變頻調速在中壓電機中的應用優勢

　　交流變頻調速技術是一種集微機技術、電安川變頻器力電子技術，以及電機傳動技術等於一體的高效調速方式，綜合應用性相對較強，並具有無附加轉差損耗的典型特征。結合變頻調速技術的基本原理來看，該技術能夠利用整流橋來實現工頻交流電壓向直流電壓的轉化，再通過借助逆變器，將其轉化成電壓和頻率可調的交流電壓，以此來作為驅動電機的電源。通過變頻調速技術，電機能夠獲得一定的電壓及電流，並用於無極調速。在當前，由於變頻調速技術可按照電機負載的變化情況，進行自動、平滑地增速或減速，使得該技術的應用越來越趨於廣泛。

　　一般認為，變頻調速技術在中壓電機中的應用主要具有以下幾種優勢。

　　1)可通過更改交流電動機定子繞組的供電頻率的供電頻率及電壓，進而起到調節電機轉速的效果。變頻器系統可在電機負載改變的情況下，進行自動、平滑增速或減速，並使電機噪音及機械震動得到有效降低。在低速時，除了加大電機的轉矩之外，還能夠保證運轉穩定和不共振，大大延長了設備的使用壽命。

　　2)在設備起動時通常會產生大量電流，而其軟啟動功能則可以將起動電流控制在額定電流以內，有效控制電流對電網的浪湧衝擊以及機械衝擊，為電機的穩定運行提供保障，並降低電機的維護成本。

　　3)工藝改造簡易、可行，可在傳統異步電動機的基礎上改造舊設備，在實現改造簡單、可靠和耐用等特點的同時，起到維護容易、節能顯著等效果，並不違背原工藝的技術需要，起到減少機械磨損的效果。

不同種類下的變頻器

　　1 開關方式不同下的變頻器分類

　　開關不同伺服馬達，則變頻器的東元變頻器種類也不同，按照開關分類，變頻器可分為四種：第一，SPWM控制變頻器；第二，PAM控制變頻器；第三，SVPWM控制變頻器；第四，PWM變頻器。

　　在這四種不同類型的變頻器中，PAM控制是脈衝幅度調制，它通過改變脈衝列脈衝的幅度，實現對波形和輸出量值的調制，從而實現變頻器的變頻功能；和PAM控制不同，PWM控制是脈衝寬度調制控制，也就是在調節波形和輸出量時，它能用改變脈衝的寬度的方式，從而實現變頻器的變頻功能；在PWM的基礎上，改變調制脈衝後便是SPWM變頻器控制，為了做到正弦波輸出，需要遵循正弦規律，排列出適當的脈衝寬度來過濾並輸出波形，經常在生產中運用到支流交流逆變器；而SVPWM控制則是空間矢量脈寬調制，作為PWM技術調制的一種方法，將PWM插入電機三相定子繞組中，促進旋轉磁場在定子中的產可程式控制器生，從而帶動電機旋轉。

　　2 按照工作原理對變頻器進行分類

　　按照工作原理進行分裂，變頻器可以分為三種：第一種是矢量控制變頻器，第二種是V/f控制變頻器，第三種是轉差頻率控制變頻器。

　　V/f控制變頻器可以保證頻率與輸出電壓成正相關，這樣就可以實現電動機磁通的一致性，有效地避免了弱磁和、磁飽和問題的產安川變頻器生；所謂轉差調速就是在調速時采用改變異步電動機滑差的方式，速度決定滑差要求，通過轉差頻率控制技術，在一定程度上能夠對系統的動態性能和靜態性能進行改善；矢量控制變頻器最主要的一個特點就是安川伺服馬達直流電動機調速控制，按照矢量變化的方法分解異步電動機定子繞組電流，可以實現直流電動機的磁場電流分量。

變頻調速電梯抗干擾技術研究

　　變頻器的干擾問題解決不好，不僅變頻器系統無法可靠運行，還會變頻器影響其周邊其他電子、電氣設備的正常工作。因此，變頻器應用系統中的干擾問題倍受理論界和工程應用界的廣泛重視。本文介紹了變頻器安裝應注意的事項，並針對變頻器使用中易出現的干擾問題，提出了相應的抑制措施。

　　電梯井內的動力、照明、風扇控制、通信等，各種電纜都會產生電磁輻射。像天線接收原理一樣，同軸電纜也會“接收”這些干擾，即干擾電磁場在電纜上產生干擾感應電流，這個干擾感應電流也就會在電纜外導體(編織網)縱向電阻上產生干擾感應電壓(電動勢)，這個干擾感應電壓剛好串聯在視頻信號傳輸回路“長長的地線”中，形成干擾。更重要的是這些隨行電纜都是與視頻電纜並行，且近距離捆扎在一起。這就形成了接近“最佳最有效的”干擾耦合關系。在一般工程中可以采用穿金屬管或走金屬槽的屏蔽干擾辦法，但在電梯隨動的環境中，這種方法無能為力。所以電梯環境下的抗干擾難度很大，只能選擇較好的設計和施工方法。了解干擾產生基本原理，對完善抗干擾設計和施工十分重要。

　　1、電梯系統的軟件抗干擾技術

　　電梯控制系統輸入信號的正確與否，直接影響電梯控制系統的輸出。如果輸入信號不正確，則將引起電梯的誤動作。在軟件上可以采用多次檢測輸入端的信號狀態。如果是真實的輸入信號，則它應該是穩定的，而干擾信號往往是持續時間很短的尖脈衝，因此，如果多次檢測到相同的信號狀態，則認為輸入信號是正確的。低壓電器對電梯控制系統的干擾發生在低壓電器通電或斷電的瞬間。干擾來源之一是低電器的感性元件。例如，接觸器、電磁繼電器的線圈等。接觸器、電磁繼電器的線圈在通電、斷電時產生強烈的電磁干擾。干擾的另一來源是低壓電器的觸頭在通電、斷電瞬間動作時，產生的火花干擾。其中，接觸器、電磁繼電器線圈產生的干擾更為嚴重。在軟件中，可以采用延時法、剔除法等，主程序中的某些事件運算運用延時的方法，避開接觸器、繼電器等的接通或斷開過程，避免接觸器、繼電器等的接通或斷開過程對某事件運算程序的干擾；也可采用剔除法對事件運算的結果進行符合性判斷，剔除那些不可能發生的意外數據。

　　2、電梯系統接地抗干擾技術

　　接地是抑制電磁干擾、提高電子設備電磁兼容性的重要手段之一。正確東元變頻器的接地既可以使系統有效地抑制外來干擾，又能降低設備本身對外界的干擾。

　　2。1電梯變頻器及主回路接地

　　變頻器主回路端子PE的正確接地是提高變頻器抑制噪聲能力和減小變頻器干擾的重要手段，伺服馬達因此在電梯應用系統中一定要非常重視。為了提高電梯變頻器的抗干擾和防雷擊能力，在電源輸入側均有電容或者壓敏電阻組成的電源濾波。電梯變頻器一般不采用浮地和與系統直接接地方式，而是采用電容接地方式，從而為高頻干擾分量提供對地通路，抑制分布電容的影響，缺點是對於低頻和直流仍舊是開路，一般通過加電阻來進行彌補。在電梯系統中，一般要求采用TN-S方式供電，即采用專用接地線，電梯的輸入側和輸出側的PE端必須接到專用接地線上。變頻器接地導線截面積一般應不小於2。5mm2，長度控制在20m以內。建議變頻器的接地與其它動力設備，如焊接機等的接地分開。在變頻器和曳引機之間的動力電纜最好采用屏蔽電纜，並且屏蔽電纜的兩端分別與變頻器和曳引機的接地端相連，當然曳引機的接地端也必須可靠接地。這樣的措施可以防止動力電纜向外輻射電磁信號，干擾周圍的信號電纜。

　　2。2電梯速度檢測傳感器屏蔽接地

　　在微電腦電梯控制系統當中，往往采用串行通訊的方式和電梯主控制器進行數據交換，而且數據總線方式一般采用RS485總線，但RS485總線的通訊狀態易被干擾。為了提高電梯串行通訊的可靠性，一般通訊線路都會采用屏蔽電纜。那麼采用什麼接地方式把電纜的屏蔽層接地才是合理的呢?在實際應用過程中，由於接地不當，經常出現接地比不接地通信誤碼率高的現像，從而使人產生了屏蔽電纜要不要接地，如果要接地，應該是采用一點、兩點還是多點接地的疑惑。在工程當中最容易犯的錯誤是兩點接地，即將電纜屏蔽層的兩端都接地。由於接地點不在一起，不同接地點之間會出現地電位差，在屏蔽線中形成地回路，由於地線回路當中可能存在地電流，不僅起不到屏蔽作用，反而帶來干擾。據有關資料和實踐證明，對信號電纜屏蔽層接地點的選擇應視具體情況而定，最佳的選擇應是信號源側一點接地，這樣不僅可以抑制共模干擾，也可以抑制靜電感應干擾。電梯變頻器調速是一種高精度快速響應的控制系統，一般要安裝速度傳感器如脈衝編碼器來進行速度閉環控制。為了提高抗干擾能力，速度傳感器與變頻器之間的信號線纜均采用屏蔽線，尤其是永磁同步無齒輪曳引機的速度傳感器信號線，必須采用屏蔽線纜，否則曳引機會出現失速或不能運轉。因此，一定要保證曳引機和變頻器的可靠獨立接地，或者選用傳感器外殼不與控制屏蔽層連接的傳感器，在變頻器側實施一點接地。

　　2。3電梯隨行電纜多余線的處理

　　對微機電梯控制系統而言，它屬於高速低電平裝置，它與外部設備的信號交換頻率一般低於1MHz，所以電梯微機控制系統抗共模干擾接地一般采用一點接地，這樣可以有效抑制對控制系統的共模干擾如圖5所示。另外，電梯微機控制系統的接地不宜與強電設備的接地共用一個接地極。電梯隨行電纜線數在選購時可能超過電梯轎廂實可程式控制器際需要的線數，這樣在隨行電纜當中就會有多余線纜。在電梯隨行電纜當中，既有強電線纜(給轎廂門機、轎廂照明、光幕等設備供電)又有信號電纜，因此，強電線纜就有可能干擾弱電信號電纜。要克服這樣的干擾最好的辦法是將隨行電纜多余線在電梯控制櫃側接地，起到良好的屏蔽和防靜電效果。

　　2。4浪湧電壓的電磁干擾

　　在電梯控制系統中，必然會用到繼電器和接觸器，繼電器、接觸器實現通斷控制時，它們的線圈在通斷的過程中會產生很高的反電動勢，出現浪湧干擾，使電路器件的抗干擾能力降低。對浪湧衝擊一般采用吸收其能量的方法，通過吸收電壓脈衝來限制峰值電壓。RC電路具有緩衝和吸收能量的性能，所以可以在交流線圈兩端並聯安川變頻器RC電路，吸收掉電路接通或斷開時的反電動勢。對直流線圈可以在線圈兩端並聯二極管或二極管串電阻形式抑制反電動勢。電梯控制系統一般采用三相供電，此時可以將接觸器電源和提供微機系統電源的交流電取自不同的相，避免接觸器產生的電磁干擾竄入5V開關電源的交流側，可以有效的提高系統的抗干擾能力。用雙絞線作為接觸器的饋電線，由於兩導線中的電安川伺服馬達流方向相反，磁通可以相互抵消，因此可以削弱電磁干擾，提高系統的抗干擾能力。

　　對電梯干擾問題，如果分析干擾原因的思路正確，並采取正確的抗干擾措施，干擾很容易被解決，否則會覺得干擾問題很復雜，不易解決。軟件抗干擾中，運用延時運算的方法，而且在軟件設計時，開放延時接口，使用戶可以在現場根據需要進行調整。如某電梯控制器設置有I/O口信號消抖延時，電梯召喚信號消抖延時等。

淺析變頻調速技術在注水系統的應用

　　油田注水是采油生產中最重要的工作之一。油田的注東元變頻器水開發在油田的開發中具有極其重要的意義。隨著油田的開發，油田含水不斷增加，產液量也迅速上升。為了繼續實現油田穩產，油田能耗將急劇升高。因此，進一步控制並降低注水損耗，將成為今後油田生產建設中的重要任務。本文就變頻調速裝置的特性、節能效果及所產生的經濟效益進行了淺顯的分析。

　　目前根據采油一廠尕斯油田地層開發的要求，對注水壓力的要求也很高。對於尕斯油田而言，深層要求地層壓力在26Mpa，中淺層要求的壓力在24Mpa，所以在注水泵的選擇方面就需要輸出壓力較高的柱塞式注水泵。為了保證注水壓力要求，以計注九站為例：目前每天啟泵台數為4台，電機電壓與功率為380V 185KW和380V 315KW三項異步電動機，每天的注水量在2000m3左右，平均每天耗電量在15000kw•h，平均一年耗電量為5475000kw•h，因此注水大隊是一個耗電大戶。鑒於此，建議使用變頻調速裝置，旨在節能降耗並且確保注水系統平穩運行。

　　1。變頻技術介紹

　　1。1變頻調速裝置簡介及性能對比

　　變頻調速技術是現代電力傳動技術的一個主要發展方向，具有顯著地節能效果和優異的調速性能。特別是近幾年來隨著電子元器件和變頻器工業控制技術的迅速發展，變頻器的容量越來越大、價格越來越低、性能越來越好，應用的領域不斷擴大，已經遍及各行各業。首先，變頻調速裝置具有顯著地節能效果據統計，石油化工企業90%以上的電力消耗在交流電動機上。因此，如何節能降耗運行，以實現裝置效益的最大化就成為一個重要的問題。一般情況下，裝置在設計時為了滿足最大最理想的處理能力，機泵就必須留有一定的余量。而在實際生產中，處理量保持一直不變不可能的，所以流量壓力等參數就要隨工藝的需求不斷調整。以注水大隊計注九站為例：注水泵壓為26mpa，采用調節回流閥開度來平衡注水泵壓的要求，實際上就是通過增加系統管網阻力來達到調整的目的，這樣不可避免的就有一部分回流能量白白消耗，事實上整個系統不是運行在最佳的節能狀態，而通過對機泵轉速的調整是解決這個問題的最佳節能方案。

　　自動調節過程是系統從平衡到平衡的過程，假定流量、壓力為定值的情況下。正常注水狀態下注水末端的信息將會反饋回處理器進行處理，當反饋值與給定值不一致時，控制器會重新調整數據，並將新數據電信號送到變頻器從而控制電機的轉速，達到調節泵壓的目的，從而避免因調節回流控制閥和系統波動造成的功率損耗。

　　1。2變頻調速系統的使用

　　變頻器的正常使用伺服馬達受到周圍環境的限制包括溫度濕度海拔以及振動等等。一般來說變頻器正常運行要求環境溫度保持在0-40℃最低不超過-10℃最高不超過50℃若超出此範圍變頻器中的功率器件會因為散熱不及時而導致器件溫度過高無法正常工作甚至損壞，其次要保證CPU及各種芯片正常工作就要有適宜的溫度。由於青海油田冬天較冷夏天較熱溫差較大應考慮加裝加熱器和換氣裝置以利於加溫和散熱。變頻器周圍運行的濕度推薦為40%-90%，青海油田氣候較干燥容易產生絕緣破壞需增加變頻器室內空氣濕度。由於所處環境海拔較高故在設計選型時需特別注意。總之，正確使用變頻器將會提高注水系統效率，會大大減少故障，減少維修費用，確保系統安全運行。

　　2。變頻調速技術優勢分析

　　本文前面提到計注九站實際操作中為保證注水壓力就必須依靠調整回流閥開度來實現，將有一部分能量從回流白白損耗掉，還有一部分能量在啟、停設備等操作中損耗。而采用變頻調速裝置後，回流閥可以完可程式控制器全關閉，系統可以將現場檢測到的控制對像參數反饋給控制器，經過比較計算後輸出一安川變頻器個控制的電信號送到變送器，從而控制並調整電機轉速，達到調整壓力的目的。這樣可以使目前損耗掉的那一部分電能節省下來，數量較為可觀。由下圖可見，通過打回流的方式調節流量，功率消耗不降低，即完全不節能。而變頻調速方式效果最佳，當流量調節為80%時，功率約下降為額定功率的50%。以上可以充分說明變頻調速具有明顯的節能優勢。

　　在安全方面：目前所采取的操作方式需要頻繁地調整回流閘門的開度來控制泵壓，而機泵處於高壓運行狀態，不僅對設備管網的安全帶來考驗，而且對崗位操作人員造成安全隱患。在節能方面：固定一台變頻調速電機進行控制，就會減少其他正常泵因回流閥門未完全打死而造成對泵效的影響，這樣就可以最大限度的將泵效發揮到極點，而減少高壓水的浪費現像。將回流閘門全部打死，有效的防止了高壓水對管網與注水閥芯的衝擊，提高了注水系統效率。

　　3。變頻調速技術改造應注意的問題

　　在確定注水電機要進行變頻調速改造後，就要正確的選擇變頻器。第一、根據電機的容量、過載倍數選擇合適的變頻器容量，變頻器的容量要比電機容量略大既可。第二、選擇變頻器的主回路形式，主要考慮：最好是沒有升壓變壓器的高壓直接變頻，盡量不采用高低高方案；變頻器效率越高越好；損耗越低越好；電網側功率因數盡量要高，而且隨負載和轉速下降不要太多；電網側諧波電流一定要滿足國標要求，越小越好；電機側電壓諧波和電流諧波盡量小，dv/dt盡量小，電壓電流波形越接近正弦越好。第三、選擇變頻裝置的功率器件要先進、成熟、可靠性高、控制簡單；安川伺服馬達主回路結構簡單、易於更換；裝置體積盡量小。第四、選擇變頻器的控制形式，對注水泵變頻，采用壓頻比控制就能滿足要求，如果是矢量控制或直接轉矩控制就更好；另外還要考慮變頻器必須要有網絡連接功能，以便於與自動化系統的連接。