金钢，且制造工艺先进，使其使用寿命延长，钢领可使用10年之久，是常规钢领使用寿命的 8 ～ 10倍。钢丝圈可使用半个月，比一般钢丝圈使用时间增加 2 ～ 3 倍。
江苏恒基公司展出的恒基式紧密纺装置，系采用表面有条形通槽的中空大集聚罗拉，来取代目前多数用网格圈集聚方法。由于它采取刚性集聚不需经常更换网格圈，不但延长了使用寿命，且集聚效果稳定，集聚负压低，锭差小，可达到节能降耗的效果。由于该集聚装置比网格圈式集聚装置具有使用寿命长、维护简便，故可节省人工及配件成本。同时因成纱毛羽显著减少，在相同纱线强力时，纱线捻度可相应降低，使生产效率也能相应提高。
国内无锡求实纺器公司也展出了高精度轴承钢钢领。采用优质GCR轴承钢与先进加工技术与设备制成，每只钢领圆整度和平行度为0.005 mm，粗糙度为0.2 μm，内边度和内径尺寸高度统一无锭差，并表面做润滑处理，无走熟期，高速、平稳、耐磨，使用寿命是普通钢领的 5 倍，是替代进口钢领与紧密纺钢领的最佳产品。
5 结语
（1）具有高速高效、自动化、连续化、智能化、节能降耗、减少用工等理念的新型纺设备，是2014年中国国际纺织展览会暨ITMA亚州展览会的新亮点，充分了解这些设备的技术特点和发展趋势，并用于技术改造，对于国内纺纱企业进一步提高生产效率与纱线品质档次、减少用工、降低加工成本、提高企业经济效益具有积极的意义。
（2）从这次展会上展示的各工序纺纱设备分析，由于近几年来国内纺机制造加工装备的提升与研发投入的增加，国产纺机与国外纺机差距进一步缩小，有的设备技术性能已与国外同类产品相近，且价格远远低于国外装备，具有良好的性价比。因此纺纱企业在设备更新改造中要从实际出发作比较分析，防止盲目贪洋求新，积极选用国产性能优良、稳定性好的纺纱设备，以降低改造成本，加快投资回收。
参考文献（略）
变频调速器范文第3篇
【摘要】随着全球电力需求的增长和工业的发展，煤炭作为一种经济性的能源资源仍具有一定的竟争力，但随着科技的不断发展和人类对生存环境的要求，煤炭行业已经从高利润高回报的黄金时期过渡到了现在的低利润时期，如何在现在的煤炭行业中站稳脚跟，自动化水平和生产成本的高低将直接决定着企业的命运。然而，煤炭企业的自动化水平和成本的高低则是由企业机电运输先进程度来衡量的，因此作为运输系统中的胶带运输就显得不可或缺和尤为重要， 胶带运输的控制系统是否可靠、优越直接决定着一个煤矿生产能力的大小和自动化水平的高低。本文就对煤矿皮带运输系统中的变频调速技术的运用进行了具体的分析。
【关键词】运输皮带系统；变频调速技术；运用分析；
1引言
因为变频调速技术具有显著的节能效果以及先进的调速方式，而得到了很广泛的运用。但在我国的煤炭生产领域目前使用高压变频的较多，而使用低压变频的还很少，而在煤矿生产中还有一大半设备是低压设备，从中挖掘节能的潜力还是相当的大，因此，在煤矿企业中拓宽使用变频调速技术就显得迫在眉睫和尤为重要。煤矿企业使用的机械很大一部分是运用电动机来拖动的，就比如采煤机、提升机、运输机、水泵、风机等设备，但对于其中的某些设备而言对其进行变频控制实现的利润远可能小于投资成本，然而皮带运输机就不一样，因为主要运输巷道的胶带输送机在实际生产中不是一成不变的按额定承载能力进行运输，而是有相当长的一段时间几乎等同于空载的运输，而且其投资成本和功率几乎相当于原煤生产所有投资和功率总和的三分之一以上，因此，它的正常与否将直接影响到整个生产系统能力的发挥和成本的控制，怎样对输送机系统进行合理有效的管理和使用就显得非常重要。所以，将变频调速技术推广和大面积运用到煤矿胶带运输系统中已是势在必行。
2 煤矿运输机的特性及变频调速技术的原理
2.1 煤矿运输机的特性
根据对胶带输送机的研究得知，恒速负载是运输负载的特性。输送机在运行时，其系统在不同的负载扭矩下运行的速度几乎是没有变化的。在输送机进行材料的正常运送时，其负载具有均匀性的特点，其负载电阻会在一定的小范围内发生扭矩变化。但在实际的整个生产运输的过程中，输送带的速度是差不多的，而输送机的负载则不是一成不变的，而当负载发生变化后输送机的无功消耗就明显增大。由此可见，运输机的系统是一个非常复杂的系统，实现输送机的调速和降耗这一课题就难以得到解决。但是如果使用变频调速技术，输送机速度的反馈就可以预先给定，扭矩可以通过对负载的监测和控制来自动调节，还可以根据实际运行中的需求对输送带的张力进行测量，并把测量的张力引进控制系统从而控制输送机工作的全过程，这样将会使得整个运输系统更加的稳定可靠、实用、经济。
2.2 变频调速技术的原理
以往传统的煤矿调速技术一般都是采用交流电阻调速的方式，在运行的时候有维护难、功耗大、使用效率低等方面的弊端。而变频调速技术就弥补了这方面的缺陷，它通过改变调速电机输入电源的频率，使电机的转速改变。这样的原理就是根据电机的负载以及它的变化要求改变电机的电流频率，并结合电压的变化来调节，在电机转速不同时，能够确保其具有非常高的运行效率，实现降低电机的功耗以及改变启动性能，降低了电机与自身的附属设备免于瞬间相互冲击，延长了电机的运行寿命，同时还提高了煤矿设备运行时的精确度。依据相关的资料显示，在煤矿系统中运用变频调速技术可以使其降低40%左右的功耗。
3 在煤矿输送机中应用变频调速技术的优势
如果把变频技术应用在煤矿的胶带输送机中。胶带是一个弹性体，它在运行或静止时内部可以贮藏很大的能量。但是在起动过程中，输送机如果使用直接启动装置，它内部贮藏的能量就会很快的被释放出去，在胶带上形成张力波，胶带及输送机机架遭到张力波的破坏。为了消除这一隐患，根据调查目前我国的煤矿企业中一般都采用液力耦合器、摩擦式耦合器、软启动开关或双速开关实现软启動，但以上这些启动方式它只能解决胶带输送机的软起动问题，与变频器技术的驱动相比，它就显得非常的劣势，以下就详细的分析了以上启动方式与变频调速系统在性能上的差异。
3.1 在节能上的比较
液力耦合器或摩擦式耦合器的低速性能要比变频调速器的节能效果差很多。这是因为变频器是通过改变电机的转速来实现调速的，况且在电动机输出转速降低的时候运行效率比较高，其在额定转速时效率是0.97，额定转速在75%时运行效率大于 0.95，额定转速在20%时运行效率大于 0.9 。而液力耦合器则不能实现减速，只能通过其它辅助设施使电机减速来实现运输机的减速，然而耦合器的运行效率会随着电动机输出转速的降低而降低，在电动机输出转速降低的时候，液力耦合器的运行效率下降的速度就会很快，在正常情况下，当额定转速在75%时其运行效率仅有0.7左右，额定转速在20%时运行的效率仅有0.2左右。
3.2 在起动性能上的比较
当电动机直接起动的时候会产生4 ～ 7倍的额定电流，强大的冲击电流会对电动机和电网和供电设施都产生不利影响，首先，这个电流不仅在线路和电动机中会产生损耗、引起发热导致绝缘老化；还会在起动的时候增加电动机定子引线电流，造成定子引线开焊等故障隐患；其次，瞬间起动较大的电流会导致电动机内部机械的热应力和应力都发生变化，容易对机械造成磨损，严重的甚至直接被损坏；再有就是还会引起电网的电压下降，影响其他设备的正常运行。然而采用变频调速技术就可以首先实现软起动，从而消除启动时由于大电流对电动机和电网及辅助设施产生的冲击，发挥了设备的性能，提高了使用效率，延长了设备的使用寿命，并有效的降低了用电的配备容量，节省增容费和由于设备设施损坏所产生的投资费用。并且使用变频调速技术还可以对电动机起动的全程进行控制，对其起动点及爬坡段等都可以进行设置，达到设备运转的平稳、可靠，从而更好的为矿井安全生产服务。
3.3在运行可靠性及运行维护上的比较
普通的启动方式由于大电流和破坏力的存在，容易导致供电设备设施烧坏和机械设备设施发生扭曲、拉伤等现象，造成设备影响事故频发。再者如果通过液力耦合器或摩擦式耦合器来实现软启动，就要把耦合器连接在电机和减速箱中间，这样就增加了在其出现故障时更换得难度，出现故障时必须停机维修，否则将无法继续运行，据统计正常情况下更换一次耦合器需要4位职工2小时的工作量。还有就是耦合器的管理系统和机械结构比较复杂，长时间的运行时，容易导致液体及连接装置的的温度升高以及发生漏液的现象，给人身安全带来隐患。然而使用变频调速系统的技术就不但可以消除以上由于大电流和破坏力对设备设施的影响，还由于变频调速设施的故障率低，对设备造成的影响也较少，再就是变频调速设施一般分为变频调速和旁路启动，当变频出现故障时可以用旁路启动，变频调速设施维护也较为方便，一般的维护主要是保养，出现故障时主要以更换插件为主，从而降低了影响，减少了人员和物力的不必要浪费。
3.4 在功率平衡功能上的比较
煤矿用胶带输送机多数为双电机拖动，但在实际使用中由于滚筒直径、同步齿轮啮合度、电机速度和减速箱变速比的微小差别，导致两台电机在做功时产生互相制约，两台电机的功率都不能得到充分的发挥，不仅造成大量的无功消耗，还会引起机械传动装置的磨损和损坏，而目前大多数选用耦合器进行连接则无法解决此类问题。但选用变频调速装置进行控制就能解决此类问题，变频调速装置可以实现闭环调速，能根据每台电机具体做功的需要对电机进行调速，从而达到每台电机输出功率的充分利用，使电机功率达到动态平衡，进而降低电机的无功消耗和减少机械装置的维修费用。
4提高功率因数实现节能
在煤矿运输中的皮带系统要考虑到煤矿的产量是在逐年提高的，因此设计的时候其富裕量要很
大，在煤矿运行的初期， 胶带机作为主要的运输设备， 由于长期运行在接近于欠载的情况中，加之在上述功率平衡功能上存在的问题，就导致其在很低的功率因数情况下运行，通常情况下胶带机电机的功率因数为0.7；而使用了变频调速技术后，基于它巨大的容性储备，就可以把电机的无功功率消耗直接转换为有功消耗，从而确保了电动机的功率因数始终保持在0.9以上，真正的实现节能。
5 结束语
在煤礦运输皮带系统中运用变频调速技术，能够有效的实现实际运行中的各种特殊要求，通过采用它具有的各种功能保证了其运行的安全性、可靠性，又因为它比传统的调速系统在调速和控制性能上更加的优越，既节约能源，自动化的程度又高，所以变频调速技术在煤矿运输皮带系统中的广泛运用将成为一种必然趋势。
【参考文献】
【I】陈旭，马少华，徐瑞洁.矿井提升机变频调速方案的研究Ⅲ.黑龙江科技信息，2009，6： 179—180.
【2】仝庆居，步召轩.变频调速技术原理及其在煤矿系统中的应用[J].科技创新导报，2010， 17：64.
【3】杨书源.常用变频器的应用.北京：电子工业出版社，2006.
作者简介
李枝胜（1967-），男，汉族，大专学历，电气工程师，现任靖远煤电集团红会一矿北采区机电副区长，一直从事煤矿机电运输技术管理工作
雷红兵（1981-），男，汉族，大专学历，机电助理工程师，现任靖远煤电集团大水头煤矿机运部部长，一直从事煤矿机电运输技术管理工作
变频调速器范文第4篇
1.1 转子调速
现在大多数矿用提升机还在沿用传统的绕线转子异步电动机, 用转子串电阻的方法调速。这种系统属于传统的调速方法。由人为机械特性可知, 转子回路串电阻以后, 机械特性变软, 转速降低, 其调速过程如图1所示。
电动机原来稳定运行于固有特性r20的A点, 转子回路串入电阻后, 机械特性软化变为r20+rpa, 运行点过渡到人为特性r20+rpa的B点。由于M
由以上三式可以看出, 随着转速降低, 转差率增加, 转子铜损增大, 输出功率减小, 效率降低, 因而经济性差。
2 变频调速
供电电源的额定频率称为基频, 变频调速可以从基频往上调, 也可以从基频往下调。
2.1 从基频向上变频调速
当频率升高时, 如升高电源电压显然是不允许的。所以只能维持U1不变。由于频率f1升高, 则磁通Φ会减小, 因此在同一定子电流下转矩也减小。若维持1Ι额定不变, 因为频率升高时, 功率可以维持基本不变, 因此属恒功率调速。变频调速机械性能如图2所示。
2.2 从基频向下变频调速
由电机原理可知, 异步电动机定子电压1U电源频率1f和磁通φ有以下关系
式中1K为定子绕组系数;1N为定子绕组每相匝数。
上式说明, 如果降低电源频率时保持电源电压不变, 则随着f1下降, 磁通Φ会增加, 磁路饱和, 励磁电流增加, 导致铁损急剧增加, 这是决不允许的。如果在f1降低时, U1也相应降低, 可以维持Φ为恒值, 这样既能充分利用电机出力, 又不会因为磁路饱和而引起铁芯发热。采用为常数的控制原则, 从理论上分析属恒转矩调速, 机械性硬度可保持不变。
3 高压变频工作原理
功率单元串联的方法解决了用低压的IFBT实现高压变频的困难。图3所示为功率单元电路图, 每个功率单元在结构上完全一致, 可以互换, 这不但使调试、维修方便, 而且使设备也十分经济, 假如某一功率单元, 该单元输出端能自动旁路而整机可以暂时降额工作, 直到慢慢停止运行。图4所示为电压叠加原理图。
对于额定电压输出为6kV的变频器, 每相由6个低压为580V的IGBT功率单元串联而成, 则叠加后输出相电压最高可达3480V, 线电压为由图4可以看出每个功率单元将承受全部输出电流, 但只供1/6的相电压和1/18的输出功率。
4 矿用提升机变频调速的改造及应用
4.1 现场应用
2010年3月淮北矿业集团海孜煤矿西部混合井绞车电控改造所选用的设备为交—直—交电压型变频调速系统, 如图5所示。
该系统运行过程主要有两个部分。
(1) 绞车电机作为电动机工作的过程, 即正常逆变过程。该过程主要是由整流、滤波和正常逆变三大部分组成。其中正常逆变过程是核心部分, 它改变电动机定子的供电频率、电压。起到调速作用。 (2) 绞车电机作为发电机工作的过程, 即能量回馈过程。该过程主要由整流、回馈逆变和输出滤波三部分组成。其中该部分整流是由正常逆变部分中IGBT的续流二极管完成。二极管VD1和VD2为隔离二极管, 其主要作用是隔离正常逆变部分和回馈逆变部分。电解电容C2的主要作用是为回馈逆变部分提供一个稳定的电压源, 保证逆变部分运行更可靠。回馈逆变部分是整个回馈过程的核心部分。该部分实现回馈逆变输出电压相位于电网电压相位一致。
为了确保安全可靠, 让变频调速系统于原系统并存, 互为备用, 随时切换。同时为了让操作者不改变操作习惯, 工频和变频系统都用员操作台操作, 变频调速系统于原来调速系统切换搞糟方框图如图6所示。
4.2 运行效果及前景
通过对该矿绞车电控系统的改造, 运行一年来的效果告诉我们, 绞车的稳定性和安全性都大大提高, 节能效果明显。
由于变频器是应用现代电力电子技术、电力拖动技术以及计算机控制技术等科研成果, 并根据市场的需求而研制开发的新一代高效节能型高科技产品。它具有节能、改善运行环境、平滑加速度、延长电机寿命、减少对电网的冲击以及便于自动控制等诸多优点, 因此被国内公认为最有发展前途的调速方式。
摘要：变频器是将固定频率的交流电变换为频率连续可调的交流电的一种电气装置。变频器的问世, 在电气传动领域里发生了一场技术革命, 即用交流调速取代其他调速方式。变频调速技术具有节能、改善电机运行状态、减少电机损伤和对电网的冲击以及便于自动控制等诸多优势, 被国内公认为最有发展前途的调速方式。
变频调速器范文第5篇
1 采煤机不能启动
1.1 故障原因
(1) 采煤机负荷线、控制芯线断裂; (2) 顺槽开关磁力启动器故障; (3) 隔离开关未合闸; (4) 终端二极管损坏; (5) 采煤机内部控制线断开。
1.2 处理方法
(1) 更换电缆或修复控制芯线; (2) 更换或修复磁力启动器开关; (3) 将隔离开关合闸; (4) 更换终端二极管; (5) 检查内部控制线的接线。
2 启动回路不自保
2.1 故障原因
(1) 控制变压器的1140熔断器熔断; (2) PLC故障不自保; (3) 没有控制电压。
2.2 处理方法
(1) 检查更换熔断器; (2) 检查PLC自保回路; (3) 检查控制电源断路器。
3 端头站控制失灵
3.1 故障原因
(1) 按扭接触不良; (2) 端头站控制信号发不出去。
3.2 处理方法
(1) 检查修复按钮; (2) 检查端头站插座接触是否良好; (3) 检查本安电源12V是否正常; (4) 更换端头站。
4 摇臂升降不动作
4.1 故障原因
(1) 端头站按钮不灵; (2) 电磁线卡阻不动作; (3) 供流回路不畅。
4.2 处理方法
(1) 检查端头站按钮动作是否可靠; (2) 更换电磁线; (3) 检查供流回路。
5 变频器送不上电
5.1 故障原因
(1) 变压器输出电压异常; (2) 快速熔断器熔断; (3) 变频器本身故障; (4) 变压器输出电源断路。
5.2 处理方法
(1) 检查变压器输出电压; (2) 检查更换快速熔断器; (3) 更换变频器; (4) 检查变频器输入电压。
6 牵引不能换向
6.1 故障原因
(1) 系统内部控制电缆损坏; (2) 控制中心PLC无输出; (3) 变频器故障。
6.2 处理方法
(1) 检查控制系统电缆有无断路, 更换或接好; (2) 检查PLC有无输出指示, 更换PLC; (3) 更换变频器。
7 变频器过温故障
7.1 故障原因
变频器长时间工作, 冷却水量不足。
7.2 处理方法
检查冷却水通道, 保证水路畅通。
8 变频器电机或电缆短路故障
8.1 故障原因
(1) 牵引电机短路; (2) 牵引电机负荷线短路; (3) 变频器逆变器损坏。
8.2 处理方法
(1) 检查牵引电机是否短路, 更换电机; (2) 检查电机负荷线是否短路, 更换负荷线; (3) 更换变频器。
9 变频器输入电源缺相
9.1 故障原因
(1) 主电路缺相; (2) 快速熔断器熔断; (3) 变频器整流桥损坏。
9.2 处理方法
(1) 检查供电电源是否缺相; (2) 检查快速熔断器是否断路, 更换快速熔断器; (3) 更换变频器。
1 0 变频器输出连地
1 0.1 故障原因
(1) 电网电压不平衡; (2) 电机或电缆绝缘数值低或连地; (3) 变频器IGBT损坏。
1 0.2 处理方法
(1) 检查测量电网三相电压是否平衡; (2) 检查电机或电缆的对地阻值, 更换电机或电缆; (3) 更换变频器。
1 1 结语
目前, 变频调速采煤机是矿山生产中的主力机型。通过对以上常见故障的分析和总结并加以推广应用, 提高了现场职工的故障判断处理能力, 有效的缩短处理事故的时间, 提高了采煤机的工作效率, 有力地保证了采煤工作面生产高效的实现。
摘要：变频调速采煤机在煤矿生产中近年来得到了普及和应用。文章结合生产实际分析了该采煤机电控系统的常见故障, 并提出了相应的处理方法。通过对常见故障的分析与总结, 并加以推广和应用, 可提高现场职工对采煤机电控系统故障的处理水平, 缩短处理故障时间, 提高采煤机的工作效率。