【導(dǎo)讀】但在實(shí)際應(yīng)用中，由于負(fù)載性質(zhì)不同、電動(dòng)機(jī)輸出功率大小不等、變頻器額定電壓等級(jí)不。一樣等客觀因素的不利影響，時(shí)而發(fā)生變頻器、電動(dòng)機(jī)損壞和電網(wǎng)諧波干擾。選用變頻器調(diào)速系統(tǒng)的可靠性提供理論依據(jù)。變頻調(diào)速，矢量控制變頻調(diào)速等。這些變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展很大程度上依賴于。大功率半導(dǎo)體器件的制造水平。

　　

【正文】 在管路特性曲線 A0上，這樣通過電機(jī)調(diào)速使水泵工作點(diǎn)始終沿 A0 滑動(dòng)，并處于水泵轉(zhuǎn)速 —— 效率（ nη）特性曲線的高效區(qū)范圍內(nèi)。管網(wǎng)的服務(wù)壓力 H0恒定不變，其揚(yáng)程與系統(tǒng)阻力相適應(yīng)，沒有能量浪費(fèi)。此方案與泵出口恒定供水相比，其能耗將下降 h1。根據(jù)水泵的相似原理： Q1/Q2＝ n1/n2. (41) H1/H2＝（ n1/n2） 2 （ 42） P1/P2＝（ n1/n2） 3 （ 43） 式中 Q、 H、 P、 n－－－分別為水泵的流量、壓力、軸功率和轉(zhuǎn)速。通過轉(zhuǎn)速控制可以減少軸功率。 從工程實(shí)施的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，采用變頻調(diào)速和管網(wǎng)未端恒壓力控制技術(shù)，水泵電動(dòng)機(jī)組的綜合效率在水泵的高效工作區(qū)內(nèi)，可達(dá)到 80％以上，節(jié)能效果明顯，并使變頻成套裝置投資回收年限 縮短到 25 年內(nèi)。 變頻器選擇中應(yīng)注意的幾個(gè)問題 (1)變頻器選擇中，應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定功率，合理選擇變頻器的輸入和輸出電壓，與用電設(shè)備配套。目前國內(nèi)所應(yīng)用的各類變頻器低壓等級(jí)多為 380V、 660@V，高壓為 3KV、 6KV，不同電壓等級(jí)服務(wù)功率范圍不同，其概況見表一。 表一 不同電壓等級(jí)變頻器服務(wù)功率推薦 電壓等級(jí)（ V） 產(chǎn)品品牌 產(chǎn)品系列 異步電機(jī)容量范圍（ KW） 推薦使用范圍（ KW） 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 380 三菱 FR A500 0375 ＞ 280 660 西門子 MASTERDRIVES 2801500 3000 ABB ACS1000 3155000 8002500 6000 AB Balletin1557 ＞ 1500 不同容量的電機(jī)選取適宜的工作電壓，保證變頻裝置的選型和現(xiàn)場(chǎng)安裝配電中易于實(shí)施，整套變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行損耗降低，并取得較好的投資效果。 (2)新的整流元件和控制技術(shù)，使現(xiàn)代變頻技術(shù)和成套設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域更廣。目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的通用型 GTR 變頻調(diào)速器（ Variable Voltage Variable Frequency VVVF）都是交 － 直 － 交電壓型變頻器。變頻器中的開關(guān)元件從傳統(tǒng)的 SCR 技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)代的 IGBT（ Insulated Gate Bipolar Transistor）、 GTO（ Gate Tum off Thysistor）、 IGCT（ Intergrated Gate Commutaled Thys istor），其中 IGBT 在低壓變頻技術(shù)及整流技術(shù)中已得到廣泛的應(yīng)用。高壓高用領(lǐng)域中各種元件開通和關(guān)斷技術(shù)性能 及控制調(diào)節(jié)技術(shù)不盡相同，具體比較見上表二 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 (3)在 VVVF 變頻調(diào)速系統(tǒng)中，先將電網(wǎng)中的交流電整成直流電，而后通過逆變器再將直流電逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電。 整流電路中，根據(jù)輸入整流橋的組數(shù)不同，可分為 1 1 24 脈沖，如 ABB 的ACS600、 ACS1000 均可為 12 脈沖。三菱 FR－ A500 系列為 6 脈沖。在 近期的整流技術(shù)中，根據(jù)逆變器基本原理而產(chǎn)生的 AFE 前端主動(dòng)技術(shù)，利用 IGBT 的技術(shù)特性，使前端整流技術(shù)由不可控變?yōu)榭煽?，有效保障了逆變功能的更好?shí)現(xiàn)。整流電路功能好壞，直接影響變頻裝置向電網(wǎng)注入諧波量的大小。通過選擇隔離或降壓器的次級(jí)繞組的組數(shù)，實(shí)現(xiàn)了 1 1 24 脈波整流電路，脈波數(shù)越高，向電網(wǎng)注入的諧波分量和次數(shù)均會(huì)相應(yīng)降低。同時(shí)兩組變頻裝置間通過適當(dāng)調(diào)整變壓器的結(jié)線相位角，亦可將某些次數(shù)的諧波分量在系統(tǒng)內(nèi)抵消，不注入電網(wǎng)。另 AFE（ Active Front End）前端主開關(guān)元件 GTO 晶閘管開關(guān)損耗高 低壓 IGBT 高壓 IGBT IGCT 開關(guān)技術(shù) 大多數(shù)高壓主等級(jí)都有 高壓時(shí)只能靠串聯(lián)來實(shí)現(xiàn) 高壓時(shí)只能靠串聯(lián)來實(shí)現(xiàn) 大多數(shù)高壓等級(jí)都有 導(dǎo)電損耗小 導(dǎo)電損耗居中 導(dǎo)電損耗高 導(dǎo)電損耗小 開關(guān)損耗高 開關(guān)損耗低 開關(guān)損耗居中 開關(guān)損耗低 開關(guān)損耗低 開關(guān)頻率高 開關(guān)頻率高 開關(guān)頻率高 需緩沖器 緊湊型門驅(qū)動(dòng)器 緊湊型門驅(qū)動(dòng)器 集成型門驅(qū)動(dòng)器 電源電路 對(duì)大故障安全 需附加保護(hù) 需附加保護(hù) 對(duì)大故障安全 元件數(shù)量居中 元件數(shù)量多 元件數(shù)量居中 元件數(shù)量少 控制技術(shù) CSI－ PWM V/f 矢量控制 V/f 矢量控制 DTC 力矩直接控制 代表產(chǎn)品 AB－ Bulletin 1557 SIEMENS－ SIMOVERT MASTER－ DRIVES SIEMENS－ SIMOVERT MASTER－ DRIVES ABB－ ACS100 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 動(dòng)技術(shù)的采用，使變頻器向電網(wǎng) 注入諧波的幾率降低近零。關(guān)于變頻裝置，特別是大型電動(dòng)機(jī)組的變頻裝置應(yīng)用中向電網(wǎng)注入諧波分量應(yīng)按國家《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》管理標(biāo)準(zhǔn) GB/T1454993 嚴(yán)格執(zhí)行，特殊情況還需另行規(guī)定。變頻器選用中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)短路容量的實(shí)際值進(jìn)行相應(yīng)的諧波量核算，以保證電網(wǎng)和周圍電氣控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定工作。根據(jù)從直流變到交流的中間環(huán)節(jié)濾波方法的不同，產(chǎn)生電壓源型和電流源型兩種型式的變頻設(shè)備，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)結(jié)合功率因數(shù)補(bǔ)償協(xié)同考慮。電壓源型運(yùn)行功率因數(shù)可保證在 以下，不需額外補(bǔ)償裝置。電流源型變頻設(shè)備隨電機(jī)轉(zhuǎn)速的變 化，功率因素較大幅度變化。 由于電流源型變頻器功率因數(shù)偏低，大部分處于要補(bǔ)償范圍，故需增加額外的補(bǔ)償設(shè)備，對(duì)大功率設(shè)備的應(yīng)用，還應(yīng)考慮補(bǔ)償量的可變化性，給工程實(shí)際運(yùn)行帶來其它相關(guān)問題， 設(shè)計(jì)選擇應(yīng)慎重選用。 變頻器工程應(yīng)用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題 (1)變頻器選擇應(yīng)用中，應(yīng)注重整體配套、包括相應(yīng)的閉環(huán)控制的檢測(cè)單元、柜上和現(xiàn)場(chǎng)操作盤（箱）。 (2)選型后的產(chǎn)品應(yīng)就調(diào)速系統(tǒng)的一般性指標(biāo)、主傳動(dòng)系統(tǒng)的性能指標(biāo)、矢量控制型輔傳動(dòng)系統(tǒng)的性能指標(biāo)、標(biāo)量控制型輔傳動(dòng)系統(tǒng)的性能指標(biāo)、控制系統(tǒng)的 可用率等方面，結(jié)合工藝技術(shù)的具體要求進(jìn)行考核，達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的各項(xiàng)要求。 (3)外圍設(shè)備，如變頻變壓器，電動(dòng)機(jī)等性能應(yīng)滿足變頻工況下長(zhǎng)期運(yùn)行要求、否則應(yīng)采取其它技術(shù)措施，如降容、絕緣加強(qiáng)、輔助散熱裝置等。 (4)變頻器安裝及接線中，應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品安裝使用手冊(cè)進(jìn)行，各種輔助措施，如裝置環(huán)境條件的保證，接地安全措施均應(yīng)予留到位，否則會(huì)直接影響變頻器的使用壽命和效率，還會(huì)造成對(duì)其它系統(tǒng)干擾現(xiàn)象。 (5)變頻裝置在條件允許情況下，應(yīng)考慮與其它控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息通訊地能力，更好監(jiān)測(cè)變頻器的各種工 況。充分發(fā)揮多臺(tái)裝置在同一系統(tǒng)中綜合應(yīng)用的潛力，達(dá)到動(dòng)態(tài)、互補(bǔ)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。 結(jié) 束 語 變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)指標(biāo) , 以負(fù)載的機(jī)械特性為設(shè)計(jì)主要邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 參數(shù)，在注重變頻器控制方式的選擇及變頻器的選擇的基礎(chǔ)上 , 解決變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題 , 以使所設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速系統(tǒng)具有高的靜動(dòng)態(tài)指標(biāo)和高的性能價(jià)格比。 在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中， 解決 系統(tǒng)本身抗干擾的設(shè)計(jì)固然是很重要的 。與此同時(shí)，必須充分考慮變頻器本身對(duì)于其它電氣顯示控制系統(tǒng)的干擾，特別是高次諧波對(duì)控制電路電源系統(tǒng)的干擾影響，在設(shè)計(jì)電 源濾波器時(shí)應(yīng)考慮到在高次諧波的影響下可能造成的諧振等問題 。并通過應(yīng)用舉例來進(jìn)一步闡述了變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要解決的問題，以及國內(nèi)外變頻器調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。 通過這次設(shè)計(jì)解決了高壓變頻器的選擇，以及高壓變頻器調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)行中高次諧波對(duì)電源的影響并通過應(yīng)用舉例來進(jìn)一步闡述了變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要解決的問題，以及國內(nèi)外變頻器調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我的專業(yè)基礎(chǔ)得到了提高，以及分析問題和解決問題的方法和能力進(jìn)一步的到提高。 參考文獻(xiàn) [1] 張燕賓、變頻調(diào)速應(yīng)用實(shí)踐、 、第一版 機(jī)械工業(yè)出版社 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 [2] Reason Heat Exchanger Captures Fluegas Latent Heat[J].Power、 198(10):8586. [3] 韓安榮 、 通用變頻器及其應(yīng)用 、 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 、 2021 [4] 陳伯時(shí)、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 、 [5] 許曉峰、電機(jī)及拖動(dòng)、高教出版社 [6] 于長(zhǎng)春、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)和調(diào)試維修實(shí)用手冊(cè)、當(dāng)代中國音像出版社 2021 年 [7] 姜齊榮、 電力系統(tǒng)并聯(lián)補(bǔ)償：結(jié)構(gòu)、原理、控制與應(yīng)用 、機(jī)械工業(yè)出版社 致 謝 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 首先，我要衷心感謝 趙小林教授 在我的設(shè)計(jì)中給予我極大的幫助，使我能夠及時(shí)、順利地完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我感受到依次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題的全面系統(tǒng) 的鍛煉。使我在綜合知識(shí)選用，在變頻器開發(fā)和選擇方面，以及設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都向前跨了一大步。為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下了良好的基礎(chǔ)。這次在知 指導(dǎo) 老師的幫助下，基本上完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，在這方面的設(shè)計(jì)方法也有了一定的提高掌握了變頻器調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，為今后走上工作崗位打下了專業(yè)基礎(chǔ)。 在當(dāng)今日益進(jìn)步的社會(huì)中，本課題提出的方案還存在著很多不足的地方，隨著變頻器調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展的學(xué)要將不斷地改進(jìn)和完善，使變頻調(diào)速系統(tǒng)控制的更直接、更方便且經(jīng)濟(jì)更實(shí)惠。它需要具有全面的專業(yè)知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度以及較高的分析問題 、解決問題的能力，而我在很多方面還有欠缺。我會(huì)在以后的時(shí)間里更加學(xué)習(xí)，掌握更多的知識(shí)以求更進(jìn)一步滿足社會(huì)的需要。