变频器论文(变频器论文题目)

下面，我将用我自己的方式来解释变频器论文的问题，希望我的回答能够对大家有所帮助。让我们开始讨论一下变频器论文的话题。

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变频器论文

前 言

机床是人类进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志。

普通机床经经历了近两百年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化，精密机械与测量等技术的发展与综合应用，生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。数控机床一经使用就显示出了它独特的优越性和强大生命力，使原来不能解决的许多问题，找到了科学解决的途径。

数控车床是数字程序控制车床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，也是是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，在我国制造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合实力的体现。

实 习 报 告 正 文

自从走进了大学，就业问题就似乎总是围绕在我们的身边，成了说不完的话题。在现今社会，招聘会上的大字报都总写着“有经验者优先”，可还在校园里面的我们这班学子社会经验又会拥有多少呢？为了拓展自身的知识面，扩大与社会的接触面，增加个人在社会竞争中的经验，锻炼和提高自己的能力，以便在以后毕业后能真正真正走入社会，能够适应国内外的经济形势的变化，并且能够在生活和工作中很好地处理各方面的问题，在这个假期里我开始了自己的校外实习。.

，把所学的理论知识，运用到客观实际中去，使自己所学的理论知识有用武之地。只学不实践，所学的就等于零,理论应该与实践相结合.另一方面，实践可为以后找工作打基础.通过这段时间的实习，学到一些在学校里学不到的东西。因为环境的不同，接触的人与事不同，从中所学的东西自然就不一样了。要学会从实践中学习，从学习中实践.而且在中国的经济飞速发展，又加入了世贸，国内外经济日趋变化，每天都不断有新的东西涌现，在拥有了越来越多的机会的同时，也有了更多的挑战，中国的经济越和外面接轨，对于人才的要求就会越来越高，我们不只要学好学校里所学到的知识，还要不断从生活中，实践中学其他知识，不断地从各方面武装自已，才能在竞争中突出自已，表现自已。

1. F功能

F功能指令用于控制切削进给量。在程序中，有两种使用方法。

(1)每转进给量

编程格式 G95 F~

F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。

如：G95 F0.2 表示进给量为0.2 mm/r。

(2)每分钟进给量

编程格式G94 F~

F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为 mm/min。

如：G94 F100 表示进给量为100mm/min。

2. S功能

S功能指令用于控制主轴转速。

编程格式 S~

S后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。在具有恒线速功能的机床上，S功能指令还有如下作用。

(1)最高转速限制

设定加工坐标系

编程格式 G50 S～

S后面的数字表示的是最高转速：r/min。

如：G50 S3000 表示最高转速限制为3000r/min。

(2)恒线速控制

编程格式 G96 S～

S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。

如：G96 S150 表示切削点线速度控制在150 m/min。

(3)恒线速取消

编程格式 G97 S～

S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如S未指定，将保留G96的最终值。

如：G97 S3000 表示恒线速控制取消后主轴转速3000 r/min。

3. T功能

T功能指令用于选择加工所用刀具。

编程格式 T～

T后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有T后面用四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。

例：T0303 表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。

T0300 表示取消刀具补偿。

4. M功能

M00： 程序暂停，可用NC启动命令（CYCLE START）使程序继续运行；

M01：计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效；

M03：主轴顺时针旋转；

M04：主轴逆时针旋转；

M05：主轴旋转停止；

M08：冷却液开；

M09：冷却液关；

M30：程序停止，程序复位到起始位置。

5. 加工坐标系设置G50

编程格式 G50 X～ Z～

式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。G50使用方法与G92类似。

在数控车床编程时，所有X坐标值均使用直径值，如图所示。

如：按图设置加工坐标的程序段如下：

G50 X128.7 Z375.1

6. 快速定位指令G00

G00指令命令机床以最快速度运动到下一个目标位置，运动过程中有加速和减速，该指令对运动轨迹没有要求。其指令格式：

G00 X(U)____ Z(W)____；

当用绝对值编程时，X、Z后面的数值是目标位置在工件坐标系的坐标。当用相对值编程时，U、W后面的数值则是现在点与目标点之间的距离与方向。如图所示的定位指令如下：

G50 X200.0 Z263.0; 设定工件坐标系

G00 X40.0 Z212.0； 绝对值指令编程A→C

或G00 U-160.0 W-51.0； 相对值指令编程A→C

因为X轴和Z轴的进给速率不同，因此机床执行快速运动指令时两轴的合成运动轨迹不一定是直线，因此在使用G00指令时，一定要注意避免刀具和工件及夹具发生碰撞。如果忽略这一点，就容易发生碰撞，而快速运动状态下的碰撞就更加危险

7. 直线插补指令G01

G01指令命令机床刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置。

指令格式：G01 X(U)____Z(W)____F ；

其中F是切削进给率或进给速度，单位为mm/r或mm/min，取决于该指令前面程序段的设置。使用G01指令时可以采用绝对坐标编程，也可采用相对坐标编程。当采用绝对坐编程时，数控系统在接受G01指令后，刀具将移至坐标值为X、Z的点上；当采用相对坐编程时，刀具移至距当前点的距离为U、W值的点上。如图所示的直线运动指令如下：

G01 X40.0 Z20. F0.2; 绝对值指令编程

G01 U20.0 W-25.9 F0.2; 相对值指令编程

8. 圆弧插补指令G02、G03

圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧插补运动，用于加工圆弧轮廓。圆弧插补命令分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03两种。其指令格式如下：

顺时针圆弧插补的指令格式：G02 X(U)____Z(W)____I____K____F____；

G02 X(U)____Z(W)___R___ F____；

逆时针圆弧插补的指令格式：G03 X(U)____Z(W)____ I____K____F____；；

G03 X(U)____Z(W)___R___ F____；

使用圆弧插补指令，可以用绝对坐标编程，也可以用相对坐标编程。绝对坐标编程时，X、Z是圆弧终点坐标值；增量编程时，U、W是终点相对始点的距离。圆心位置的指定可以用R，也可以用I、K，R为圆弧半径值；I、K为圆心在X轴和Z轴上相对于圆弧起点的坐标增量; F为沿圆弧切线方向的进给率或进给速度。

当用半径R来指定圆心位置时，由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两种圆弧的可能性，大于180°和小于180°两个圆弧。为区分起见，特规定圆心角α≤180°时，用“+R”表示；α>180°时，用“-R”。注意：R编程只适于非整圆的圆弧插补的情况，不适于整圆加工。例如，图3-13中所示的圆弧从起点到终点为顺时针方向，其走刀指令可编写如下：

G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3； 绝对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/r

G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3； 相对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/r

G02 X 50. 0 Z30.0 R25.0 F0.3； 绝对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/r

G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3； 相对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/r

9. 暂停指令G04

G04指令用于暂停进给，其指令格式是：

G04 P____或G04 X(U)____

暂停时间的长短可以通过地址X(U)或P来指定。其中P后面的数字为整数，单位是ms；X(U)后面的数字为带小数点的数，单位为s。有些机床，X(U)后面的数字表示刀具或工件空转的圈数。

该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工，在车槽、钻镗孔时使用，也可用于拐角轨迹控制。例如，在车削环槽时，若进给结束立即退刀，其环槽外形为螺旋面，用暂停指令G04可以使工件空转几秒钟，即能将环形槽外形光整圆，例如欲空转2.5s时其程序段为： G04 X2.5或G04 U2.5或G04 P2500；

G04为非模态指令，只在本程序段中才有效。

10. 英制和米制输入指令G20、G21

G20表示英制输入，G21表示米制输入。G20和G21是两个可以互相取代的代码。机床出厂前一般设定为G21状态，机床的各项参数均以米制单位设定，所以数控车床一般适用于米制尺寸工件加工，如果一个程序开始用G20指令，则表示程序中相关的一些数据均为英制(单位为英寸)；如果程序用G21指令，则表示程序中相关的一些数据均为米制(单位为mm)。在一个程序内，不能同时使用G20或G21指令，且必须在坐标系确定前指定。G20或G21指令断电前后一致，即停电前使用G20或G21指令，在下次后仍有效，除非重新设定。

11. 进给速度量纲控制指令G98、G99

在数控车削中有两种切削进给模式设置方法，即进给率(每转进给模式)和进给速度(每分钟进给模式)。

（1）进给率，单位为mm/r，其指令为：

G99； 进给率转换指令

G01X____Z____F____； F的单位为mm/r

(2)进给速度，单位为mm/min，其指令为： ．

G98； 进给速度转换指令

G01X____Z____F____； F的单位为mm/min

G98和G99都是模态指令，一旦指定就一直有效，直到指定另一方式为止。车削CNC系统缺省的进给模式是进给率，即每转进给模式，只有在用动力刀具铣削时才采用每分钟进给模式。

12. 参考点返回指令G27、G28、G30

参考点是CNC机床上的固定点，可以利用参考点返回指令将刀架移动到该点。可以设置最多四个参考点，各参考点的位置利用参数事先设置。接通电源后必须先进行第一参考点返回，否则不能进行其它操作。参考点返回有两种方法：

(1)手动参考点返回。

(2)自动参考点返回。该功能是用于接通电源已进行手动参考点返回后，在程序中需要返回参考点进行换刀时使用的自动参考点返回功能。

自动参考点返回时需要用到如下指令：

（1）返回参考点检查G27

G27用于检验X轴与Z轴是否正确返回参考点。指令格式为：

G27 X(U)____ Z(W)____

X(U)、Z(W)为参考点的坐标。执行G27指令的前提是机床通电后必须手动返回一次参考点。

执行该指令时，各轴按指令中给定的坐标值快速定位，且系统内部检查检验参考点的行程开关信号。如果定位结束后检测到开关信号发令正确，则参考点的指示灯亮，说明滑板正确回到了参考点位置；如果检测到的信号不正确，系统报警，说明程序中指令的参考点坐标值不对或机床定位误差过大。

（2）参考点返回指令G28、G30

G28 X(U) ____ Z(W) ____； 第一参考点返回，其中X(U)、Z(W)为参考点返回时的中间点，X、Z为绝对坐标，U、W为相对坐标。参考点返回过程如图3-14所示。

G30 P2 X(U)____ Z(W)____； 第二参考点返回，P2可省略

G30 P3 X(U)____ Z (W)____； 第三参考点返回

G30 P4 X(U)____ Z(W)____； 第四参考点返回

第二、第三和第四参考点返回中的X(U)、Z (W)的含义与G28中的相同。

刀具返回参考点的过程，刀具从当前位置经过中间点(190，50)返回参考点，其指令为：G30 X190 Z50；G30 U100 W30。

数控机床一般由输入装置、数控系统、伺服系统、测量环节和机床本体(组成机床本体的各机械部件)组成。如数控机床组成示意图所示。

数控机床组成示意图

1) 输入输出装置

操作面板

它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具组成：按钮站/状态灯/按键阵列/显示器。下图为西门子的一款数控系统的操作面板，

控制介质

人与数控机床之间建立某种联系的中间媒介物就是控制介质，又称为信息载体。常用的控制价质有穿孔带、穿孔卡、磁盘和磁带。

人机交互设备

数控机床在加工运行时，通常都需要操作人员对数控系统进行状态干预，对输入的加工程序进行编辑、修改和调试，对数控机床运行状态进行显示等，也就是数控机床要具有人机联系的功能。具有人机联系功能的设备统称人机交互设备。常用的人机交互设备有键盘、显示器、光电阅读机等。

通讯 现代的数控系统除采用输入输出设备进行信息交换外，一般都具有用通讯方式进行信息交换的能力。它们是实现CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技术。采用的方式有：

串行通讯（RS-232等串口）

自动控制专用接口和规范（DNC方式，MAP协议等）

网络技术（internet，LAN等）。

DNC是Direct Numerical Control或Distributed Numerical Control英文一

词的缩写，意为直接数字控制或分布数字控制。

2) 计算机数控（CNC）装置

数控装置是数控机床的中枢。CNC装置(CNC单元)

组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。

作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等)，所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。CNC装置是CNC系统的核心

3) 进给伺服驱动系统

进给伺服驱动系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成。伺服驱动的作用，是把来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床工作部件的运动，使工作台按规定轨迹移动或精确定位，加工出符合图样要求的工件，即把数控装置送来的微弱指令信号，放大成能驱动伺动电动机的大功率信号。

常用的伺服电动机有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。根据接收指令的不同，伺服驱动有脉冲式和模拟式，而模拟式伺服驱动方式按驱动电动机的电源种类，可分为直流伺服驱动和交流伺服驱动。步进电动机采用脉冲驱动方式，交、直流伺服电动机采用模拟式驱动方式。

4) 机床电气控制

机床电气控制包括两个方面，可如图所示箭头所指的内容。PLC（可编程的逻辑控制器）用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制，而机床I/O电路和装置则是用来 实现I/O控制的执行部件，由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路；

5) 测量装置

数控机床中的测量装置

数控机床中的反馈系统的工作，反馈系统的作用是通过测量装置将机床移动的实际位置、速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈到CNC装置中，使CNC能随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致，并发出相应指令，纠正所产生的误差。在其它的控制领域，测量装置也有其应用

机械手中的控制电机与测量装置

测量装置安装在数控机床的工作台或丝杠上，按有无检测装置，CNC系统可分为开环和闭环系统，而按测量装置安装的位置不同可分为闭环与半闭环数控系统。开环控系统无测量装置，其控制精度取决于步进电机和丝杠的精度，闭环数控系统的精度取决于测量装置的精度。因此，检测装置是高性能数控机床的重要组成部分。

6) 机床本体

数控机床的机械部件包括：主运动部件，进给运动执行部件，如工作台、拖板及其传动部件，床身、立柱等支承部件；此外，还有冷却、润滑、转位和夹紧等辅助装置。对于加工中心类的数控机床，还有存放刀具的刀库，交换刀具的机械手等部件。数控机床是高精度和高生产率的自动化加工机床，与普通机床相比，应具有更好的抗振性和刚度，要求相对运动面的摩擦因数要小，进给传动部分之间的间隙要小。所以其设计要求比通用机床更严格，加工制造要求精密，并采用加强刚性、减小热变形、提高精度的设计措施。辅助控制装置包括刀库的转位换刀

以上是一般数控车床的组成结构，在实习的过程中，我了解了一下公司生产的CJK0620型的数控机床，它由以下单元组成：变频器（型号lnovance），两个全数字交流伺服单元（型号 SD20B），控制变压器（型号BK1500，容量1.5KV/A,频率50-60HZ，机级电压380V，次级电压220V），控制变压器（型号BK150，容量150V/A，频率50-60HZ，绝缘等级B，机级电压380V，次级电压11-12：36V；11-13：220V），风扇一个，丝杆两个，工作台，两个交流伺服电机，刀架，润滑装置，拖板等等

尾 声

时光如流水，两周的时间转眼即逝，这次实习给我的体会是：

① 通过这次实习我们了解了现代数控机床的生产方式和工艺过程。熟悉了一些材料的成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解了数控机床方面的知识和新工艺、新技术、新设备在机床生产上的应用。

② 在数控机床的生产装配以及调试上，具有初步的独立操作技能。

③ 在了解、熟悉和掌握一定的数控机床的基础知识和操作技能过程中，培养、提高和加强了我的动手能力、创新意识和创新能力。

④ 这次实习，让我们明白做事要认真小心细致，不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质，不到最后一秒决不放弃的毅力！

⑤培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念，强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性，提高了我们的整体综合素质。

是的，课本上学的知识都是最基本的知识，不管现实情况怎样变化，抓住了最基本的就可以以不变应万变。如今有不少学生实习时都觉得课堂上学的知识用不上，出现挫折感，可我觉得，要是没有书本知识作铺垫，又哪应付瞬息万变的社会呢？经过这次实习，虽然时间很短，可我学到的却是我一个学期在学校难以了解的。就比如何与同事们相处，相信人际关系是现今不少大学生刚踏出社会遇到的一大难题，于是在实习时我便有意观察前辈们是如何和同事以及上级相处的，而自己也尽量虚心求教。要搞好人际关系并不仅仅限于本部门，还要跟别的部门例如市场部的同事相处好，那工作起来的效率才高，人们所说的“和气生财”在我们的日常工作中也是不无道理的。而且在工作中常与前辈们聊聊天不仅可以放松一下神经，而且可以学到不少工作以外的事情，尽管许多情况我们不一定遇到，可有所了解做到心中有底，也算是此次实习的其中一个目的了。

很快我们就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。就像我在实习中接触到的零件的加工，虽然它的危险性很大，但是要亲自去操作而且要作出成品，这样就锻炼了我敢于尝试的勇气。

跪求<中央空调系统制冷机组变频调速节能改造>毕业论文

摘要：SXZ8—2040HM2中央空调是某制衣厂的空气调节设备。它制冷量是根据炎热的夏季、最大人流量来设计的，配套的冷冻、冷却水泵电机也一样。众所周知，中国的气候四季分明，就广东省而言，算下来较热的天气四个月左右，其余八个月相对温度偏低，加上白天和晚上温度上的差别。（制衣厂有夜班）对中央空调来说，制冷量会有些富余，造成室内温度不平稳。而水泵又属于二次方律负载，工频全压运行时功率因素和效率均很低。加上电机的配置偏大，造成极大的能源的浪费。另一方面因水泵采用Y—△启动，工频全压运行，造成机械磨损大。停机时产生回水水锤，造成对止水阀和水泵冲击时的磨损和损坏等缺陷。如果把冷冻泵、冷却泵改为变频调速，用温差配置PID闭环控制。可以降低水泵的转速，提高启动性能，简化电路、及惯性停机。上述改良是可以降低机械磨损率和电器故障率，消除水锤现象，更重要的是可以节约能源。而当今世界能源日趋紧张，故对中央空调的节能改造有着重要的现实意义和深远的历史意义。

关键词：中央空调、变频调速、温差控制、PID、节能。论文内容：（一） 中央空调系统的基本构成中央空调系统由三大部分组成，制冷系统、冷却水循环系统、冷冻水循环系统。1、制冷系统 （冷冻机组）冷冻机组是中央空调的心脏，制冷的源头，它由压缩机、冷凝器等组成。其功能是将通往各用户的循环回水，由冷冻机组进行“内部热交换”降温为7—10℃的冷冻水。型号是：SXZ8—2040HM2，中文的全称是：《蒸气双效型溴化锂吸收式冷冻机组》制冷量为2040KW，冷水流量为350立方米/小时。2、冷却水循环系统它是由冷却泵、冷却水塔、冷却风机和管道组成。其作用是利用冷却泵加压，将冷却水送到冷冻机组里不断循环，带走冷冻机（机械运动及内部热交换产生的热量）组释放的热量。3、冷冻水循环系统由冷冻泵、管道、风箱及风机组成，从冷冻机组“冷冻”的冷冻水，由冷冻泵加压，输送到各用户风箱，用风机将风箱里蒸发器蒸发的冷空气带走各房间的热量。 （二）、温度控制 用热电阻和热电偶配合温度控制保护电路，触摸屏显示观察。（三） 拖动系统1、 冷冻机组拖动系统：压缩机及机组、配电量为6。25KW，其中有配电量共为5。5KW电泵二台，压缩机由热蒸气动力拖动。2、 冷却泵拖动系统：二台55KW的水泵电机，Y—△启动一用一备。3、 冷冻泵拖动系统：二台55KW的水泵电机，Y—△启动一用一备。4、 风机拖动系统：一台22KW的水冷却风机，若干台4KW的风机。（四） 系统改造的基本考虑1、要达到节能目的水泵是二次方律负载，通俗的讲就是弹性负载，收缩性较强，具有十分可观的节能潜力。水泵阻转矩是与转速的二次方成正比，故低速时阻转矩比额定转矩小得多。在工频额定电压下运行时，水泵的有效转矩和负载转矩相差甚多，这是水泵类负载的机械特性，像是大马拉小车，功力因素、效率均很低。A是水泵负载在工频额定电压下运行的机械特性曲线，当负载转矩等于电动机的额定转矩TLN时，额定工作点为N点,转速为nN当负载转矩减轻为TLQ时，工作点移到Q点，转速升高为nq。如上所述，这时的功率因数和效率均很低。

B变频降压运行A额定电压下运行 变频调速则可以根据U/F的比率来调整电机转速和有效转矩，降低电机承受的电压和频率，使电机的有效转矩和负载转矩接近，图4—2 B是降压后水泵的机械特性曲线。电动机的有效转矩为TME和负载转矩TLQ十分接近。则功率因素和效率处于最佳状态，减小了电流，同时电压也下降了。我们知道： P=UICOS￠根据这公式推导，由于输出电压、电流下降了，输出功率自然也下降了，达到了节能的目的。2、变频调速系统方案前面讲过，中央空调系统外部热交换是由两个循环系统来完成，冷却水循环系统、冷冻水循环系统。我们知道水泵电机的转速与循环水的速度成正比，而整个中

电机水泵冷却泵循环系统 变频器 - + 电源给定 温差变送器 温度传感器 央空调系统热交换的速度与循环水的速度也成正比，如果根据回水和进水的温度来控制循环水流动的速度，从而控制了热交换的速度。根据这一原理冷却泵、冷冻泵可以以温度为依据，用变频内置PID智能调速来控制电机的转速。是比较合理的控制方式。温度高说明空调系统要求释放的热量增大，应提高水泵电机的转速，反之，可以降低转速，节约能源。（五）系统的具体改造方案1、冷冻水循环系统控制冷冻水的出水温度是冷冻机组“冷冻”的结果，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，冷冻泵的变频调速系统，可以根据回水温度来控制，回水温度高，说明房间温度高，应提高冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度。反之，回水温度低，说明房间温度低，可以降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度。2、冷却水循环系统控制由于冷却塔的水温是随环境温度变化的，其单侧不能准确的反应冷冻机组内部产生热量的多少。所以冷却泵的速度应以回水和进水的温度作为依据，来实现回水和进水恒温差控制，使电机的变频调速合理化。温差大说明冷冻机组产生的热量大，内部热交换的速度要加快，应提高冷却泵的转度，以增大冷却水的循环速度。温差小，说明冻机组产生热量小，可以降低冻却泵的转速，以减小冷却水的循环速度。 3、恒温（度）差控制冷冻水循环系统，单是回水的温度足以反应外部热交换的速度。可用Pt100铂电阻和E系列温控器配合使用，通过热电阻和温控器把回水温度转换成电信号，输出电流为4—20mA，作为变频器的反馈信号，和给定信进行比较。而冷却水循环系统，水塔的水温是随环境温度变化而变化的。单侧不能反应热交换的速度，必须要以回水和进水的温度作为依据。可以用Pt100铂电阻二个温差变送器配合使用，通过热电阻和温差控制器将回水和进水的温差转换成电信号。输出电流为4—20mA，作为变频器的反馈信号，和给定信号进行比较。决定水泵的转度。（六）变频器参数设置及系统控制原理1、时代变频器（TVF2455）的相关参数设定9952=1 数据初始化9906=2 PID应用宏，该应用宏为闭环控制系统设计，适用于压力、温度、流量等控制。 PID应用宏有如下内容 输入信号 输出信号 输入U/I选择启动/停止（DI1 D15） 模拟输出变量 频率 模拟给定 （AI1） 频率输出变量 频率 AI1 0—10V实际值 （AI2） AI2 0—10V控制方式 （DI2） 继电器输出1 故障输出 或4—20MA允许运行 （DI6） 继电器输出2 匀速运行1001=1 1=（DI1）启动/停止1002=2 2=（DI2）得电启动（PID）1003=1 电机方向选择 1=正方向1103=1 外部给定1选择 1=AI1 由模拟输

入AI1给定1201=4 4=DI3 多速输出 1205=50 多速4的给定 对应DI3 单位 HZ1401=4 4=故障吸合 继电器输出1的变量2102=1 停止功能 1=惯性停车2008=50 最大频率 单位 HZ2007=28 最小频率 单位 HZ4405=1 偏差值取反 1=取反2202=8 加速时间 单位 S2602=2 U/F比率 2=平方型 通常用于平方负载转矩的应用中，例如水泵和风机。2、控制原理图说明AI1 REF AGND RP—0-10V模拟给定电压。AI2 AGND—反馈信号（4-20MA）。 DI6—允许运行。 DI1—启动 。 DI2 —手动/自动（闭合PID控制）。 DI3—恒速运行。KM继电器—故障吸合。当刚启动水泵时，因冷却水的进水口和回水口温度相等，热电阻Rt1和Rt2无温差。温差变送器只有微小输出，变频器置于手动位置，这时KI1 KI4 KI6闭合变频器恒速运行。20分钟后，冷却水管的进水口和出水口温度有了差值，温差变送器根据温差值输出4—20mA的偏差信号，作为变频器的反馈信号。KI4断开、KI2 闭合，变频器进入自动PID闭环控制环节，模拟给定电压和反馈信号比较，得出偏差值在内部进行比例、积分、运算后，输出一个模拟给定频率信号，去控制冷却泵电机的频率，从而控制了电机的速度。温差大时，说明冷冻机组内部“热交换加快”，电机转速加快，温差小时，冷冻机内部“热交换减慢”电机转速可以减慢。另一方面，由于变频器设置2602=2，可以充分利用变频器调压、调频的突出特性。使U/F比率处于最佳状态，这时有效转矩和负载转矩十分接近，达到节能的目的。（七）改为变频调速运行效果通过近一年的运行，用户反应半年就收回了成本，如果以平均节能30℅算，功率110KW，每小时节能至少30度，达到预期的效果。具体有如下几点：1、通过观察冷却泵转速下降为，最大频率是：42HZ，最小频率是：28HZ。节能35℅左右。冷冻泵转速下降为，最大频率是：46HZ 最小频率是：35HZ。节能25℅左右。2、以每天16小时计算一年可以节能：172800度电。3、简化了控制电路，电气故障率减少了。4、控制温度效果较好，房间内温度比较平稳。5、电机转速下降了，机械磨损明显减小。实施了惯性停机，消除了水锤现象。

王英的论文著作

1.基于MATLAB的级联性高压变频器的建模与仿真. 电机与控制应用，2012(4)

2.高压变频矢量控制系统的仿真.大连交通大学学报，2012(3)

3.能量回馈型异步电机测试系统. 电机与控制应用，2011(4)

4.异步电动机直接转矩控制磁链区间细分方法. 大连交通大学学报，2011(4)

5.基于西门子Sinamics S120的电机负载特性测试系统设计. 变频器世界 ,2011(3)

6.磁悬浮长定子直线同步电动机励磁电流变化分析. 微电机，2008（10）

7.感应电机的高性能鲁棒速度跟踪控制器设计.电机与控制学报，2008（6）

8.Numerical Optimization based Field-oriented Control of Induction Motor. International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation. 2008.10.

9.基于相角裕度优化的PID参数整定方法研究.化工自动化及仪表，2008(1)

李崇坚的人物作品

(1)中国电机系统节能项目组(戴彦德，戴林，王正元，赵争鸣，李崇坚 等)编著，中国电机系统能源效率与市场潜力分析，机械工业出版社，2001.11,ISBN 7-111-00636-4/T.59

(2)李崇坚、段巍 著，轧机传动交流调速机电振动控制，冶金工业出版社（冶金系统跨世纪学术技术带头人著作丛书），2003. 6 , ISBN 7-5024-3270-1

发表论文

(1)李崇坚，“交交变频正弦波型自控式同步机传动系统的分析”，冶金自动化，1984.1

(2)李崇坚，陈德芳，“交流变频调速在活套式拉丝机上的应用”，金属制品1988.1

(3)李崇坚，“双馈电机提高串级调速功率因数的有效途径”，化工设计1988.2

(4)李崇坚，郭毅风，“晶体管脉宽调制PWM INVI型变频调速装置”，冶金自化1988.5

(5)李崇坚，“活套式拉丝机交流传动自动控制系统”，冶金自动化1988.5

(6)李崇坚，王松，杜沧，朱春毅，“双馈感应电动机的磁场定向控制”，第一届中国交流调速学术会议论文集1989.7 (优秀论文)

(7)柯晶，李崇坚，“电流型变频器在辊道变频调速中的应用”，冶金自动化1990.3

(8)丁蕴石，王松，李崇坚，杜沧，“ CONTROL OF HIGH DYNAMIC RESPONSE DOUBLE-FED MACHINE DRIVE FOR ROLLING MILL APPLICATIONS” PEMC90 1990.

(9)王征，李崇坚，“全数字控制直流调速系统”，1990年中国金属学会电气传动学术会议论文

(10)王松，朱春毅，李崇坚，“ ARIVERT-A矢量控制交流调速装置”，1990年中国金属学会电气传动学术会议论文

(11)沈龙大，朱兆年，李崇坚，“静止变频器成组传动装置在轧钢变频辊道上的应用”，电气传动1991

(12)李崇坚，沈龙大，“轧机交流调速传动的现状和动向” 北京自动化学会1991年年会论文集(优秀论文)

(13)李崇坚，“电气传动技术的现状与发展动向”1992年中国金属学会电气传动学术会议论文

(14)丁蕴石，杜沧，李崇坚，王松，“ Self-Controlled Vector Controlled Doubly Fed Induction Machine and Its Applications in Narrow Strip Hot Rolling Mill”IFAC921992

(15)李崇坚，丁蕴石，“磁场定向控制同步电机的数学模型” 第六届全国电气自动化年会论文集1992.10

(16)丁蕴石，杜沧，李崇坚，王松，王征，颜京城，“Self-Controlled Vector Controlled Doubly Fed Induction Machine and Its Applications in Narrow Strip Hot Rolling Mill”IMEC`921992国际电机会议, 英国, 曼彻斯特

(17)丁蕴石，杜沧，李崇坚，王松，王征，颜京城，“AC Main Drive Vector Controlled doubly fed Machine Speed Governing System for Narrow Strip hot RollingMill” 1993年国际3M会议 1993, 北京

(18)李发海，丁蕴石，李崇坚，“交流电机控制系统的现状与发展动向”，电工技术杂志1993.1

(19)李崇坚，“交交变频磁场定向控制同步电机调速系统的研究”，清华大学博士学位论文，1993.6 (清华大学优秀博士论文)

(20)李崇坚，“交交变频同步电机磁场定向控制的物理意义与控制思路” 第三届中国交流调速学术会议论文集 1993.10

(21)朱春毅，李崇坚，徐伯雄，李耀华，“交交变频同步电机控制系统仿真分析”，第三届中国交流调速学术会议论文集 1993.10

(22)Li Chongjian, Zhu Chunyi, Li Yaohua“ Modelling and Simulation of AC/AC Field-oriented Control System of Synchronous Motor ”，IPEMC94 P507

(23)Li Chongjian, Wang Xiangheng, Li Fahai, Gao Jingde, Ding Yunshi,　Kulig T.S.“Dynamic Performances of the Field Oriented Control Cycloconverter-Fed Synchronons Machine ” IPEMC94P510

(24)干永革，李崇坚，“交交变频同步电机电流控制系统”第七届全国电气自动化年会论文集 1994.10

(25)朱春毅，李崇坚，干永革，李向欣，“交交变频同步电动机转子位置检测研究”冶金自动化1994.5

(26)李崇坚，“电气传动技术的现状与发展”当代电工科技发展论文集中国电工技术学会第四届理事会1995.4

(27)Li Chongjian, …, “A High-Performance Synchronous Motor Field-OrientedControl System ”PEDS95 Singapore 1995.4 (EI收录)

(28)李崇坚，李向欣，杜沧，朱春毅，干永革，王征，王文，“交交变频同步电机磁场定向控制系统的研究”，第四届中国交流电机调速传动学术会议论文集1995.9 (优秀论文)

(29)干永革，李向欣，杜沧，王征，王文，李崇坚，“5000KW轧机主传动同步电机交交变频全数字矢量控制系统”，第四届中国交流电机调速传动学术会议论文集1995.9

(30)王松，高金宝，安伟，解仑，杜沧，李崇坚，“2*1400KW, 3KV异步电动机的矢量定向VVVF传动系统”，第四届中国交流电机调速传动学术会议论文集1995.9(优秀论文)

(31)李崇坚，王祥珩，李发海，高景德，“阻尼绕组对磁场定向控制交交变频同步电机动态行为的影响” 电工技术学报，1995.4 (EI收录)

(32)李崇坚，王祥珩，李发海，高景德，丁蕴石“磁场定向控制交交变频同步电机系统的数学模型” 清华大学学报(自然科学版)1995.4 (EI收录)

(33)李崇坚，“交流调速技术在风机水泵节能改造中的应用”设备管理与维修1995.5-6

(34)李崇坚，朱春毅，“交交变频同步电机阻尼磁链定向控制系统”冶金自动化1996.3

(35)李崇坚，“小型连轧机主传动技术的现状与发展”冶金自动化1996.5

(36)李崇坚，“大功率轧机主传动交流调速技术”，第五届中国交流电机调速传动学术会议论文集P6 1997.10

(37)干永革，李向欣，王征，覃正清，张登山，杨怡，李崇坚，“4000KW同步电机交交变频全数字矢量控制系统”，第五届中国交流电机调速传动学术会议论文集P190(优秀论文) 1997.10

(38)廖阳，覃正清，马忱，李崇坚，“大功率风机变频调速数字控制系统的研究”第五届中国交流电机调速传动学术会议论文集P124，1997.10

(39)覃正清，迟颂，李崇坚，王长江，“高压自控式同步机数字化控制系统”，第五届中国交流电机调速传动学术会议论文集P183，1997.10

(40)王文，李崇坚，卢俊峰“交交变频同步电机调速系统仿真软件包”第五届中国交流电机调速传动学术会议论文集P196，1997.10

(41)李崇坚，“大功率轧机主传动技术的现状与发展”，中国钢铁1997年会论文集1997.10

(42)Wang Zhiliang，Li Chongjian，Xie Lun “ AC Servo System Based on Intelligent Control ” IPEMC97P1025，1997,10 HangZhou

(43)王卫国、卢俊峰、李发海、李崇坚、黄斐梨： 交交变频气隙磁链定向控制同步电机调速系统的可视仿真。 清华大学学报(自然科学版) 1997年增第1期P40-44

(44)翁海清、李崇坚*、李发海、刘丛伟：基于改进节点法的异步电机仿真模型，清华大学学报 （自然科学版）1999年 第3期 (EI收录)

(45)刘丛伟、李崇坚*、李发海：双馈电机无速度传感器矢量控制系统的研究，清华大学学报 （自然科学版）1999年 第5期 (EI收录)

(46)刘丛伟、韦立祥、李崇坚*、李发海：电力电子及电机系统通用仿真软件包，电机工程学报，1999年第3期，P37-40 (EI收录)

(47)干永革 李崇坚* 王文 李发海：交交变频同步电机矢量控制系统供电电网谐波分析。电机工程学报，1999.6，第19卷（学第110期）P21-25(EI收录)

(48)Lixiang Wei, Chongjian Li , Fahai Li：A Dual PWM Scheme for Three-Level Voltage Source Converter System with IGBT Modules， Published in the 24th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Conference , Aachen-Gernmany, pp755-760(EI收录)

(49)李崇坚*、韦立祥、寿晓强、刘丛伟、李发海：用D — d 方法分析单周控制CUK电路的动态特性。电机工程学报，1999年第2期，P32-36 (EI收录)

(50)韦立祥、刘丛伟、李崇坚*、李发海：同步电动机失步保护及其自动再整步的研究及实现，电机工程学报，1999年第8期，P30-35

(51)Wang, Zhiliang Xie, Lun Li, Chongjian：Application of intelligent control theory in AC servo system ，Journal of University of Science and Technology Beijing: Mineral Metallurgy Materials (Eng Ed) v4，n3， Sept， 1997， P43-45 (EI收录)

(52)Yongge Gan, WenWang, Chongjian Li, Fahai Li ：New Method of Reactive Power Compensation of Field-oriented Control of Cycloconverter-fed Synchronous Motor Driving Mine Hoist，Published in the 24th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Conference , Aachen-Gernmany, pp473-478 (EI收录)

(53)Congwei Liu Chongjian Li* Lixiang Wei Fahai Li，Improvement of Speed Sensorless Control Method of Introduction Motors，Published in the 24th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Conference , Aachen-Gernmany, pp986-990(EI收录)

(54)Lixiang Wei, Chongjian Li *, Congwei Liu, Fahai Li：A Direct Power Feedback Method of a Dual PWM Three-Level Voltage Source Converter System，Published On the IEEE PESC’99 conference, Charleston, SC, USA (EI收录)

(55)干永革、王文、李崇坚、李发海：多套交交变频同步电机矢量控制系统网侧合成电流谐波分析。电机工程学报，1999年第19卷，第7期，P14-18 (EI收录)

(56)lixiang Wei,Yuliang Wu,Huiqingwang,Chongjian Li, Fahai,Li,A novel space vector control of three-level inverter. Published in PEDS’99 in HongKong (EI收录)

(57)李崇坚、干永革、王文、李发海：交交变频同步电机矢量控制系统网侧无功功率的研究，电机工程学报，2000.1，第20卷，第1期

(58)高龙，李崇坚，李发海，王幼毅： 非线性降维观测器的设计理论及应用。清华大学学报(自然科学版)，2000年第1期 (EI收录)

(59)高龙，韩俊生，李崇坚： 非线性鲁棒自抗扰控制器在电力系统中的应用。清华大学学报(自然科学版)，2000年第3期 (EI收录)

(60)高龙、李崇坚、郭国晓：电力系统非线形PID励磁控制器，清华大学学报(自然科学版)，2000年第3期 (EI收录)

(61)李崇坚、李向欣、干永革、王征：国产大型热连轧机主传动交流调速系统，冶金自动化，2000.5

(62)王征、张卫、李崇坚：大型热连轧机主传动机电振荡的研究，冶金自动化，2001.1

(63)杜伟、何山、李崇坚：全数字矢量控制系统的实现与工程调试方法，冶金自动化，2001.1

(64)李向欣、何山、王征、李崇坚、：交交变频同步电机功率因数控制，冶金自动化，2001.1

(65)段巍、王征、张卫、李崇坚：轧机主传动系统机电振荡的研究，第七届中国电力电子与传动控制学术会议论文集2001，7, 优秀论文

(66)李崇坚、李向欣、干永革、王征：大型热连轧机主传动交流调速系统，第七届中国电力电子与传动控制学术会议论文集2001，7

(67)Feng Qiao, Wei Duan and Chongjian Li,Study of Vibration Suppression in the 2-Mass Main Drive System of Rolling Mill, Proc. of 7th. Chinese Automation & Computer Science Conference in the UK, England, UK, pages 205-212, 22, Septmeber 2001.

(68)段巍、李崇坚：大型热连轧机传动系统机电振荡的研究，中国钢铁2001年会，2001，10

(69)李崇坚、李向欣、干永革、王征：大型热连轧机主传动交流调速系统，电气时代2002，1,P33

(70)干永革、周超、赵雨、李崇坚：大功率中压变频调速系统的研制，电气传动增刊，2002，第32卷

(71)李崇坚：中大功率电机系统节能技术分析，变频器世界2003，1,P10

(72)李崇坚：中电压大功率交流变频调速技术在轧钢设备中的应用，电力电子2003，1,P25

(73)Yuan Liqiang,Zhao Zhengming,Bai Hua,Li Chongjian, Li Yiaohua, “The IGCT Test Platform for Voltage Souce Inverters” IEEE Proc.of PEDS 2003,Singapore，Nov.2003(EI收录)

(74)Liqiang Yuan, Zhengming Zhao, Chongjian Li,Theoptimization of snubbers for IGCT-based voltage source inverters. The 29th Annual Conference of the IEEE IAS, IECON2003,2003.679-682(EI收录)

(75)Liqiang Yuan, Zhengming Zhao, Chongjian Li, The functional model of IGCTs for the circuit simulation of high voltage converter.中国电工技术学报, (EI收录)

(76)李崇坚,交流电机变频调速控制系统的探讨, 电力电子2004，2

(77)袁立强,赵争鸣,刘建政, 李崇坚,李耀华.基于IGCT的大功率NPC逆变器的设计仿真与分析.电力自动化设备,2004,24(1):46-49

(78)赵争鸣,袁立强,孟朔,李崇坚,通用变频器矢量控制与直接转矩控制特性比较. 中国电工技术学报, (EI收录)

(79)李崇坚,大功率轧机主传动技术的发展.宝钢第一届国际学术年会论文集.2004,5

(80)王成胜，李崇坚*，朱春毅，张胜民，段巍，王鹏，成小瑛,高压IGCT三电平变流器的试验研究, 中国第12届电气自动化年会论文集,2004,10

(81)何山， 李向欣， 邢卫宏， 李崇坚，杜伟， 王云鹏,国产大型矿井提升机交流调速系统, 中国第12届电气自动化年会论文集,2004,10

(82)李崇坚,轧机主传动交流调速技术的现状与发展, 中国第12届电气自动化年会论文集,2004,10

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交流异步电机软起动技术分析与研究论文关键词:异步电动机;软起动;调压调速

论文摘要:本文对交流异步电动机的软起动问题做了分析和研究,提出了异步电动机起动和运行的综合控制方案。 1前言

目前在工矿企业中使用着大量的交流异步电动机(包括380V/660V低压电动机和3KV/6KV中压电动机),有相当多的异步电动机及其拖动系统还处于非经济运行的状态,白白地浪费掉大量的电能。究其原因,大致是由以下几种情况造成的:

①由于大部分电机采用直接起动方式,除了造成对电网及拖动系统的冲击和事故之外,8~10倍的起动电流造成巨大的能量损耗。

②在进行电动机容量选配时,往往片面追求大的安全余量,且层层加码,结果使电动机容量过大,造成“大马拉小车”的现象,导致电动机偏离最佳工况点,运行效率和功率因数降低。

③从电动机拖动的生产机械自身的运行经济性考虑,往往要求电力拖动系统具有变压、变速调节能力,若用定速定压拖动,势必造成大量的额外电能损失。

2异步电动机的软起动　　

由于工业生产机械的不断更新和发展,对电动机的起动性能提出了越来越高的要求,归纳起来有以下几个方面;

①求电动机有足够大的,并且能平稳提升的起动转矩和符合要求的机械特性曲线;

②尽可能小的起动电流;

③起动设备尽可能简单、经济、可靠,起动操作方便;

④起动过程中的功率消耗应尽可能的少。

根据以上相互矛盾的要求和电网的实际情况,通常采用的起动方式有两种:一种是在额定电压下的直接起动方式,另一种是降压起动方式。

2.1直接起动的危害

①电网冲击:过大的起动电流(空载起动电流可达额定电流的4~7倍,带载起动时可达8~10倍或更大),会造成电网电压下降,影响其他用电设备的正常运行,还可能使欠压保护动作,造成设备的有害跳闸。同时过大的起动电流会使电机绕组发热,从而加速绝缘老化,影响电机寿命。

②机械冲击:过大的冲击转矩往往造成电动机转子笼条、端环断裂和定子端部绕组绝缘磨损,导致击穿烧机;转轴扭曲,联轴节、传动齿轮损伤和皮带撕裂等。

③对生产机械造成冲击:起动过程中的压力突变往往造成泵系统管道、阀门的损伤,缩短使用寿命;影响传动精度,甚至影响正常的过程控制。

2.2老式降压起动方式的适用场合及性能比较:

降压起动的目的是减小起动电流,但它同时也使起动转矩下降了。对于重载起动,带有大的峰值负载的生产机械,就不能用这种方式起动。传统的降压起动有以下几种方法:

(1)星形/三角形转换器:这种方法适用于正常运行时定子绕组采用△接法的电动机。定子有六个接头引出,接到转换开关上,起动时采用星形接法,起动完毕后再切换成△接法。起动电压为220V,运行电压为380V。这种起动设备的优点是起动设备简单,起动过程中消耗能量少。缺点是有二次电流冲击,设备故障率高,需要经常维护,所以不宜使用在频繁起动的设备上。

(2)自耦变压器降压起动:三相自耦变压器(也称补偿器)高压边接电网,低压边接电动机,一般有几个分接头,可选择不同的电压比,相对于不同起动转矩的负载。在电动机起动后再将其切除。其优点是起动电压可以选择,如0.65.0.8或0.9UN,以适应不同负载的要求。缺点是体积大,重量重,且要消耗较多有色金属,故障率高,维修费用高。

(3)对于绕线式异步电动机,可在转子绕组串接频敏变阻器或水电阻实现起动,待起动完成后再将其切除。但频敏变阻器成本高,而水电阻损耗又大。

值得指出的是:尽管各种老式降压起动方法各有其优缺点,但它们有一个共同的优点:就是没有谐波污染。　2.3新型的电子式软起动器

所谓“软起动”,实际上就是按照预先设定的控制模式进行的降压起动过程。目前的软起动器一般有以下几种起动方式: (1)限流软起动:限流起动顾名思义就是在电动机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值(Im)的软起动方式。主要用在轻载起动的负载的降压起动,其输出电压从零开始迅速增长,直到其输出电流达到预先设定的电流限值Im,然后在保持输出电流I　　这种起动方式的优点是起动电流小,且可按需要调整,(起动电流的限值Im必须根据电动机的起动转矩来设定,Im设置过小,将会使起动失败或烧毁电机。)对电网电压影响小。其缺点是在起动时难以知道起动压降,不能充分利用压降空间,损失起动转矩,起动时间相对较长。

(2)转矩控制起动:主要用在重载起动,它是按电动机的起动转矩线性上升的规律控制输出电压,它的优点是起动平滑、柔性好,对拖动系统有利,同时减少对电网的冲击,是最优的重载起动方式。它的缺点是起动时间较长。

(3)转矩加突跳控制起动与转矩控制起动一样也是用在重载起动的场合。所不同的是在起动的瞬间用突跳转矩,克服拖动系统的静转矩,然后转矩平滑上升,可缩短起动时间。但是,突跳会给电网发送尖脉冲,干扰其它负荷,使用时应特别注意。(4)电压控制起动是用在轻载起动的场合,在保证起动压降的前提下使电动机获得最大的起动转矩,尽可能地缩短起动时间,是最优的轻载软起动方式。

2.4软起动器的适用场合

(1)生产设备精密,不允许起动冲击,否则会造成生产设备和产品不良后果的场合;

(2)电动机功率较大,若直接起动,要求主变压器容量加大的场合;

(3)对电网电压波动要求严格,对压降要求≤10%UN的供电系统;

(4)对起动转矩要求不高,可进行空载或轻载起动的设备。

严格地讲,起动转矩应当小于额定转矩50%的拖动系统,才适合使用软起动器解决起动冲击问题。对于需重载或满载起动的设备,若采用软起动器起动,不但达不到减小起动电流的目的,反而会要求增加软起动器晶闸管的容量,增加成本;若操作不当,还有可能烧毁晶闸管。此时只能采用变频软起动。因为软起动器调压不调频,转差功率始终存在,难免过大的起动电流;而变频器采用调频调压方式,可实现无过流软起动,且可提供1.2~2倍额定转矩的起动转矩,特别适用于重载起动的设备。但是变频器的价格就要比软起动器的价格高得多了。

3异步电动机的调压调速　　

异步电动机的调压调速属低效调速方式,因为在调速过程中始终存在转差损耗,因此调压调速有很大的限制,不是任何一台普通的笼型电机加上一套晶闸管调压装置,就可以实现调压调速的。

首先必须改变电动机的外特性,新的外特性必须使电动机有一个宽广的稳定的调速范围。一般要采用高转差率电机,交流力矩电机或在绕线式电机的转子绕组中串接电阻的方法,并且要加上转速闭环控制,才能进行稳定的调速。

其次是要将调速过程中由于转差功率引起的转子的温升很好地导出机外,才能实现长期稳定工作。这里可采取旋转热管结构,也可采取特殊风道冷却结构,都是行之有效的方法。

在电力电子技术高度发展的今天,变频调速装置的价格已不再昂贵的情况下,再考虑调压调速,似乎已无多大的现实意义了。　

4结论

(1)电子式软起动器结构简单,较之传统的△/Y起动器,自耦变压器起动器具有无触点、无噪音、重量轻、体积小,起动电流及起动时间可控制,起动过程平滑等优点,并且维护工作量小。当电动机空载或轻载时,节能效果显著,特别适用于短时满载,长时间空载的负载。

(2)对于高转差电机,实心转子电机,力矩电机等,尤其是在带风机、水泵类负载时,有较好的调速性能,但不适用于普通的笼型电机调速。

(3)采用智能控制器,具有完善的电机保护功能,保护整定值设置方便,保护性能可靠。

(4)其最大缺点是由于采用晶a闸管移相控制,故对电网及电机均存在谐波干扰。

关于电子技术论文300字

现代电力电子技术浅探

电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域--电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。

一、电力电子技术的发展

现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

1、整流器时代

大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。

2、逆变器时代

七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。

3、变频器时代

进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。

二、电力电子技术的应用

1、一般工业

工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

2、交通运输

电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。

3、电力系统

电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔性交流输电(FACTS)也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。

在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。

4、电子装置用电源

各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。

5、家用电器

照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。

6、其他

不间断电源(UPS)在现代社会中的作用越来越重要，用量也越来越大，在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天器中为了人的生存和工作，也离不开各种电源，这些都必需采用电力电子技术。传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机后，各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快，燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术。为了合理地利用水力发电资源，近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式，它需要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的脉冲电源，这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合，常常需要一些特种电源，这也是电力电子技术的用武之地。以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。现在，在1kW以下，甚至几十W以下的功率范围内，电力电子技术的应用也越来越广，其地位也越来越重要。这已成为一个重要的发展趋势，值得引起人们的注意。

总之，电力电子技术的应用范围十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源，因此也可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面，在使用量十分庞大的照明电源等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也被称为是节能技术。

变频器常见干扰故障分析及对策

论文关键词：变频器; 干扰故障; 对策

论文摘要：文章对变频器常见干扰故障进行了分析总结，并提出了相应的解决对策。

1．引言

变频器作为一种高效节能的电机调速装置，因其较高的性能价格比，在工厂得到了越来越广泛的应用。众所周知，变频器是由整流电路、滤波电路、逆变电路组成。其中整流电路和逆变电路中均使用了半导体开关元件，在控制上则采用的是PWM控制方式，这就决定了变频器的输入、输出电压和电流除了基波之外，还含有许多的高次谐波成分。这些高次谐波成分将会引起电网电压波形的畸变，产生无线电干扰电波，它们对周边的设备、包括变频器的驱动对象--电动机带来不良的影响。同时由于变频器的使用，电网电源电压中会产生高次谐波的成分，电网电源内有晶闸管整流设备工作时，会引导电源波形产生畸形。另外，由于遭受雷击或电源变压器的开闭，电功率用电器的开闭等，产生的浪涌电压，也将使电源波形畸变，这种波形畸变的电网电源给变频器供电时，又将对变频器产生不良影响。文章对于上述现象进行了分析并提出了降低这些不良影响的措施。

2．外界对变频器的干扰

供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电；浪涌、跌落；尖峰电压脉冲；射频干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的谐波干扰后若不加处理，电网噪声就会通过电网的电源电路干扰变频器。变频器的输入电路侧，是将交流电压变成直流电压。这就是常称为"电网污染"的整流电路。由于这个直流电压是在被滤波电容平滑之后输出给后续电路的，电源供给变频器的实际上是滤波电容的充电电流，这就使输入电压波形产生畸变。

（1）电网中存在各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备，非线性负载及照明设备等大量谐波源

电源网络内有这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变，从而对电网中其它设备产生危害的干扰。例如：当供电网络内有较大容量的晶闸管换流设备时，因晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通，故容易使网络电压出现凹口，波形严重失真。它使变频器输入侧的整流电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害，从而导致输入回路击穿而烧毁。

（2）电力补偿电容对变频器的干扰

电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求，为此，许多用户都在变电所采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。在补偿电容投入或切出的暂态过程中，网络电压有可能出现很高的峰值，其结果是可能使变频器的整流二极管因承受过高的反向电压而击穿。

（3）电源辐射传播的干扰信号

电磁干扰(EMI)，是外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰，通常是通过电路传导和以场的形式传播的[2]即以电磁波方式向空中幅射，其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。

对于（1）、（2）两项产生的干扰抑制可以在变频器输入电路中，串入交流电抗器，它对于基波频率下的阻抗是微不足道的。但对于频率较高的高频干扰信号来说，呈现很高的阻抗，能有效地抑制干扰的作用。对于（3）项的干扰信号主要通过吸收方式来削弱。变频器电源输入端，通常都加有吸收电容。也可以再加上专用的"无线电干扰滤器"，来进一步削弱干扰信号。

3．变频器对周边设备的干扰及对策

上面已经讲过变频器能使输入电源电压产生高次谐波。同时，变频器的输出电压和电流除了基波之外，还含有许多高次谐波的成分，它们将以各种方式把自己的能量传播出去，这些高次谐波对周围设备带来不良的影响。其中，供电电源的畸变，使处于同一供电电源的其他设备出现误动作，过热、噪声和振动；产生的无线干扰电波给变频器周围的电视机、收音机、手机等无线电接收装置带来干扰，严重时不能正常工作；对变频器的外部控制信号产生干扰，这些控制信号受干扰后，就不能准确、正常地控制变频器运行，使被变频器驱动的电动机产生噪音，振动和发热现象。

（1）对接在同一电源设备带来的干扰

当变频器的容量较大时，将使网络电压产生畸变，通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰传入其它电路。消除或削弱对接在同一电源的设备带来的干扰，可以将变频器的输入端串入交流电抗器，在变频器的整流侧插入直流电抗器。也可以在变频器电源输入端插入滤波器，如下图1所示:

LC滤波器是被动滤波器，它由电抗和电容组成对高次谐波的共振回路，从而达到吸收高次谐波的目的。有源滤波器的工作原理是：通过对电流中高次谐波进行检测，并根据检测结果，输入与高次谐波成分相位相反的电流来削弱高次谐波的目的。

（2）对于产生的无线电干扰波

目前，变频器绝大部分是采用PWM控制方法。变频器输出信号是高频的开关信号，在变频器的输出电压、输出电流中含有高次谐波，通过静电感应和电磁感应，产生无线电干扰波。这些干扰波有的通过电线传导，有些辐射至空中的电磁波和电场直接辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样，变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。

电线传导的无线电干扰波的抑制，可以采用噪声滤波变压器，对高次谐波形成绝缘；插入电抗器，以提高对高次谐波成分的阻抗，在变频器的输入端插入滤波器。

辐射无线电干扰波的抑制，较传导无线电干扰波要困难一些。这种无线电干扰的大小，决定于安装变频器设备本身的结构，和电动机电缆线长短等许多因素有关。可以尽量缩短电动机电线，电线采用双绞措施，减少阻抗；变频器输入、输出线装入铁管屏蔽；将变频器机壳良好地接；变频器输入、输出端串接电抗器，插入滤波器。

（3）对于产生的噪声干扰

由于变频器采用了PWM 控制方式，变频器的输出电压波形不是正弦波，通过电动机的电流也难免含有许多谐波。变频器输出的谐波频率与转子固有频率的共振，在转子固有频率附近的噪声增大，变频器输出的谐波分量使铁心、机壳、轴架等谐波在其固有频率附近的噪声增大。因此，利用变频器对电动机进行调速控制时，电动机绕组和铁芯由于谐波的成分而产生噪声。

下图2是电动机采用变频器驱动和采用电网电源直接驱动时的噪音比较。通常，采用变频器对电动机进行驱动时，电动机产生的噪音要比电网电源直接驱动产生的噪音高出5～10dB。 对于噪音的抑制可以采取的措施为:

① 选用以IGBT等为逆变模块的载波频率较高的低噪音变频器。选用变频器专用电动机，在变频器与电动机之间串入电抗器，以减少PWM控制方式产生的高次谐波。

② 在变频器与电动机之间插入可以将输出波形转换成正弦波的滤波器。

③ 选用低噪音的电抗器。

（4）对于产生的振动干扰

采用变频器对电动机进行调速控制时，同噪音相同的原因，会使电动机产生振动。特别是较低阶的高次谐波所产生的脉动转矩，给电动机的转矩输出带来较大的振动。若机械系统与这种振动发生共振时，其振动就更为严重。

通常可以采取以下措施减小振动：

① 强化机械结构的刚性，将刚性连接改为强性连接。

② 在变频器与电动机之间串入电抗器

③ 降低变频器的输出压频比。

④ 改变变频器的载波频率。

在变频器对电动机进行调速过程中，如果调速范围较大时，应先测到机械系统的共振频率，然后利用变频器的频率跳跃功能，避开这些共振频率。如果转距有余量，可以将U/f给定小些。

（5）对于导致控制部件电动机过热的干扰

采用变频器对电动机进行调速控制，由于高次谐波的原因，即使是对同一电动机，在同一频率下运行，电动机也将增加5%～10%的电流。电动机温度自然会提高。此外，普通电动机的冷却风扇安装在电动机轴上的，在连续进行低速运行时，由于自身的冷却风扇的冷却能力不足，而出现电动机过热现象。

电动机过热的对策有以下几种：

① 为电动机另配冷却风扇，改自冷式为他冷式。增加低速运行时的冷却能力。

② 选用较大容量的电动机。

③ 改用变频器专用电动机。

④ 改变调速方案，避免电动机连续低速运行。

随着工厂电气自动化程度的提高，各种干扰也日益增多，只有对变频器的干扰问题有深入的认识，并采取相应的处理措施，才能够减少彼此之间的相互危害，更大程度的确保生产的正常进行和设备的稳定。

参考文献

[1] 李自先，等．变频器应用维护与修理[M]．北京：地震出版社，2005．

[2] 张六一．变频器使用过程的干扰源和抗干扰措施[J]. 冶金丛刊2007, (1)13-14. 转

今天的讨论已经涵盖了“变频器论文”的各个方面。我希望您能够从中获得所需的信息，并利用这些知识在将来的学习和生活中取得更好的成果。如果您有任何问题或需要进一步的讨论，请随时告诉我。

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