時(shí)間：2023-01-01 16:36:15
開(kāi)篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變頻技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1變頻器變換頻率參數(shù)方法
（1）交流-交流變頻，使固定的交流電源轉(zhuǎn)換成頻率變化的交流電源，主要特點(diǎn)是沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，缺點(diǎn)為變換的頻率范圍不大。（2）交流-直流-交流變頻，使固定的交流電源轉(zhuǎn)換成直流，將直流電源轉(zhuǎn)變成頻率變化的交流電。由于直流到交流環(huán)節(jié)易于控制，因此，頻率可調(diào)節(jié)范圍和提高變頻電機(jī)特性等，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。其裝置在煤礦井下已大量使用。如圖1所示為交直交變頻器的主電路圖。這種方法只適用于小容量逆變器，不常用。還有一種方法為脈寬調(diào)制，逆變器電壓的大小經(jīng)過(guò)變化，使輸出脈沖進(jìn)行變化。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外變頻器技術(shù)以驚人的速度在發(fā)展，在不同的功能上，模擬早期的設(shè)置已被設(shè)定數(shù)字量取代，特別是在我國(guó)煤礦井廣泛應(yīng)用，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
2變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
使用PID控制器和可編程控制器（PLC）控制技術(shù)來(lái)控制變頻器，反向，速度，加速，減速時(shí)間，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制，為適應(yīng)煤礦提升，壓風(fēng)，排水，電牽引采煤機(jī)設(shè)備的要求。提升機(jī)PLC，PID變頻控制技術(shù)更為復(fù)雜，這里不介紹了。壓風(fēng)機(jī)為例，對(duì)變頻調(diào)速控制技術(shù)和功能的應(yīng)用，證明變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)越性和經(jīng)濟(jì)效益的描述。在正常操作壓力風(fēng)機(jī)，當(dāng)罐內(nèi)壓力達(dá)到規(guī)定的壓力，通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器處于閑置狀態(tài)，風(fēng)機(jī)的壓力，為了降低儲(chǔ)罐壓力，當(dāng)氣體儲(chǔ)罐壓力低于規(guī)定壓力，機(jī)器正常使用工作。但空氣壓縮機(jī)輸出壓力波動(dòng)較大，不能達(dá)到理想的空氣壓力，直接影響到氣動(dòng)工具的正常運(yùn)行。在變頻技術(shù)的使用，確保空氣壓縮機(jī)輸出壓力保持不變，總是讓空氣壓縮機(jī)輸出壓力保持在正常的工作壓力水平，大大提高煤炭生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)的PID控制對(duì)比，檢測(cè)信號(hào)反饋給變頻器控制量，以控制變量的目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行比較，以確定它是否是預(yù)定的控制目標(biāo)，根據(jù)二者之間的差異進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到控制目的。如儲(chǔ)氣罐壓力超過(guò)目標(biāo)值（氣艙壓力給定值），應(yīng)調(diào)節(jié)壓縮空氣同氣艙壓力值近視平衡。相反，如儲(chǔ)氣罐壓力低于目標(biāo)，應(yīng)調(diào)節(jié)儲(chǔ)氣罐壓力同目標(biāo)壓力近視平衡。通過(guò)對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)在壓風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用，可以達(dá)到空氣壓縮機(jī)輸出壓力基本上保持恒定的生產(chǎn)價(jià)值的需要，空氣壓縮機(jī)輸出壓力始終保持在最佳狀態(tài)下生產(chǎn)。
3變頻調(diào)速技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和效益
通過(guò)與以往的控制技術(shù)相比變頻調(diào)速技術(shù)具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，并帶來(lái)了可觀的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。其具有的優(yōu)點(diǎn)如下：（1）隔爆性能可靠。（2）安全性高。（3）性能齊全，完全達(dá)到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定要求。（4）設(shè)備運(yùn)行時(shí)可靠性高。（5）速度調(diào)節(jié)范圍寬。（6）操作簡(jiǎn)單，維修方便。（7）速度平穩(wěn)。（8）節(jié)能環(huán)保。實(shí)踐證明，煤礦井下采用了變頻調(diào)速系統(tǒng)后，節(jié)能效果是十分明顯的。可以從幾個(gè)方面來(lái)體現(xiàn)：（1）減少了故障的經(jīng)濟(jì)效益，比較直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能、事故率、檢修時(shí)間、影響生產(chǎn)、維修成本等有著不可相比的經(jīng)濟(jì)效益。（2）提高生產(chǎn)率的經(jīng)濟(jì)效益。由于變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，使設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量，生產(chǎn)效率在相同的條件下，可以得到巨大的經(jīng)濟(jì)效益。如提升機(jī)、皮帶輸送機(jī)、空壓機(jī)等在無(wú)機(jī)變速生產(chǎn)中都有著不可忽視的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)變頻調(diào)速技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)方面的推廣，特別是在煤礦產(chǎn)品上面的應(yīng)用，給煤礦的安全生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，加快了煤礦的工業(yè)化進(jìn)程，給經(jīng)濟(jì)運(yùn)行創(chuàng)造了良好的條件。相信在不久的將來(lái)，變頻調(diào)速技術(shù)將廣泛應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中。
作者：馬智恒
礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)時(shí)不注重開(kāi)發(fā)方法，造成資源浪費(fèi)嚴(yán)重威脅企業(yè)利益。我國(guó)雖然是資源大國(guó)，有著充足的礦產(chǎn)資源，但礦產(chǎn)資源的不可再生性要求企業(yè)在進(jìn)行礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)時(shí)必須重視開(kāi)發(fā)方法，減少資源浪費(fèi)。近年來(lái)，我國(guó)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的強(qiáng)度越來(lái)越大，礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)作為土地資源利用的主要途徑之一，對(duì)我經(jīng)濟(jì)發(fā)展有深遠(yuǎn)影響。但很多礦產(chǎn)企業(yè)人只要求進(jìn)度，不重視開(kāi)發(fā)水平。在利益的驅(qū)逐下，企業(yè)強(qiáng)化資源開(kāi)發(fā)，礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)有很大的漏洞，很多礦產(chǎn)頻發(fā)資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，損害企業(yè)效益，因此企業(yè)應(yīng)提高礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的質(zhì)量，確保資源合理開(kāi)發(fā)，提高企業(yè)效益［1］。
二、變頻技術(shù)的應(yīng)用
(一)變頻技術(shù)的具體方法
科學(xué)家在實(shí)踐中總結(jié)，變頻技術(shù)有利于充分利用資源，與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，變頻技術(shù)在實(shí)踐中取得重大效果，不但有效減少資源的浪費(fèi)，而且利于我國(guó)科學(xué)研究。變頻技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钪蟹浅３Ｒ?jiàn)，變頻技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)、機(jī)械行業(yè)和其他多個(gè)行業(yè)。在生產(chǎn)中，變頻技術(shù)有顯著的節(jié)能效果，因此受到各個(gè)業(yè)界的廣泛應(yīng)用。變頻技術(shù)在礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，節(jié)能效果更為顯著。在礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)過(guò)程中良好利用變頻技術(shù)，利于資源合理開(kāi)發(fā)，從而為資源的可持續(xù)利用做出貢獻(xiàn)。
(二)變頻技術(shù)應(yīng)用的必要性
我國(guó)礦產(chǎn)資源在世界排名居先，但人口壓力過(guò)大，人均礦產(chǎn)資源占有量排名落后，因此只有合理的礦產(chǎn)資源才能適應(yīng)我國(guó)國(guó)情。近年來(lái)，礦產(chǎn)資源過(guò)度開(kāi)采，致使礦產(chǎn)資源的總量飛速減少［2］。我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，使用礦產(chǎn)資源的公司日益加大，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)激烈，對(duì)礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)力度加大，但企業(yè)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中忽視資源的合理開(kāi)發(fā)，造成資源浪費(fèi)。變頻技術(shù)能實(shí)現(xiàn)節(jié)能，在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用變頻技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)礦產(chǎn)資源有效節(jié)約。變頻技術(shù)還可以降低礦產(chǎn)開(kāi)采時(shí)造成的污染，這不但為我國(guó)環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)，更利于企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
(三)變頻技術(shù)的使用意義
礦產(chǎn)資源在開(kāi)發(fā)過(guò)程中的資源浪費(fèi)是最嚴(yán)重的開(kāi)采問(wèn)題之一，資源浪費(fèi)影響礦業(yè)發(fā)展，對(duì)能源可持續(xù)利用和企業(yè)發(fā)展造成嚴(yán)重危害，威脅國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，礦產(chǎn)資源開(kāi)采主要問(wèn)題是資源浪費(fèi)，通過(guò)變頻技術(shù)降低礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)時(shí)造成的礦產(chǎn)資源浪費(fèi)，保證開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的順利進(jìn)行，提高了礦業(yè)生產(chǎn)效率，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，合理的礦業(yè)開(kāi)發(fā)也有效提高開(kāi)發(fā)質(zhì)量，避免資源浪費(fèi)。我國(guó)作為人口大國(guó)，資源的合理利用非常關(guān)鍵。人是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的核心，在生產(chǎn)和生活中只有提高人的主觀能動(dòng)性，才能為企業(yè)帶來(lái)利潤(rùn)。科學(xué)的變頻技術(shù)增強(qiáng)員工對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的熱情，員工對(duì)工作的內(nèi)容有認(rèn)同感，提高員工工作積極性，有效提高生產(chǎn)力。礦產(chǎn)資源的是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展命脈，只有良好合理的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)才能推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展［3］。
三、結(jié)論
在煤礦的機(jī)電工程的動(dòng)力設(shè)計(jì)過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備在正常使用的過(guò)程中可能并不需要在滿負(fù)荷的情況下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的工作。在這種情況下，為了在滿足生產(chǎn)過(guò)程中的動(dòng)力需求下，應(yīng)該盡量減少電力資源的浪費(fèi)。本文認(rèn)為利用變頻技術(shù)的特點(diǎn)可以幫助煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)以上要求。變頻技術(shù)中包括了電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)、電力電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，所以說(shuō)變頻技術(shù)是一項(xiàng)包含了強(qiáng)弱電與機(jī)械的綜合技術(shù)。變頻技術(shù)的基礎(chǔ)原理就是通過(guò)半導(dǎo)體元件將工頻電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為其他頻率，再將轉(zhuǎn)化的工頻交流電進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為直流電，根據(jù)逆變器對(duì)電壓和電流進(jìn)行控制，最終實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)電設(shè)備的無(wú)級(jí)調(diào)速。綜上所述，煤礦機(jī)電工程中設(shè)備的變頻技術(shù)就是利用電極的轉(zhuǎn)速與電流頻率之間的同比增長(zhǎng)關(guān)系，通過(guò)控制電流的頻率來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。通過(guò)變頻技術(shù)能夠有效的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的穩(wěn)定工作，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)省能源的目的。
2變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用
在煤礦機(jī)電工程中，變頻技術(shù)在很多機(jī)電設(shè)備中都得到了應(yīng)用，變頻技術(shù)不但能夠使得電機(jī)的工作狀態(tài)更加容易調(diào)節(jié)，而且通過(guò)現(xiàn)代控制技術(shù)能夠?qū)C(jī)電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程、智能的操作。
2.1變頻技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用實(shí)踐
在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中，煤礦提升設(shè)備的主要認(rèn)為就是將煤礦中的礦石與生產(chǎn)工作人員運(yùn)送到預(yù)先設(shè)置的地點(diǎn)，可以看到煤礦提升設(shè)備在煤礦的生產(chǎn)中作用無(wú)法被替代。但是煤礦由于生產(chǎn)的需要，提升設(shè)備需要頻繁的調(diào)整期提升的速度，并且常常需要關(guān)閉與啟動(dòng)。傳統(tǒng)的對(duì)煤礦提升設(shè)備進(jìn)行調(diào)速需要將金屬電阻裝入提升設(shè)備的電機(jī)控制電路之中，從而可以不斷的調(diào)整電阻的大小來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)的提升設(shè)備的調(diào)速裝置需要消耗大量的能源，并會(huì)產(chǎn)生大量不需要的熱量。而且傳統(tǒng)的提升設(shè)備的調(diào)速裝置的調(diào)速范圍非常有限，調(diào)節(jié)精度也不高。特別是在控制提升設(shè)備的下降的時(shí)候還需要使用制動(dòng)裝置控制速度，所以對(duì)于電力資源的浪費(fèi)是很大的，也會(huì)對(duì)煤礦生產(chǎn)過(guò)程造成隱患。而將變頻技術(shù)應(yīng)用在煤礦提升設(shè)備之中，可以從根本上解決傳統(tǒng)的變速裝置所帶來(lái)的問(wèn)題，不僅僅使得設(shè)備的運(yùn)行更加平穩(wěn)，而且使得生產(chǎn)過(guò)程更加安全。變頻技術(shù)的使用可以減少設(shè)備中繼電器的使用數(shù)量，減少電路的維護(hù)費(fèi)用。而變頻技術(shù)的控制精度相對(duì)于傳統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)裝置也具有更大的優(yōu)勢(shì)，可以通過(guò)修改電路變成命令來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦提升設(shè)備的系統(tǒng)功能的改變。事實(shí)上，通過(guò)變頻技術(shù)改變了提升設(shè)備的通過(guò)機(jī)械摩擦控制下降速度的減速方式，降低了設(shè)備磨損，延長(zhǎng)了機(jī)電設(shè)備的使用壽命。
2.2變頻技術(shù)在皮帶設(shè)備中的應(yīng)用
在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)的機(jī)電工程中，皮帶設(shè)備與提升設(shè)備相比需要更加的功率。皮帶設(shè)備的工作原理是通過(guò)點(diǎn)擊轉(zhuǎn)動(dòng)牽動(dòng)皮帶的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而將皮帶上的礦石輸送到設(shè)備的地點(diǎn)。皮帶設(shè)備的工作原理要求其的運(yùn)作必須通過(guò)輪轂與皮帶的相互摩擦而實(shí)現(xiàn)。皮帶設(shè)備的運(yùn)作需要降到的啟動(dòng)電流，目前我國(guó)國(guó)內(nèi)大部分的煤炭企業(yè)使用液力耦合設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)皮帶設(shè)備的軟啟動(dòng)，在軟啟動(dòng)的時(shí)候啟動(dòng)電流非常大，不僅僅使得電路中電壓產(chǎn)生較大的起伏，而且會(huì)加速皮帶設(shè)備中零件的損壞。液力耦合設(shè)備在運(yùn)作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，使得相關(guān)設(shè)備的內(nèi)部溫度上升，最終導(dǎo)致設(shè)備機(jī)械磨損增加，最終也會(huì)造成設(shè)備運(yùn)行的安全隱患。將變頻技術(shù)引入到皮帶設(shè)備中，不但能夠取代液力耦合設(shè)備實(shí)現(xiàn)皮帶設(shè)備的軟啟動(dòng)，而且使得皮帶設(shè)備在運(yùn)行和啟動(dòng)、停止過(guò)程中更加穩(wěn)定，并且使得皮帶設(shè)備的能源利用率大大提高。
2.3變頻技術(shù)在通風(fēng)設(shè)備中的應(yīng)用
在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)的機(jī)電工程中，通風(fēng)設(shè)備由于其自身的作用在煤礦企業(yè)的所有機(jī)電設(shè)備中占據(jù)了非常重要的位置。為了保證生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的空氣流通，需要通風(fēng)設(shè)備一致工作。但是隨著開(kāi)采深度的增加，對(duì)于風(fēng)壓的要求也越來(lái)越高，通風(fēng)設(shè)備的功率也會(huì)隨之增加。這種情況下，要求通風(fēng)設(shè)備應(yīng)該具有隨著開(kāi)采深度的變化而不斷的變化。并且通風(fēng)設(shè)備在啟動(dòng)的時(shí)候，需要較大的啟動(dòng)電流。而是用變頻技術(shù)之后可以對(duì)通風(fēng)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行有效的控制，從而極大的減少能源的消耗，并增加通風(fēng)設(shè)備的使用壽命。
3結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞變頻壓縮機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀
1引言
由于傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)采用定速壓縮機(jī)，因此人們對(duì)制冷系統(tǒng)及壓縮機(jī)的研究重點(diǎn)一直是在名義工況和額定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的效率和其它工作特性上。傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)采用定轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)，實(shí)行開(kāi)關(guān)控制，利用壓縮機(jī)上附帶的鼠籠式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，從而調(diào)節(jié)蒸發(fā)溫度。這種控制方式使蒸發(fā)溫度波動(dòng)較大，容易影響被冷卻環(huán)境的溫度。壓縮機(jī)電機(jī)在工作過(guò)程中要不斷克服轉(zhuǎn)子從靜止到額定轉(zhuǎn)速變化過(guò)程中所產(chǎn)生的巨大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，尤其是帶著負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)力矩要高出運(yùn)行力矩許多倍，其結(jié)果不僅要額外耗費(fèi)電能，而且會(huì)加劇壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的磨損。另外這種運(yùn)行方式在啟動(dòng)過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)、噪聲以及沖擊電流，引起電源電壓的波動(dòng)，因此應(yīng)采用變頻壓縮機(jī)替代定轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)，從而避免這種頻繁的起停過(guò)程。
而變頻調(diào)速技術(shù)主要由以下4個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)組成：逆變器，微控制器，PWM波的生成以及變頻壓縮機(jī)的電機(jī)選擇。
2三種變頻壓縮機(jī)的研究狀況
針對(duì)變頻壓縮機(jī)的研究，是從往復(fù)活塞機(jī)開(kāi)始的，但由于其往復(fù)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，影響到變頻特性的發(fā)揮；從而轉(zhuǎn)到滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)、渦旋壓縮機(jī)等回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)上來(lái)，大大提高了壓縮機(jī)的性能。總體說(shuō)來(lái)，實(shí)驗(yàn)研究居多，而理論分析較少。
2.1往復(fù)式活塞壓縮機(jī)
日本東芝公司在1980年開(kāi)發(fā)了往復(fù)式變頻壓縮機(jī)，又在1981年開(kāi)發(fā)了轉(zhuǎn)子式變頻壓縮機(jī)，文獻(xiàn)[1]給出這兩種機(jī)器的制冷量和總效率隨頻率變化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從中可以看出往復(fù)式在頻率為25~75Hz時(shí)，效率高；而轉(zhuǎn)子式在30~90Hz時(shí)，效率高。并且兩種機(jī)型均存在效率最高頻率。在大于此頻率時(shí)效率緩慢降低，小于此頻率時(shí)，效率則下降很快。另外，Scalabrin測(cè)量一臺(tái)可變速的開(kāi)啟式往復(fù)壓縮機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的制冷量和輸入功率，他指出這臺(tái)壓縮機(jī)的容積效率在轉(zhuǎn)速為1000rpm時(shí)最高，而等熵效率和制冷系數(shù)隨轉(zhuǎn)速的降低而增高[2]。Krueger討論了BPM電機(jī)及變頻器的設(shè)計(jì)，對(duì)轉(zhuǎn)速在2000~5000rpm的冰箱和往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，得到壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000~5000rpm時(shí)制冷系數(shù)最高；而文獻(xiàn)[3]則給出了其對(duì)冰箱用往復(fù)式壓縮機(jī)的性能試驗(yàn)和模擬計(jì)算結(jié)果，在其研究的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)2000~4000rpm，制冷系數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增加而降低。還有學(xué)者對(duì)往復(fù)式變頻壓縮機(jī)的熱力性能進(jìn)行了仿真研究，計(jì)算了壓縮機(jī)內(nèi)各部位的換熱量和壓力損失。
2.2滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)
在1984年，日本東芝公司的Sakurai和美國(guó)普渡大學(xué)的Hamilton建立了簡(jiǎn)單的滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的摩擦損失模型[4]，并選取不同的邊界摩擦系數(shù)和制冷劑在油中的溶解度計(jì)算了不同的轉(zhuǎn)速下的摩擦功耗。其結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相比較，偏差較大。文獻(xiàn)[5]敘述了日立公司1983年批量生產(chǎn)的變頻轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)在結(jié)構(gòu)和材料上的改進(jìn)。文獻(xiàn)[6]研究了單缸和雙缸轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，討論了電流頻率減小時(shí)，壓縮機(jī)性能降低的原因。文獻(xiàn)[7]采用低密度和鋁合金制作的滑片和轉(zhuǎn)子以降低高轉(zhuǎn)速時(shí)滑睡瑟轉(zhuǎn)子間的接觸力和轉(zhuǎn)子軸承承載。文獻(xiàn)[8]簡(jiǎn)單分析了適當(dāng)降低滑片的質(zhì)量和厚度可以提高變頻轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的效率，并給出了氣缸、轉(zhuǎn)子和滑處的溫度及應(yīng)力分布的有限元分析結(jié)果。Liu和Soedel分析了變頻轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的吸氣和排氣氣流脈動(dòng)[9，10]和吸氣管氣缸間的傳熱及壓縮機(jī)的溫度分布[11]，討論了影響變頻轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)容積效率和氣缸壓縮過(guò)程效率的因素，給出了他們用計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算出的在不同轉(zhuǎn)速下的容積效率和壓縮過(guò)程效率，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)[1]的實(shí)驗(yàn)可以看出，其計(jì)算的容積效率隨轉(zhuǎn)速的增大而很快的增大。
2.3渦旋式壓縮機(jī)
渦旋式壓縮機(jī)的原理早在1886年意大利的專利文獻(xiàn)[12]論及到了，1905年法國(guó)工程師Creux正式提出渦旋式壓縮機(jī)原理及結(jié)構(gòu)，并申請(qǐng)美國(guó)專利[13]。渦旋式壓縮機(jī)是一種新型的容積式壓縮機(jī)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、可靠性強(qiáng)、噪聲低等特點(diǎn)，尤其是用于變頻控制運(yùn)行。但由于沒(méi)有數(shù)控加工技術(shù)和缺乏對(duì)軸向力平衡問(wèn)題的妥善解決方法，因而長(zhǎng)期未能完成其實(shí)用化。進(jìn)入70年代，美國(guó)A.D.L公司完成富有成效的研究，首先解決了渦旋盤端部磨損補(bǔ)償?shù)拿芊饧夹g(shù)。并在此基礎(chǔ)上與瑞士合作開(kāi)發(fā)了多種工質(zhì)的渦旋式壓縮機(jī)樣機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)的真正規(guī)模生產(chǎn)始于日本。1981年日本三電（SANDEN）公司開(kāi)始生產(chǎn)用于汽車空調(diào)的渦旋式壓縮機(jī)，1983年日立公司開(kāi)始生產(chǎn)2~5Hp用于房間空調(diào)的渦旋式壓縮機(jī)。此外，在美國(guó)，自Copeland公司1987年建立渦旋式壓縮機(jī)生產(chǎn)線推出其產(chǎn)品后，Carrier、Trane、Tecumseh等公司也分別設(shè)廠生產(chǎn)高質(zhì)量的渦旋式壓縮機(jī)。而變頻渦旋壓縮機(jī)已應(yīng)用于柜式空調(diào)器上，節(jié)能效果明顯，制冷系數(shù)提高20%左右，成為目前渦旋壓縮機(jī)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
3變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀
變頻調(diào)速技術(shù)適應(yīng)于節(jié)能降耗和舒適性的要求，目前已應(yīng)用于新一代的空調(diào)器上，在90年代初進(jìn)入國(guó)內(nèi)空調(diào)市場(chǎng)，其核心是：逆變器、微控制器、PWM波的生成和變頻壓縮機(jī)的電機(jī)。
3.1逆變器
變頻空調(diào)的核心部件是變頻器，其主要電路采用交-直-交電壓型方式。交-直過(guò)程一般采用單相二級(jí)管不可控直接整流，直-交過(guò)程一般采用6管三相逆變器，另有一個(gè)輔助電源，一個(gè)逆變器控制器和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路。
早期的變頻器采用分立元件構(gòu)成，整流器采用單相倍壓整流電路，逆變器由6只分立的功率晶體管（GTR）構(gòu)成。這種電路復(fù)雜，可靠性差。目前大部分廠家采用的逆變橋由6個(gè)絕緣柵極晶體管（IGBT）組成，其綜合了MOSFET和GTR的優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)關(guān)頻率高、驅(qū)動(dòng)功率小。隨著智能功率模塊（IPM）技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，IPM正在逐步取代普通IGBT模塊。由于IPM內(nèi)部既有IGBT的棚極驅(qū)動(dòng)和保護(hù)邏輯，又有過(guò)流、過(guò)（欠）壓、短路和過(guò)熱探測(cè)以及保護(hù)電路，提高了變頻器的可靠性和可維護(hù)性。另外，IPM的體積與普通IGBT模塊不相上下，價(jià)格也比較接近，因此目前應(yīng)用較為廣泛。比較成功的產(chǎn)品如：日本三菱電機(jī)公司所生產(chǎn)的PM20CSJ060型以及日本新電元公司生產(chǎn)的TM系列IPM模塊等。
功率因素校正（PFC）環(huán)節(jié)和逆變橋集成是新一代的空調(diào)器逆變電源技術(shù)。PFC技術(shù)的應(yīng)用不但可以極大改善電網(wǎng)的工作環(huán)境，減少輸電線的損耗，而且在變頻工作時(shí)可以減小輸入端電感和輸出端電容器，減小模塊體積。因此PFC環(huán)節(jié)和IPM逆變橋集成一體化是家用空調(diào)器發(fā)展的必然。
3.2微控制器
微電子技術(shù)的發(fā)展使變頻調(diào)速的實(shí)現(xiàn)手段發(fā)生了根本的變化，從早期的模擬控制技術(shù)發(fā)展數(shù)字控制技術(shù)。目前國(guó)外一些跨國(guó)公司的微控制器產(chǎn)品占據(jù)著主要的市場(chǎng)，如：Motorola公司的MC68HC08MP16、Intel公司的80C196MC、三菱公司的M37705等。這些公司的產(chǎn)品性能價(jià)格比較高、功能強(qiáng)大，如帶有A/D轉(zhuǎn)換器、PWM波形發(fā)生器、LED/LCD驅(qū)動(dòng)等，且一般都有OTP產(chǎn)品以及功耗低可長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作。微控制器目前主要由單片機(jī)向DSP（信號(hào)處理器）過(guò)渡。以目前應(yīng)用比較廣泛的TI公司的TMS320C240為例，其具有：50Ns的指令周期，544字的RAM，16K的EEPROM，12個(gè)PWM通道，三個(gè)16位計(jì)數(shù)器，兩個(gè)10位A/D轉(zhuǎn)換，WATCHDOG，串行通訊口，串行接口等，采用DSP，可使控制電路簡(jiǎn)單，而且控制功能強(qiáng)大。
3.3PWM波的生成
在家用空調(diào)器中，目前國(guó)內(nèi)大部分廠家采用常規(guī)的SPWM方法，在國(guó)外，在部分廠家以采用磁通跟蹤型SPWM生成方法，該方法以不同的開(kāi)關(guān)模式在電機(jī)中產(chǎn)生的實(shí)際磁通去逼近定子磁鏈的給定軌跡—理想磁通圓，即用空間電壓矢量的方法決定逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，以形成PWM波形，該方法電壓利用率高，低頻諧波轉(zhuǎn)矩小，頻率變化范圍寬、運(yùn)行穩(wěn)定，具有比較好的控制性能。近期出現(xiàn)的PAM控制（PulseAmplitudeModulation）不采用載波頻率進(jìn)行整流，而直接改變電壓，減少了整流所需的能耗，提高了變頻器的工作效率，滿足了節(jié)電和降低高次諧波的要求，使供暖能力得到提高。
3.4變頻壓縮機(jī)的電機(jī)
變頻壓縮機(jī)電機(jī)主要分為交流異步電動(dòng)機(jī)和直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)兩種。目前國(guó)內(nèi)一些大的壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家如：萬(wàn)寶、松下、上海日立、東芝萬(wàn)家樂(lè)等已有能力生產(chǎn)變頻壓縮機(jī)（包括交流機(jī)和直流機(jī)），交流電動(dòng)機(jī)成本低，制造工藝簡(jiǎn)單，但其節(jié)能效果較差。直流無(wú)刷電機(jī)拖動(dòng)由無(wú)刷電機(jī)本身，轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子換向開(kāi)關(guān)組成。轉(zhuǎn)子磁極為永磁體，電樞繞組采用自控式換流，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁極同步旋轉(zhuǎn)，通常采用按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的定子電流矢量變換控制，既有普通直流電機(jī)良好的調(diào)速性能和啟動(dòng)性能，又從根本上消除了換向火花、無(wú)線電干擾的弊端，具有壽命長(zhǎng)、可靠性高和噪聲低，控制方便等優(yōu)點(diǎn)。以1998年三菱電機(jī)公司開(kāi)發(fā)的適用于空調(diào)壓縮機(jī)的節(jié)能高效直流無(wú)刷電機(jī)為例，其具有：轉(zhuǎn)子上安裝了8塊V字型永久磁體。磁體為埋入式，轉(zhuǎn)子不會(huì)在不銹鋼外殼中因渦流因而產(chǎn)生損耗；采用了新的壓縮機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，效率比普通的無(wú)刷電機(jī)高，但是這種壓縮機(jī)電機(jī)的價(jià)格較高。
關(guān)鍵詞： RS485；PLC；變頻器；串行通信；計(jì)算機(jī)論文
中圖分類號(hào)： TN773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 PowerFlex 400P變頻器中Modbus的應(yīng)用
1.1通信設(shè)置
硬件連接好后，要激活變頻器與外部設(shè)備之間的Modbus通信，需要設(shè)置如下參數(shù)（見(jiàn)表1）。
1.2 技術(shù)參數(shù)
2 S7-300 PLC中Modbus的應(yīng)用
S7-300PLC本身不支持RS485通信，需要通過(guò)串行通訊模板CP341來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.1 Step7組態(tài)設(shè)置
進(jìn)入硬件配置畫(huà)面，雙擊CP341模板，點(diǎn)擊Parameter…配置參數(shù)，在Protocol選型中選擇MODBUS Master，參照變頻器設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗(yàn)等內(nèi)容，設(shè)置好后需要通過(guò)Load Drivers裝載到PLC中。
2.2 程序設(shè)計(jì)
本文主要采用Modbus主站輪詢方式通過(guò)FB7/FB8功能塊進(jìn)行讀取/發(fā)送數(shù)據(jù)。其中輪詢方式采用如圖3所示。在系統(tǒng)初始化完成后，手動(dòng)啟動(dòng)第一次輪詢作業(yè)，先輪詢1#從站。給1#從站發(fā)送查詢請(qǐng)求后，等待1#從站的響應(yīng)，如果在指定的延時(shí)時(shí)間內(nèi)接收到1#從站返回的數(shù)據(jù)，則執(zhí)行2#從站。如果在指定時(shí)間內(nèi)不能接收到從站的返回?cái)?shù)據(jù)或接收錯(cuò)誤，則跳過(guò)本站，執(zhí)行下一個(gè)從站。
關(guān)鍵詞：鏈條鍋爐，控制系統(tǒng)，鍋爐控制技術(shù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析
0.引言
鏈條爐的爐膛是使燃料充分燃燒并放出熱能的設(shè)備。燃料(煤)由煤斗落在轉(zhuǎn)動(dòng)的鏈條爐爐排上，進(jìn)入爐內(nèi)燃燒。所需的空氣由爐膛下面的風(fēng)箱送入，燃盡的灰渣被爐排帶到除灰口。落入灰斗中，得到的高溫?zé)煔庖来谓?jīng)過(guò)各個(gè)受熱面，將熱量傳遞給水以后，由煙囪排到大氣中。以變頻調(diào)速裝置對(duì)鏈條爐進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)控制方案，對(duì)舊有鏈條爐的改造還是新?tīng)t的制造都具有很大的現(xiàn)實(shí)意義[1-2]。
1.鏈條爐爐排問(wèn)題分析
為了實(shí)現(xiàn)加煤和除灰的機(jī)械化，鏈條爐排結(jié)構(gòu)作為燃煤工業(yè)鍋爐的一種燃燒方式，已應(yīng)用相當(dāng)廣泛。鍋爐中采用的鏈條爐排型式有鏈帶式，橫梁式和鱗片式三種。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
（1）帶式爐排，它們的爐排片的形狀好象鏈節(jié)，用圓鋼串連成一個(gè)寬闊的鏈帶。爐排的傳動(dòng)有變速箱傳動(dòng)、間歇液壓傳動(dòng)和晶閘管無(wú)級(jí)調(diào)速傳動(dòng)等。間歇液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，但間歇運(yùn)動(dòng)對(duì)燃料穩(wěn)定燃燒不利，且液壓設(shè)備容易漏油，現(xiàn)在已很少采用。
（2）橫梁式爐排，橫梁式爐排的爐排片是安裝在橫梁上，爐排片不受力。橫梁固定在兩根或三根的鏈條上，鏈條的傳動(dòng)，一般用前軸做主動(dòng)軸，與電動(dòng)機(jī)變速機(jī)械相連，前后軸上鏈輪嚙合，完成爐排的運(yùn)行。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。鏈條上固定的許多橫梁，橫梁槽內(nèi)裝有幾種型號(hào)的爐排片，有普通的爐排片，調(diào)整爐排片以及封閉爐排片等。
（3）鱗片式爐排，鱗片式爐排整個(gè)爐排根據(jù)寬度不同有4到12根互相平行的鏈條，拉桿穿過(guò)節(jié)距套管，把平行工作的爐鏈串連起來(lái)，組成鏈狀的軟性結(jié)構(gòu)。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。爐鏈通過(guò)鑄鐵滾筒支承在爐排架上，沿支架支承面移動(dòng)。鏈片上用銷釘固定爐排夾，爐排片就嵌插在爐排夾板上。當(dāng)爐排轉(zhuǎn)到下部空行程時(shí)，爐排片可以翻開(kāi)，清除粘在上面的灰渣，同時(shí)充分進(jìn)行冷卻。這種爐排對(duì)鏈輪的制造和安裝要求較低，因?yàn)殒湕l之間沒(méi)有鋼性連接、所以主動(dòng)軸上幾個(gè)鏈輪的齒形參差不齊時(shí)也可以稍作自動(dòng)調(diào)整，也正因?yàn)槿绱耍跔t排較寬時(shí)，可能發(fā)生排片成組脫落或卡住現(xiàn)象。鱗片式爐排結(jié)構(gòu)的鏈條具有一定的自調(diào)能力。由于鱗片式爐排是采用小直徑拉桿將平行工作的鏈條串聯(lián)而成鏈狀軟性結(jié)構(gòu)，即使軸上幾個(gè)鏈輪之間齒形略有不齊時(shí)，鏈條能夠自動(dòng)調(diào)整，使鏈輪與鏈條能正常嚙合。
2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1 給煤控制系統(tǒng)給煤控制系統(tǒng)為一臺(tái)爐排電動(dòng)機(jī)，系統(tǒng)采用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)一臺(tái)爐排電機(jī)。給煤控制變頻控制柜由PI調(diào)節(jié)器，小型可編程控制器FAB，變頻器，溫度傳感器等一起構(gòu)成單閉環(huán)控制系統(tǒng)。在運(yùn)行過(guò)程中，出水溫度產(chǎn)生變化，溫度傳感器將信號(hào)反饋給PI調(diào)節(jié)器，PI調(diào)節(jié)器根據(jù)溫度設(shè)定值同溫度傳感器反饋回來(lái)的實(shí)際值進(jìn)行比較，其偏差經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器處理后給變頻器一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)輸出(4～20mA或0～5V)，變頻器在通過(guò)輸出不同的電壓及頻率控制交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變爐排的運(yùn)行速度，使偏差減小，達(dá)到控制出水溫度的目的。
2.2 送風(fēng)控制系統(tǒng)送風(fēng)控制系統(tǒng)共有一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，系統(tǒng)采用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)。系統(tǒng)的主回路電路圖與爐排電機(jī)相似。送風(fēng)控制變頻控制柜由PI調(diào)節(jié)器，小型可編程控制器FAB，變頻器，傳感器等一起構(gòu)成單閉環(huán)控制系統(tǒng)。啟動(dòng)時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)按照上次停機(jī)時(shí)的頻率啟動(dòng)；在運(yùn)行過(guò)程中，煙氣含氧量產(chǎn)生變化，傳感器將信號(hào)反饋給PI調(diào)節(jié)器，PI調(diào)節(jié)器根據(jù)煙氣含氧量設(shè)定值同傳感器反饋回來(lái)的實(shí)際值進(jìn)行比較，其偏差經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器處理后給變頻器一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)輸出，變頻器在通過(guò)輸出不同的電壓及頻率控制鍋爐鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度，使偏差減小，達(dá)到控制煙氣含氧量的目的。
2.3 引風(fēng)控制系統(tǒng)引風(fēng)控制系統(tǒng)共有一臺(tái)引風(fēng)機(jī)，系統(tǒng)采用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)一臺(tái)引風(fēng)機(jī)。系統(tǒng)的主回路電路圖與爐排電機(jī)相似。引風(fēng)控制變頻控制柜由PI調(diào)節(jié)器，小型可編程控制器FAB，變頻器，傳感器等一起構(gòu)成單閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于鍋爐運(yùn)行的時(shí)候需要保證爐膛負(fù)壓，所以在啟動(dòng)時(shí)，引風(fēng)機(jī)先運(yùn)行，在爐膛負(fù)壓達(dá)到要求時(shí)才能啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，然后由遠(yuǎn)傳壓力表檢測(cè)爐膛負(fù)壓變化并將信號(hào)反饋給PI調(diào)節(jié)器，PI調(diào)節(jié)器根據(jù)爐膛負(fù)壓設(shè)定值同傳感器反饋回來(lái)的實(shí)際值進(jìn)行比較，其偏差經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器處理后給變頻器一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)輸出，變頻器在通過(guò)輸出不同的電壓及頻率控制鍋爐引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度，使偏差減小，達(dá)到控制爐膛負(fù)壓穩(wěn)定的目的。
2.4 補(bǔ)水泵控制系統(tǒng)補(bǔ)水泵系統(tǒng)共有二臺(tái)補(bǔ)水泵電動(dòng)機(jī)，系統(tǒng)采用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)補(bǔ)水泵，即“一拖二”模式。補(bǔ)水泵變頻控制柜由PI調(diào)節(jié)器，小型可編程控制器FAB，變頻器，傳感器等一起構(gòu)成單閉環(huán)控制補(bǔ)水系統(tǒng)。在補(bǔ)水工程中，管網(wǎng)壓力產(chǎn)生變化，遠(yuǎn)傳壓力表將信號(hào)反饋給Pl調(diào)節(jié)器，PI調(diào)節(jié)器根據(jù)壓力設(shè)定值同遠(yuǎn)傳壓力表反饋回來(lái)的實(shí)際值進(jìn)行比較，其偏差經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器處理后給變頻器一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)輸出，變頻器在通過(guò)輸出不同的電壓及頻率控制交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變水泵的輸出量，使偏差減小，達(dá)到恒壓補(bǔ)水的目的。
2.5 循環(huán)泵控制系統(tǒng)循環(huán)泵系統(tǒng)有4臺(tái)循環(huán)泵，系統(tǒng)采用兩組一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)循環(huán)泵，即“一拖二”模式。系統(tǒng)的電路圖與補(bǔ)水泵相同。雖然變頻器的保護(hù)功能很多，但這些保護(hù)功能都是針對(duì)電機(jī)進(jìn)行的保護(hù)，而在變頻器的輸入端如果缺相還繼續(xù)運(yùn)行的話，就會(huì)損傷到變頻器。為此在以上變頻器的輸入端利用繼電器和接觸器對(duì)變頻器進(jìn)行了缺相保護(hù)。
3.結(jié)語(yǔ)
蒸汽鍋爐燃燒系統(tǒng)作為多輸入、出的具備復(fù)雜特征的耦合系統(tǒng)，其模型已在國(guó)內(nèi)比較成熟。本文以某地鍋爐房變頻改造工程為例，設(shè)計(jì)出常壓蒸汽鍋爐的一套鍋爐變頻控制系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)在于使用安全系數(shù)高，原材料需求低，無(wú)需控制蒸汽壓力與低控制精度。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速技術(shù)；提升機(jī)；礦山運(yùn)輸；應(yīng)用研究
中圖分類號(hào)：TP872 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
能源是社會(huì)發(fā)展的基石，隨著不可再生能源的枯竭，節(jié)能降耗已成為企業(yè)最重要的任務(wù)。當(dāng)前變頻調(diào)速技術(shù)可以起到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的節(jié)能作業(yè)，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，已在各專業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在礦山企業(yè)的運(yùn)輸系統(tǒng)當(dāng)中，變頻調(diào)速技術(shù)更是起到了關(guān)鍵作用。論文就變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)勢(shì)做了詳細(xì)地闡述，對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)在礦山運(yùn)輸提升機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用做了詳細(xì)地研究。
1.變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理分析
當(dāng)前我國(guó)礦山行業(yè)中基本上采用的交流電牽引采集技術(shù)，其中變頻調(diào)速設(shè)備當(dāng)中都為異步電機(jī)理論原理，其轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為，n=60f（1-S）/P。公式當(dāng)中的n是電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，單位為r/min；f是機(jī)電的定子頻率，單位為Hz；P表示電機(jī)定子的繞組極對(duì)數(shù)。由公式可以看出，只有當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速同工作電源輸入頻率者有正線性關(guān)系時(shí)，就是變頻調(diào)速技術(shù)所期盼的方向，這時(shí)能認(rèn)定對(duì)交流電機(jī)的要求就趨向于連續(xù)平滑大范圍調(diào)速性能，通過(guò)持續(xù)平滑調(diào)速來(lái)改善電源頻率，這樣就可以實(shí)現(xiàn)其變頻調(diào)速的性能，以上就是當(dāng)前我國(guó)變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用的基本原理。
2.變頻調(diào)速技術(shù)在運(yùn)輸提升機(jī)中的優(yōu)勢(shì)分析
變頻調(diào)速設(shè)備在當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛，其主要在于它的使用存在著很多的優(yōu)點(diǎn)。具體在以下幾點(diǎn)：
（1）變頻調(diào)速技術(shù)可以調(diào)整電機(jī)的加減速時(shí)間，優(yōu)化系統(tǒng)的啟動(dòng)與停止，確保速度變化與運(yùn)行的穩(wěn)定性，從整體上來(lái)看就是提高了提升機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率。
（2）變頻調(diào)速技術(shù)在裝備的過(guò)程當(dāng)中容易調(diào)試，后期的維修過(guò)程也非常簡(jiǎn)單。礦山運(yùn)輸當(dāng)中，不同的階段和地點(diǎn)提升機(jī)的工作狀態(tài)不同。在安裝變頻調(diào)速裝置時(shí)，我們只需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況來(lái)接線就可以，然后再設(shè)定相關(guān)的參數(shù)。
（3）變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)行矢量控制的閉環(huán)方式，以額定轉(zhuǎn)矩輸出提升機(jī)的運(yùn)行，來(lái)實(shí)現(xiàn)零速抱閘運(yùn)行。可以輕松地實(shí)現(xiàn)全速控制，避免抱閘閉合帶來(lái)的不利影響，從而影響設(shè)備的使用。
3.變頻調(diào)速技術(shù)在礦山提升機(jī)的應(yīng)用
3.1 礦山提升機(jī)的控制系統(tǒng)
礦山提升機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)包括傳動(dòng)系統(tǒng)、附屬系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)四大部分，具體情況如下所述。
（1）PLC系統(tǒng)。提升機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中有區(qū)別于其他的系統(tǒng)，當(dāng)前采用雙PLC工作模式，主機(jī)一臺(tái)用于正常的工作，副機(jī)用于備用。假定工作PLC系統(tǒng)出現(xiàn)故障無(wú)法正常工作時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)實(shí)行切換到備用PLC，保障整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。應(yīng)用PLC系統(tǒng)自身的高度集成，就能夠整合主滾筒軸、電動(dòng)機(jī)軸、軸編碼器、天輪等參數(shù)，同時(shí)對(duì)提升器的運(yùn)行速度、運(yùn)行位置等進(jìn)行監(jiān)視，保障運(yùn)行。
（2）信號(hào)控制。在礦山運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)，可以將提升系統(tǒng)中的狀態(tài)運(yùn)行參數(shù)、故障保護(hù)信號(hào)、指示操作信號(hào)等，引入主控單元中，將數(shù)據(jù)參數(shù)、信號(hào)等與操作系統(tǒng)內(nèi)容進(jìn)行閉鎖或邏輯運(yùn)算，最終輸出相應(yīng)的控制指令。當(dāng)系統(tǒng)l現(xiàn)異常信號(hào)時(shí)，就會(huì)根據(jù)相應(yīng)的邏輯運(yùn)算來(lái)進(jìn)行分析，看是否發(fā)生了故障，系統(tǒng)能夠接收到的相應(yīng)信號(hào)得到相應(yīng)的結(jié)論，然后就會(huì)按程度進(jìn)行相應(yīng)的處置措施，發(fā)生故障就會(huì)在機(jī)位中顯示不同的故障類型，還可以發(fā)生相應(yīng)的聲控報(bào)警。另外還有著監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)能查看相應(yīng)的信號(hào)，正常運(yùn)行時(shí)相應(yīng)的信號(hào)可以看到，也可以顯示出現(xiàn)故障時(shí)運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)。這樣就大大方便了相關(guān)維修技術(shù)人員根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行故障的判定，可以及時(shí)的進(jìn)行維修，保障系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.2 運(yùn)輸系統(tǒng)中提升機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的具體方案
（1）轉(zhuǎn)子回路調(diào)速系統(tǒng)。在系統(tǒng)加速過(guò)程中，每個(gè)交流接觸器實(shí)現(xiàn)吸合作用，轉(zhuǎn)子的網(wǎng)路電阻有所降低，以此保持加速力的平均值穩(wěn)定性。若要實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的低速度運(yùn)行，需要在轉(zhuǎn)子中串入相應(yīng)的大電阻。一般可以將低頻電源施加到定子繞組用來(lái)改善減速段的負(fù)力狀況，這種辦法叫做實(shí)行動(dòng)力制動(dòng)。當(dāng)提升機(jī)的電動(dòng)機(jī)處于工作時(shí)間時(shí)，方案會(huì)存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：①觸點(diǎn)控制問(wèn)題。大容量開(kāi)關(guān)的應(yīng)用使得系統(tǒng)維護(hù)難度增加了，降低了運(yùn)行的可靠性；②開(kāi)關(guān)有級(jí)調(diào)速問(wèn)題，系統(tǒng)的加速度無(wú)法精準(zhǔn)控制，所以就會(huì)導(dǎo)致調(diào)速不準(zhǔn)；③運(yùn)行的工作效率偏低，低速運(yùn)會(huì)導(dǎo)致電阻消耗過(guò)高，不利于能量的利用效率；④耗費(fèi)的功率為輸出功率的1/3，機(jī)械特性偏軟。此調(diào)速方案具有投資少，操作比較簡(jiǎn)單，容易上手等優(yōu)點(diǎn)，在小的礦山運(yùn)輸系統(tǒng)中應(yīng)用較多。
（2）模糊控制系統(tǒng)。控制提升機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)程中可采取二維輸入變量的方式。通過(guò)PLC系統(tǒng)的采樣功能，獲得精確的被控量，接相應(yīng)程序與之進(jìn)行定制對(duì)比，獲得誤差信號(hào)及誤差變化率等參數(shù)。將誤差信號(hào)以及誤差變化率的精確量轉(zhuǎn)化為模糊量，再通過(guò)模糊推理理論，獲得模糊控制量，實(shí)行解模糊處理，最終獲得控制信號(hào)，通過(guò)信號(hào)傳輸進(jìn)行對(duì)象控制。模糊控制系統(tǒng)是屬于非線性控制，它的工作工作范圍和適用范圍都非常大，應(yīng)用面非常廣，缺點(diǎn)在于應(yīng)用的處理信息簡(jiǎn)單，精度比較小。
結(jié)語(yǔ)
當(dāng)前我國(guó)能源法已將變頻調(diào)速技術(shù)列為節(jié)能技術(shù)加以全面推廣，特別是在礦山等相關(guān)的能源需求大的行業(yè)。在礦山運(yùn)輸系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用變頻器的設(shè)備不僅僅起到節(jié)約能耗的作用，還可以維護(hù)設(shè)備的安全性，具有高度，高質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)，這對(duì)提高企業(yè)的工作效率起到了積極的作用。變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)推動(dòng)我國(guó)礦山相關(guān)行業(yè)的發(fā)展起到了積極的作用。
參考文獻(xiàn)
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論文關(guān)鍵詞：凝結(jié)水泵，變頻改造，經(jīng)濟(jì)性
0.引言
我國(guó)現(xiàn)有各種風(fēng)機(jī)、水泵約五千多萬(wàn)臺(tái)。由于負(fù)荷工況變化大，加之我國(guó)大馬拉小車的現(xiàn)象比較普遍，這些設(shè)備常常處于低負(fù)荷及變負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),運(yùn)行工況點(diǎn)偏離高效點(diǎn)。采用變頻技術(shù)，會(huì)產(chǎn)生十分顯著的節(jié)電效果。根據(jù)2010年4月初中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的火力發(fā)電廠廠用電率為6.26%，節(jié)約廠用電，是降耗節(jié)能的重要途徑。
2008年, 蒙西發(fā)電廠廠用電率為11.36%。針對(duì)蒙西發(fā)電廠廠用電率偏高的情況，蒙西發(fā)電廠將凝結(jié)水泵由調(diào)解閥門開(kāi)度調(diào)節(jié)流量改為變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，節(jié)電效果比較明顯。
1.電動(dòng)機(jī)變頻器節(jié)電技術(shù)
1.1 電動(dòng)機(jī)變頻器節(jié)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀
在20世紀(jì)20年代，誕生了交流變頻調(diào)速理論。進(jìn)入90年代，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以后凝結(jié)水泵，變頻器在調(diào)速精度、調(diào)速范圍、驅(qū)動(dòng)能力、運(yùn)行效率及使用的可靠性、方便性等方面獲得了突破性的進(jìn)展，性能超過(guò)直流調(diào)速系統(tǒng)。交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)成為節(jié)能的一種主要手段。
目前，變頻調(diào)速技術(shù)以其顯著的節(jié)電效果、優(yōu)良的調(diào)速性能和廣泛的適用性成為電氣傳動(dòng)技術(shù)的主流方向。
2.變頻調(diào)速節(jié)電技術(shù)研究
2.1 變頻器的調(diào)速原理
高壓變頻調(diào)速通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)定子的頻率實(shí)現(xiàn)調(diào)速。根據(jù)公式
N=60f1(1-S)/P (1)
公式1中，f 1為電機(jī)供電頻率，S =(n1-n)/n1為轉(zhuǎn)差率，P為電機(jī)極對(duì)數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)差率不變時(shí)，轉(zhuǎn)速和電源頻率成正比。連續(xù)地改變電源頻率，就可以平滑地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
在交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，可以改變電機(jī)的供電頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，但變頻也必須改變電機(jī)電壓，即實(shí)現(xiàn)同時(shí)變壓變頻(VVVF)。否則，電機(jī)將出現(xiàn)飽和或欠勵(lì)磁，這一般都是對(duì)電機(jī)不利的。
2.2變壓變頻(VVVF)的控制原理
異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速是由電源頻率和電機(jī)極對(duì)數(shù)決定的，改變頻率時(shí)，同步轉(zhuǎn)速也改變。當(dāng)電機(jī)在負(fù)載條件下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速低于電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，滑差的大小與電機(jī)的負(fù)載有關(guān)。異步電動(dòng)機(jī)的 T 型等效電路見(jiàn)圖1。電機(jī)定子每相感應(yīng)電勢(shì)的有效值見(jiàn)公式2。
圖1 異步電動(dòng)機(jī)的 T 型等效電路圖圖2 異步電機(jī)的控制特性圖
ES=4.44fSNSkNsΦm (2)
公式 2中,ES為氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電勢(shì)有效值,fS為定子頻率，NS為定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)，KNs為基波繞組系數(shù)，Φm為每極氣隙磁通。異步電動(dòng)機(jī)端電壓與感應(yīng)電勢(shì)的關(guān)系式為：
US=Es+(Rs+jωsLs)Is （3）
在電動(dòng)機(jī)控制過(guò)程中，需要考慮額定頻率以下和額定頻率以上兩種情況。
2.2.1額定頻率以上調(diào)速
在額定頻率以上調(diào)速時(shí)，頻率可以從 fsn 往上提高，但是端電壓 Us 不能繼續(xù)上升凝結(jié)水泵，只能維持在額定值 Usn，這將迫使磁通與頻率下降，在電機(jī)調(diào)速范圍內(nèi)，異步電機(jī)的控制特性如圖2 所示。
2.2.2額定頻率以下的調(diào)速
繞組中的感應(yīng)電勢(shì)是難以直接控制的，但當(dāng)定子頻率fs 較高時(shí)，感應(yīng)電勢(shì)的值也較大，因此可以忽略定子阻抗壓降，認(rèn)為定子相電壓 US ≈ ES，則磁通可以用（4)式表示，并保持其為恒定值。
Φm=KUS/fS=const (4)
而低頻時(shí)，US 和 ES 都較小。如果仍然按 V/F比一定來(lái)控制，就不能保持電機(jī)磁通恒定。電機(jī)磁通的減小勢(shì)必造成電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的減小。如果對(duì)定子電阻壓降進(jìn)行補(bǔ)償，使 ES /fs ≈常量，這樣電機(jī)磁通大體上可以保持恒定，電壓與頻率的關(guān)系和機(jī)械特性如圖3和圖4。
圖3端電壓與頻率的關(guān)系圖 4 異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性
2.3變頻器的基本結(jié)構(gòu)
2.3.1變頻器的組成
變頻器由整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器控制電路、保護(hù)裝置幾部分組成，見(jiàn)圖5。
圖5 通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)圖
⑴ 整流器：整流器的作用是把三相(單相)交流電整流成直流電。整流器有三相全波半控整流、斬控式整流器（PWM整流器）、三相全波橋式二極管整流等類型。
⑵ 逆變器：逆變器是將直流電壓或電流轉(zhuǎn)換成頻率、電壓可變的交流電，器件為全控型工作單元。
⑶ 中間直流環(huán)節(jié)：直流環(huán)節(jié)也稱濾波或儲(chǔ)能環(huán)節(jié)。由電感或電容組成，用于負(fù)載與整流器之間的無(wú)功功率的緩沖，抑制直流側(cè)電壓或電流的脈動(dòng)。
⑷ 控制電路：控制電路由檢測(cè)電路，運(yùn)算電路，控制信號(hào)的輸出、輸入和驅(qū)動(dòng)電路組成。
3.蒙西發(fā)電廠凝結(jié)水泵變頻改造
3.1凝結(jié)水泵的節(jié)電技術(shù)分析（以B凝結(jié)水泵為例）
#1機(jī)A、B凝結(jié)水泵高壓電機(jī)變頻改造前耗電情況見(jiàn)表1。
在2009年度大修中將#1機(jī)A、B凝結(jié)水泵由閥門調(diào)節(jié)流量量改為變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量， #1機(jī)A、B凝結(jié)水泵等高壓電機(jī)變頻改造后耗電情況見(jiàn)表2
表1蒙西發(fā)電廠#1機(jī)高壓負(fù)荷廠用電表單（變頻改造前）
序號(hào)
負(fù)荷
名稱
發(fā)電機(jī)出力16萬(wàn)
發(fā)電機(jī)出力25萬(wàn)
發(fā)電機(jī)出力30萬(wàn)
電流(A)
功率kW
占廠用電百分比（%）
電流(A)
功率kW
占廠用電百分比（%）
電流(A)
功率kW
占廠用電百分比（%）
1
B凝結(jié)泵
25
258
1.42
54
464
2.18
84
關(guān)鍵詞：恒壓控制；PLC；供風(fēng)系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 08-0000-02
隨著自動(dòng)控制在日常生產(chǎn)生活中的日益普及，PLC控制技術(shù)也就越來(lái)越突顯了其重要性和便捷性。PLC變頻恒壓供風(fēng)系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。采用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)電機(jī)無(wú)極調(diào)速，依據(jù)在煤礦開(kāi)采時(shí)用風(fēng)量的變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用風(fēng)量發(fā)生變化時(shí)保持風(fēng)壓恒定以滿足用水要求，是先進(jìn)、合理的節(jié)能型供風(fēng)系統(tǒng)，同時(shí)還可以提高供風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。所以研究設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，對(duì)煤礦開(kāi)采的過(guò)程中起到的節(jié)能減耗作用是功不可沒(méi)的。
一、系統(tǒng)的構(gòu)成及其工作原理
（一）恒壓供風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)成
本次論文中系統(tǒng)將采用4臺(tái)壓風(fēng)機(jī)供風(fēng)方式，選用專運(yùn)用于工業(yè)環(huán)境中，特別是針對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵用的可編程控制器和內(nèi)置PID控制模塊的變頻器作為此次系統(tǒng)的核心元件，還選用壓力傳感器進(jìn)行壓力比較。系統(tǒng)還設(shè)有選擇開(kāi)關(guān)K，可選擇系統(tǒng)在自動(dòng)和手動(dòng)狀態(tài)下工作。
1.自動(dòng)控制狀態(tài)
當(dāng)選用自動(dòng)控制狀態(tài)下工作的時(shí)候，PLC將利用變頻器軟啟動(dòng)一臺(tái)壓風(fēng)機(jī)，系統(tǒng)啟動(dòng)后，壓力傳感器檢測(cè)當(dāng)前壓力，將當(dāng)前管網(wǎng)內(nèi)壓力轉(zhuǎn)換成4—20mA電流信號(hào)反饋到變頻器中，與預(yù)先設(shè)定的壓力進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)變頻器內(nèi)置的PID控制模塊進(jìn)行運(yùn)算，來(lái)對(duì)變頻器的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得實(shí)際壓力與給定的壓力值相一致。但是如果在用風(fēng)量較大的情況下，變頻器的頻率接近工頻時(shí)，且不能保證管網(wǎng)的實(shí)際壓力與給定的壓力值相一致的情況下，PLC將當(dāng)前工作的變頻風(fēng)機(jī)由變頻切換到工頻的工作狀態(tài)，并關(guān)斷變頻器，再將變頻器切換到另一臺(tái)風(fēng)機(jī)上，由變頻器軟啟動(dòng)該風(fēng)機(jī)。這樣子，變頻器的連續(xù)調(diào)節(jié)和工頻風(fēng)機(jī)的分級(jí)調(diào)節(jié)相配合，確保了恒壓供風(fēng)的實(shí)現(xiàn)。
2.手動(dòng)控制狀態(tài)
當(dāng)選用手動(dòng)狀態(tài)下工作的時(shí)候，可分別通過(guò)按鈕控制4臺(tái)風(fēng)機(jī)單獨(dú)在工頻下運(yùn)行與停止，這主要是為了在故障檢修的時(shí)候用的，這是為用戶應(yīng)急設(shè)置的一種工作方式。
（二）恒壓供風(fēng)系統(tǒng)的工作原理
電機(jī)有兩種工作模式，即：在工頻下和變頻下運(yùn)行。四臺(tái)電機(jī)，分別為M1，M2，M3，M4，接觸器KM1，KM3，KM5，KM7，分別控制M1，M2，M3，M4工頻運(yùn)行，接觸器KM2，KM4，KM6，KM8分別控制M1，M2，M3，M4變頻運(yùn)行；FR1，F(xiàn)R2，F(xiàn)R3，F(xiàn)R4分別為四臺(tái)壓風(fēng)機(jī)電機(jī)的過(guò)載保護(hù)用的熱繼電器，利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電路，它在電路中用作電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)；QS1，QS2，QS3，QS4分別為變頻器和四臺(tái)壓風(fēng)機(jī)電機(jī)主回路的隔離開(kāi)關(guān)；熔斷器FU用于短路保護(hù)中，是電路中的一種簡(jiǎn)單的短路保護(hù)裝置，使用中，由于電流超過(guò)允許值產(chǎn)生的熱量使串接于主電路中的熔體熔化而切斷電路，防止電氣設(shè)備短路和嚴(yán)重過(guò)載。
在本次恒壓供風(fēng)的系統(tǒng)中，首先檢查線路安全，當(dāng)一切準(zhǔn)備好之后，將開(kāi)關(guān)Q合上，供風(fēng)系統(tǒng)便開(kāi)始投入運(yùn)行。
本系統(tǒng)采用是運(yùn)行方式是四臺(tái)壓風(fēng)機(jī)組循環(huán)變頻。即在運(yùn)行時(shí)，四臺(tái)壓風(fēng)機(jī)組中，只有一臺(tái)壓風(fēng)機(jī)在變頻運(yùn)行狀態(tài)下作變頻運(yùn)行，其余三臺(tái)壓風(fēng)機(jī)，都是在工頻的運(yùn)行狀態(tài)下做恒速運(yùn)行。
二、系統(tǒng)功能
系統(tǒng)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。
自動(dòng)方式是正常恒壓供風(fēng)狀態(tài)下的工作方式，在該方式下，一切管網(wǎng)的不同供風(fēng)要求都將在系統(tǒng)的有效控制中。該方式的主要功能有：
（一）用戶可根據(jù)工業(yè)環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要任意設(shè)定管網(wǎng)壓力，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)改變變頻器的頻率，對(duì)壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行個(gè)數(shù)進(jìn)行自動(dòng)地加減，以便達(dá)到維持設(shè)定風(fēng)壓的恒定的目的。
（二）可以實(shí)現(xiàn)壓風(fēng)機(jī)的綜合保護(hù)的功能。系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)電機(jī)溫度、電流等參數(shù)的變化，并根據(jù)不同情況發(fā)出報(bào)警信號(hào)和自動(dòng)停車，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的綜合保護(hù)功能。
（三）能有效的延長(zhǎng)風(fēng)壓機(jī)組的設(shè)備的使用壽命。鑒于風(fēng)壓機(jī)均采用變頻器進(jìn)行軟啟動(dòng)和軟停止，消除了啟動(dòng)時(shí)大電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊 對(duì)于幾臺(tái)主風(fēng)壓機(jī)的運(yùn)行遵循先開(kāi)先停、先停先開(kāi)工作機(jī)會(huì)均等原則進(jìn)行選擇工作， 能有效延長(zhǎng)每臺(tái)風(fēng)壓機(jī)的使用壽命。
三、結(jié)論
在深入對(duì)目前國(guó)內(nèi)變頻恒壓供風(fēng)控制系統(tǒng)的控制方式作了一個(gè)細(xì)致的比較和分析之后，針對(duì)各個(gè)控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)的比較，確立了本次論文將采用可編程序控制器（PLC）控制方式，即以PLC和通用變頻器為系統(tǒng)核心來(lái)實(shí)現(xiàn)的變頻恒壓供風(fēng)，確定了適合目前供風(fēng)狀況的最佳控制方案。通過(guò)了PLC控制變頻器作為系統(tǒng)的核心部分，以閉環(huán)控制方式不斷采集傳感器反饋的管網(wǎng)風(fēng)壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算調(diào)節(jié)，不斷與給定值進(jìn)行比較，控制變頻器輸出頻率變化，實(shí)現(xiàn)恒壓供風(fēng)的目的，這樣還是相對(duì)成功的。
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【關(guān)鍵詞】煤礦 礦山機(jī)電 變頻節(jié)能
在構(gòu)建“資源節(jié)約型”社會(huì)的號(hào)召之下，煤礦領(lǐng)域也進(jìn)行了一系列的改革，有效推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展，其中機(jī)電設(shè)備中的變頻節(jié)能技術(shù)較為成功的實(shí)踐案例之一。該技術(shù)不僅節(jié)能效果優(yōu)秀，而且機(jī)械性好，調(diào)節(jié)平緩而穩(wěn)定。為了推動(dòng)該技術(shù)的普及，我們首先需要對(duì)該技術(shù)有一個(gè)基本的了解。
一、變頻節(jié)能技術(shù)簡(jiǎn)介
（一）基本原理
交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速受兩端電流頻率的影響，而變頻節(jié)能技術(shù)則可以通過(guò)對(duì)逆變器的調(diào)控，間接調(diào)整這個(gè)頻率值，從而調(diào)整交流電動(dòng)機(jī)的輸出速度，這就是其基本原理。從本質(zhì)上講，該技術(shù)之所以能夠調(diào)節(jié)電流頻率，主要是利用了電力半導(dǎo)體器件的不斷投切，其調(diào)節(jié)僅受負(fù)載的影響，所以生產(chǎn)效率較高，可以在低負(fù)荷工作時(shí)將輸出速度有效降低，能夠節(jié)約大量的電能。
（二）發(fā)展
變頻調(diào)速的核心部件為變頻器，由于該技術(shù)理論依據(jù)充分，為了使其更應(yīng)用于現(xiàn)代應(yīng)用，科研人員對(duì)其進(jìn)行了深入研究，在各個(gè)方面均取得了顯著成果。
首先，控制模式上，已開(kāi)始逐漸從傳統(tǒng)的頻比控制轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩直接控制、矢量控制等先進(jìn)模式;其次，新型功率器件，如三相橋式逆變器等得到了廣泛應(yīng)用，有效提升了工作效率;再次，調(diào)速系統(tǒng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用單片機(jī)、DPS、FPGA等先進(jìn)數(shù)據(jù)處理部件，實(shí)現(xiàn)了高度的集成化;最后，變頻調(diào)速系統(tǒng)愈發(fā)智能化，已能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制、參數(shù)自動(dòng)識(shí)別的操作。
二、變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用
（一）在風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用
風(fēng)機(jī)系統(tǒng)對(duì)過(guò)載能力的要求較低，事實(shí)上，為了保證煤礦礦井的工作安全性，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們已對(duì)風(fēng)機(jī)保留了部分裕量，再加上老實(shí)調(diào)速多行截流方式，所以生產(chǎn)效率非常低，不少通風(fēng)機(jī)常年工作效率均不足50%，這無(wú)疑會(huì)帶來(lái)大量的電能浪費(fèi)。
以某礦井的風(fēng)機(jī)改造為例，在改造前，其風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)為高壓繞組式電動(dòng)機(jī)，改造后以鼠籠式電動(dòng)機(jī)進(jìn)行替換，并用變頻器1控2進(jìn)行調(diào)速，使得風(fēng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速下降了61r/min，實(shí)際運(yùn)行功率降低了超過(guò)2/3，且改造后礦井風(fēng)量更加合適，這不僅更加有效地保障了工作人員的身體健康，同時(shí)還為企業(yè)節(jié)省了大量的電費(fèi)（約每年56萬(wàn)人民幣）。
以此為基礎(chǔ)，不少電器公司已然推出了更適應(yīng)與煤礦礦區(qū)工作環(huán)境的變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，如ZJT-30變頻調(diào)速系統(tǒng)，在兼具變頻功能的同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)瓦斯鎖閉、超溫?cái)嚯姷雀呒?jí)功能，具備一定的防爆性能。
（二）在水泵系統(tǒng)中的應(yīng)用
要調(diào)節(jié)煤礦礦井中的水流速度，必須注意對(duì)水泵的機(jī)械沖擊，而變頻調(diào)速具備極高的平穩(wěn)性，因此非常適宜于水泵的調(diào)速。
已有學(xué)者結(jié)合變頻器與PLC元件的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出了一套適宜于煤礦礦井的水泵監(jiān)控、調(diào)速系統(tǒng);同時(shí)也有已將該技術(shù)應(yīng)用成功的范例，如某選煤廠在合格介質(zhì)泵上應(yīng)用此技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了入料壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使開(kāi)停車頻率大幅下降，創(chuàng)造了大量的經(jīng)濟(jì)效益。
（三）在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用
礦井提升機(jī)的作用主要是輸送人員、物資及設(shè)備，所以對(duì)其的安全性要求較高，需要保證其調(diào)速穩(wěn)定性。常規(guī)的金屬電阻、鼓形控制器等散熱效果不好、電阻損耗大，適應(yīng)性并不高，容易造成各種安全事故。將變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于礦井提升機(jī)中，則能夠很好地解決此類問(wèn)題。
其安全性主要表現(xiàn)在一下幾方面：第一，故障代碼可以直接顯示于顯示器上，方便了排查與解決;第二，繼電器外部控制線路簡(jiǎn)單，且繼電器數(shù)量較少，能有效降低故障發(fā)生的概率;最后，可編程性高，適用于集成化、智能化管理。
目前應(yīng)用較為廣泛的提升機(jī)變頻器，型號(hào)為JD-BP32-185P，是數(shù)字化控制變頻器的代表，提供專用控制軟件，且兼容性極高，適用于大部分電機(jī)及其控制系統(tǒng)，甚至能實(shí)現(xiàn)有效的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。
（四）在其他方面的應(yīng)用
目前，在采煤機(jī)、膠帶輸送機(jī)和電鏟中，變頻調(diào)速系統(tǒng)也已有了廣泛的應(yīng)用，為企業(yè)帶來(lái)的良好的經(jīng)濟(jì)效益。
三、發(fā)展展望及總結(jié)
隨著科學(xué)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，變頻節(jié)能技術(shù)已越來(lái)越多地應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備中，但應(yīng)用面依舊受限，主要局限于流體負(fù)荷設(shè)備（如風(fēng)機(jī)、水泵）和提升機(jī)、采煤機(jī)等機(jī)械動(dòng)力負(fù)荷設(shè)備上，在其他重要設(shè)備，如開(kāi)采鉆機(jī)等設(shè)備上的應(yīng)用還不充分。因此我們還必須對(duì)之進(jìn)行深入的研究，以使其更適應(yīng)煤礦礦山中各種機(jī)電設(shè)備，滿足我國(guó)日益增長(zhǎng)的礦山機(jī)械需求量，并提升其專業(yè)化及智能化程度，使其更好地為煤礦服務(wù)。
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關(guān)鍵詞：西門子；S7-300PLC；提升機(jī)；測(cè)控系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：TN77文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1引言
提升機(jī)在礦井生產(chǎn)中素有咽喉設(shè)備之稱，提升機(jī)對(duì)于礦井的安全生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。提升機(jī)電力傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的控制功能較多，因此對(duì)于提升機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要能夠滿足提升機(jī)頻繁制動(dòng)和不同工作狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換的功能需求。針對(duì)提升機(jī)如此復(fù)雜的控制要求，傳統(tǒng)的電氣控制難以實(shí)現(xiàn)，因此，必須借助于PLC自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。
本論文主要結(jié)合西門子S7-300在副井提升機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用，對(duì)提升機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析設(shè)計(jì)研究，以期從中能夠找到合理可靠的提升機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用方法，并以此和廣大同行分享。
2礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析
(1) 我國(guó)提升機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
我國(guó)礦井提升機(jī)一直承擔(dān)著井下與地面之間輸送人員或者貨物的重任，因此一直素有礦井咽喉設(shè)備之稱。我國(guó)礦井提升機(jī)控制技術(shù)相較于國(guó)外處于落后階段，國(guó)外已經(jīng)發(fā)展到智能實(shí)時(shí)監(jiān)控提升機(jī)并實(shí)現(xiàn)故障智能診斷技術(shù)，而目前我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)的技術(shù)，還普遍停留在原始的電氣控制階段，對(duì)于數(shù)字化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)目前還處于研究探索階段。縱觀我國(guó)的提升機(jī)電控系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)展緩慢，多數(shù)是借鑒或者仿制國(guó)外的電控系統(tǒng)，并且電控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中也存在一定的問(wèn)題。
(2) 我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問(wèn)題
① 我國(guó)提升機(jī)電控系統(tǒng)沒(méi)有專業(yè)的生產(chǎn)廠家。這是我國(guó)目前提升機(jī)控制系統(tǒng)和控制技術(shù)發(fā)展的最大瓶頸。我國(guó)的提升機(jī)電控系統(tǒng)，要么直接從國(guó)外公司進(jìn)口，這樣成本十分高昂，且后期設(shè)備維護(hù)維修十分不便；國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的提升機(jī)電控系統(tǒng)均是高校科研院所自發(fā)研制的電控系統(tǒng)，多數(shù)并不具備通用性。
② 我國(guó)提升機(jī)電控技術(shù)落后。目前僅僅在一些大型煤礦上的先進(jìn)提升機(jī)才采用了計(jì)算機(jī)、PLC或者數(shù)字控制技術(shù)，傳統(tǒng)的提升機(jī)電控系統(tǒng)都是采用電氣化控制系統(tǒng)，繼電器、接觸器控制廣泛使用，導(dǎo)致能耗過(guò)高，控制不可靠，嚴(yán)重制約了我國(guó)提升機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用。
③ 我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)安全性和可靠性較差。目前我國(guó)礦井提升機(jī)僅僅在上下井口端采用切除電阻的方法實(shí)現(xiàn)提升機(jī)運(yùn)行速度的制動(dòng)，制動(dòng)能耗過(guò)高，造成提升機(jī)電控系統(tǒng)負(fù)荷太大，由此導(dǎo)致我國(guó)提升機(jī)控制系統(tǒng)安全性和可靠性較差。對(duì)于提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的關(guān)鍵工作參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及運(yùn)行參數(shù)根本沒(méi)有實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，經(jīng)常發(fā)生過(guò)卷或者超速等安全事故。
鑒于以上問(wèn)題，我國(guó)必須要大力發(fā)展提升機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的電控系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化控制，逐步形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的提升機(jī)電控系統(tǒng)。
3西門子S7-300在副井提升機(jī)上的應(yīng)用分析
3.1 基于PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
利用西門子S7-300構(gòu)建提升機(jī)電控系統(tǒng)，根據(jù)提升機(jī)的工作模塊，將PLC電控以網(wǎng)絡(luò)化模式進(jìn)行布控，分為主控PLC、監(jiān)控PLC和信號(hào)PLC三個(gè)主從式控制PLC，其具體結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。
如圖1所示，信號(hào)PLC作為整個(gè)電控系統(tǒng)的信號(hào)管理站，負(fù)責(zé)對(duì)提升機(jī)工作過(guò)程中的狀態(tài)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)及其必要參數(shù)做信號(hào)管理，統(tǒng)一發(fā)送至控制主站；監(jiān)控PLC主要對(duì)提升機(jī)的關(guān)鍵控制參數(shù)，如井深、進(jìn)口提升速度等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并受主控PLC統(tǒng)一調(diào)度管理；主控PLC一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控PLC和信號(hào)PLC的控制管理，并對(duì)由監(jiān)控PLC和信號(hào)PLC發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行整合管理，并發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行集中管理、顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，以提高提升機(jī)工作過(guò)程的管理效率；另一方面主控PLC通過(guò)交流變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)同步電機(jī)的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升機(jī)速度的電氣化控制，同時(shí)將提升機(jī)的工作參數(shù)再反饋回信號(hào)PLC和監(jiān)控PLC，從而實(shí)現(xiàn)了PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)對(duì)提升機(jī)的閉環(huán)控制。
3.2 基于PLC實(shí)現(xiàn)的提升機(jī)速度控制應(yīng)用
提升機(jī)控制系統(tǒng)最為關(guān)鍵、也是最難實(shí)現(xiàn)的技術(shù)要點(diǎn)，就是對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度的控制。借助于西門子S7-300的PLC，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)速度的控制。
基于PLC實(shí)現(xiàn)的提升機(jī)運(yùn)行速度的具體控制方案設(shè)計(jì)如下：
(1)（1）在井口與井底分別放置接近傳感器，一旦提升機(jī)到達(dá)接近傳感器，即可認(rèn)定提升機(jī)即將到達(dá)井口或者井底，從而進(jìn)入預(yù)定的制動(dòng)階段。
(2)（2）利用光電傳感器和深度指示器配合使用，實(shí)時(shí)監(jiān)控提升機(jī)當(dāng)前所處巷道中的位置，并將位置轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳送至監(jiān)控PLC，利用監(jiān)控PLC與主控PLC的通信實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)位置的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
(3)（3）一旦提升機(jī)觸發(fā)接近傳感器，由主控PLC發(fā)出調(diào)速指令給交流變頻調(diào)速裝置，由交流變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)與控制。
(4)（4）主控PLC利用監(jiān)控PLC監(jiān)測(cè)到的提升機(jī)當(dāng)前運(yùn)行速度與深度指示器的位置信號(hào)進(jìn)行交叉運(yùn)算，得出調(diào)速幅度，并將調(diào)速幅度指令傳輸給交流變頻調(diào)速裝置，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速；另一方面，監(jiān)控PLC通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提升機(jī)的運(yùn)行速度并反饋回主控PLC，主控PLC根據(jù)反饋回來(lái)的運(yùn)行速度和程序中的預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合PID調(diào)節(jié)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度的閉環(huán)調(diào)節(jié)與控制。
結(jié)語(yǔ)
提升機(jī)作為礦井安全生產(chǎn)的樞紐設(shè)備，其安全性對(duì)于整個(gè)礦山生產(chǎn)的安全起著舉足輕重的作用。我國(guó)目前提升機(jī)電控系統(tǒng)理論研究較為深入，但是實(shí)際技術(shù)應(yīng)用還有待進(jìn)一步提高和挖掘。本論文結(jié)合西門子PLC對(duì)提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析，對(duì)于提升機(jī)電控系統(tǒng)及其控制技術(shù)的應(yīng)用研究，不論是在理論研究方面，還是在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用方面，都具有一定的指導(dǎo)意義。當(dāng)然，關(guān)于提升機(jī)電控系統(tǒng)方面的更多技術(shù)，還有賴于廣大礦井科技工作人員的共同努力，才能夠最終實(shí)現(xiàn)我國(guó)提升機(jī)電控系統(tǒng)及其控制技術(shù)的提高應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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論文關(guān)鍵詞：給水方式；變頻供水；供水方案
0前言
基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、變頻技術(shù)與水泵機(jī)組組合的新型機(jī)電一體化變頻供水方式，通過(guò)變頻器對(duì)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，使管網(wǎng)保持了穩(wěn)定的供水能力滿足了人們對(duì)供水的不斷需求，近年來(lái)，已被城市和生活小區(qū)等廣泛采用。但實(shí)踐表明，對(duì)于用水量過(guò)于集中的公共建筑，變頻供水存在著如供水可靠性差，調(diào)節(jié)水量小，易造成停水等問(wèn)題，節(jié)能作用也值得分析探討。
1變頻供水的調(diào)節(jié)水量
給水方式中，采用水泵加高位水箱聯(lián)動(dòng)方式水箱是給水系統(tǒng)儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)流量和穩(wěn)定水壓的設(shè)備，水箱的生活貯水量不小于最高日用水量的12％最低不小于6m。變頻供水這種無(wú)水箱的給水方式，盡管水泵的出水流量是按照給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)秒流量確定，但由于無(wú)流量調(diào)節(jié)設(shè)備，總體來(lái)講，其水量的調(diào)節(jié)很有限，對(duì)用水量相對(duì)集中的建筑，在供水的可靠性方面很難保證。例如，某高校對(duì)3棟12層的教學(xué)樓、學(xué)生公寓和圖書(shū)館共采用了1套變頻供水系統(tǒng)，因?qū)W生作息習(xí)慣，造成了學(xué)生公寓、教學(xué)樓等用水十分集中且用水量較大。而且，學(xué)生用水時(shí)間性很強(qiáng)，其它時(shí)間用水量則趨于平衡。該運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)教學(xué)樓在學(xué)生課間休息等集中用水時(shí)段高層缺水現(xiàn)象，但學(xué)生公寓因利用了高位水箱進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，供水比較穩(wěn)定。為此，教學(xué)樓改用了高位水箱后，缺水現(xiàn)象得到了很大改觀。其原因分析除供水管徑小，用水設(shè)備采用自閉式?jīng)_水閥當(dāng)量qg= 6．0太大等，缺水主要原因是調(diào)節(jié)水量小造成的。由此可見(jiàn)，變頻供水保證率不高，不適于用水量過(guò)于集中的公共建筑。
2變頻供水的節(jié)能
以多層建筑給水方式為例，當(dāng)外網(wǎng)壓力能滿足時(shí)為直接給水，當(dāng)外網(wǎng)壓力不能滿足時(shí)采用設(shè)水箱和水泵的聯(lián)合給水及變頻水泵直接給水等。變頻給水將水泵加水箱的聯(lián)合給水方式中的水箱取掉，用變頻水泵直接供水到各用水點(diǎn)，但沒(méi)有利用城市管網(wǎng)的壓力，原來(lái)利用城市管網(wǎng)壓力進(jìn)入水箱里的那部分水，必須經(jīng)水泵提升，增加了水泵的負(fù)擔(dān)，增加了電能的浪費(fèi)。但相對(duì)于水箱水泵聯(lián)合給水方式來(lái)說(shuō)，降低了建筑的造價(jià)，運(yùn)行費(fèi)用也低。
變頻供水的水泵流量是按照室內(nèi)給水水力計(jì)算中的設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算的，而水泵和高位水箱聯(lián)合供水時(shí)水泵流量考慮到最高日最大小時(shí)流量，由此選擇出水泵流量。二者之間，水泵流量相差甚遠(yuǎn)，由此帶來(lái)的電機(jī)功率的能耗也相差甚遠(yuǎn)。例如，某住宅樓為13層，低區(qū)(1N6層)供水采用市政管網(wǎng)壓力直接供水，對(duì)高區(qū)(7～l3層)供水進(jìn)行核算，其結(jié)果為設(shè)計(jì)秒流量q 5．661／s=22．37t／h；最大小時(shí)流量為4．7t／h。當(dāng)供水方式選用變頻供水或者水泵加高位水箱聯(lián)合供水時(shí)，可以看出，變頻水泵的流量是水泵加高位水箱聯(lián)合供水流量的22．37／4．7=4．75倍。因水泵流量的不同，所選擇的水泵電機(jī)的功率的不同，其能耗將可想而知。
變頻供水節(jié)能是對(duì)比無(wú)高位水箱(水塔)供水而言的。因?yàn)樗眉痈呶凰涔┧绞狡溥M(jìn)入水箱的供水管網(wǎng)的勢(shì)能是固定不變的。所選用的水泵能保證始終保持在最佳點(diǎn)(高效區(qū))運(yùn)行，水泵的效率最高。因此，目前對(duì)于用水量過(guò)于集中的公共建筑首選的供水方式仍是水泵加高位水箱，一般不宜采用變頻供水。
3變頻給水改造中的誤區(qū)
給水管網(wǎng)每日24h的用水量是不均勻的。為了保證用水的可靠性，初期選用的2臺(tái)大流量水泵的選擇都是按最不利條件進(jìn)行，即按最大小時(shí)流量和揚(yáng)程選定。特別是晚上，水泵常處于小流量下工作，經(jīng)常出現(xiàn)“大馬拉小車”的工況，泵功率浪費(fèi)嚴(yán)重。所以原有的水泵增壓給水系統(tǒng)的變頻改造中宜采用多臺(tái)泵的組合供水，而不是將原有的水泵采用變頻器進(jìn)行簡(jiǎn)單的控制就行了。在空間情況允許時(shí)，水泵的臺(tái)數(shù)的應(yīng)根據(jù)實(shí)際用水時(shí)段的用水量確定，可以選用2臺(tái)水泵或3臺(tái)水泵變頻循環(huán)的形式，但水泵臺(tái)數(shù)過(guò)多，其投資費(fèi)用偏高。
水泵調(diào)速的范圍是有限的，一般為100％～75％，超過(guò)此范圍將達(dá)不到節(jié)能的效果。對(duì)于常用的離心泵而言，變頻供水在小流量時(shí)由于要保證系統(tǒng)的壓力，其運(yùn)行轉(zhuǎn)速約為工頻轉(zhuǎn)速的80％，運(yùn)行功率約為額定功率的60％，消耗的功率約為相同大小恒速泵額定功率的1／4或更小，同時(shí)水泵效率下降比較大。例如，當(dāng)變頻供水的功率為120kw，在小流量時(shí)，變頻泵實(shí)際的消耗約為1／4x120=30kw，其輸出功率接近于零，純屬無(wú)功消耗。
對(duì)于水泵在晚上或間隔時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)段的小零流量狀態(tài)，若場(chǎng)地空間允許，宜采用關(guān)閉變頻器及其它泵，直接啟動(dòng)輔助小泵的控制供水，或者采用變頻泵自動(dòng)睡眠和自動(dòng)喚醒控制供水，以維持系統(tǒng)運(yùn)行的效率較高，達(dá)到節(jié)能的目的。同時(shí)水泵的選型，應(yīng)選用制造工藝較好的水泵，盡量保證在合理的調(diào)速范圍內(nèi)，效率變化不大。
供水管網(wǎng)中，水泵的壓力是用來(lái)克服供水系統(tǒng)管線的沿程水頭損失以及提供管網(wǎng)的壓力的。因此，變頻供水系統(tǒng)適用于管網(wǎng)壓力變化越大越好，用水量規(guī)模越大，沿程水頭損失就越多，變頻供水的綜合性能就越明顯，越利于系統(tǒng)的節(jié)能。所以變頻供水不是對(duì)所有的供水系統(tǒng)都適用。例如，對(duì)于1～2棟住宅的供水不宜于采用變頻給水。
變頻供水系統(tǒng)與普通供水系統(tǒng)對(duì)同一供水管網(wǎng)而言，變頻給水通過(guò)水泵調(diào)速直接供水到戶，水泵的工況點(diǎn)是變化的；而后者水泵的工況點(diǎn)是固定的。因?yàn)樽冾l給水的水泵在調(diào)速運(yùn)行后的大部分時(shí)間內(nèi)效率都比工頻運(yùn)行時(shí)有所下降。因此，普通供水系統(tǒng)在同樣的供水量下的能耗應(yīng)該比變頻恒壓供水系統(tǒng)小。
