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皮带机为什么要加变频器

发布时间:2022-05-16 23:28:56

什么机器需要用到变频器

轴承制造厂的高速磨床
机加工厂的数控机床、电主轴、
纺织厂的纺纱机、织布机、毛纺机、
高楼恒压供水、供水站
锅炉引风机、鼓风机、
化工厂搅拌机、
只要调速都可选用。

② 介绍带式输送机的变频器

大型带式输送机在调速方式中,变频调速可发挥调速范围大、稳定性好、运行效率高的优点,还能实现恒转矩,又可实现恒功率调速等优点。近年来,由于节能节支降耗的迫切需要和可控硅技术的发展,加之采用变频调速装置易操作、免维护、调速精度高、可以实现高功能化等特点,变频调速技术取代传统的控制系统应成为企业装备发展的必然,而且随着电力电子技术和微电子控制技术的飞速发展,使变频技术及变频器的发展日益完善、成熟。

③ 电机转的好好的,为什么要用变频器调速呢

因为他可以减少电能的浪费还可以调速。
变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量,其输入功率大,且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时,如果流量要求减小,通过降低泵或风机的转速即可满足要求。
变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。

④ 什么是变频器

所谓变频器请大家以及楼主参考 (变频器的工作原理和控制方式)(请楼主指教)限于此贴以前我有在电子论坛发过(所以在复制过来给楼主做参考)近年来,随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展,生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低,变频调速越来越被工业上所采用。如何选择性能好的变频其应用到工业控制中,是我们专业技术人员共同追求的目标。下面结合作者的实际经验谈谈变频器的工作原理和控制方式:一、变频器的工作原理 交流电动机的同步转速表达式位: n=60f(1-s)/p(1) 式中:n异步电动机的转速; f异步电动机的频率; s电动机转差率; p电动机极对数。 由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0~50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。(三)矢量控制(VC)方式 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。 (四)直接转矩控制(DTC)方式 1985年,德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。目前,该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。 直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。(五)矩阵式交交控制方式 VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交直交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流电路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交交变频应运而生。由于矩阵式交交变频省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运行,系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是: 控制定子磁链引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方式; 自动识别(ID)依靠精确的电机数学模型,对电机参数自动识别; 算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制; 实现BandBand控制按磁链和转矩的BandBand控制产生PWM信号,对逆变器开关状态进行控制。 矩阵式交交变频具有快速的转矩响应(<2ms),很高的速度精度(2%,无PG反馈),高转矩精度(<+3%);同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度,尤其在低速时(包括0速度时),可输出150%~200%转矩。
变频器功能参数很多,一般都有数十甚至上百个参数供用户选择。实际应用中,没必要对每一参数都进行设置和调试,多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系,且有的还相互关联,因此要根据实际进行设定和调试。 因各类型变频器功能有差异,而相同功能参数的名称也不一致,为叙述方便,本文以富士变频器基本参数名称为例。由于基本参数是各类型变频器几乎都有的,完全可以做到触类旁通。一 加减速时间 加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压。 加速时间设定要求:将加速电流限制在变频器过电流容量以下,不使过流失速而引起变频器跳闸;减速时间设定要点是:防止平滑电路电压过大,不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来,但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警;然后将加减速设定时间逐渐缩短,以运转中不发生报警为原则,重复操作几次,便可确定出最佳加减速时间。二 转矩提升 又叫转矩补偿,是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围f/V增大的方法。设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩,使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时,根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载,如选择不当会出现低速时的输出电压过高,而浪费电能的现象,甚至还会出现电动机带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。三 电子热过载保护 本功能为保护电动机过热而设置,它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升,从而进行过热保护。本功能只适用于一拖一场合,而在一拖多时,则应在各台电动机上加装热继电器。 电子热保护设定值(%)=[电动机额定电流(A)/变频器额定输出电流(A)]100%。四 频率限制 即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障,而引起输出频率的过高或过低,以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用,如有的皮带输送机,由于输送物料不太多,为减少机械和皮带的磨损,可采用变频器驱动,并将变频器上限频率设定为某一频率值,这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。五 偏置频率 有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号(电压或电流)进行设定时,可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低,如图1。有的变频器当频率设定信号为0%时,偏差值可作用在0~fmax范围内,有的变频器(如明电舍、三垦)还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为0%时,变频器输出频率不为0Hz,而为xHz,则此时将偏置频率设定为负的xHz即可使变频器输出频率为0Hz。六 频率设定信号增益 此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。它是用来弥补外部设定信号电压与变频器内电压(+10v)的不一致问题;同时方便模拟设定信号电压的选择,设定时,当模拟输入信号为最大时(如10v、5v或20mA),求出可输出f/V图形的频率百分数并以此为参数进行设定即可;如外部设定信号为0~5v时,若变频器输出频率为0~50Hz,则将增益信号设定为200%即可。七 转矩限制 可分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据变频器输出电压和电流值,经CPU进行转矩计算,其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时,也能保证电动机按照转矩设定值自动加速和减速。 驱动转矩功能提供了强大的起动转矩,在稳态运转时,转矩功能将控制电动机转差,而将电动机转矩限制在最大设定值内,当负载转矩突然增大时,甚至在加速时间设定过短时,也不会引起变频器跳闸。在加速时间设定过短时,电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利,以设置为80~100%较妥。 制动转矩设定数值越小,其制动力越大,适合急加减速的场合,如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为0%,可使加到主电容器的再生总量接近于0,从而使电动机在减速时,不使用制动电阻也能减速至停转而不会跳闸。但在有的负载上,如制动转矩设定为0%时,减速时会出现短暂空转现象,造成变频器反复起动,电流大幅度波动,严重时会使变频器跳闸,应引起注意。八 加减速模式选择 又叫加减速曲线选择。一般变频器有线性、非线性和S三种曲线,通常大多选择线性曲线;非线性曲线适用于变转矩负载,如风机等;S曲线适用于恒转矩负载,其加减速变化较为缓慢。设定时可根据负载转矩特性,选择相应曲线,但也有例外,笔者在调试一台锅炉引风机的变频器时,先将加减速曲线选择非线性曲线,一起动运转变频器就跳闸,调整改变许多参数无效果,后改为S曲线后就正常了。究其原因是:起动前引风机由于烟道烟气流动而自行转动,且反转而成为负向负载,这样选取了S曲线,使刚起动时的频率上升速度较慢,从而避免了变频器跳闸的发生,当然这是针对没有起动直流制动功能的变频器所采用的方法。九 转矩矢量控制 矢量控制是基于理论上认为:异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理。矢量控制方式就是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流,分别进行控制,同时将两者合成后的定子电流输出给电动机。因此,从原理上可得到与直流电动机相同的控制性能。采用转矩矢量控制功能,电动机在各种运行条件下都能输出最大转矩,尤其是电动机在低速运行区域。 现在的变频器几乎都采用无反馈矢量控制,由于变频器能根据负载电流大小和相位进行转差补偿,使电动机具有很硬的力学特性,对于多数场合已能满足要求,不需在变频器的外部设置速度反馈电路。这一功能的设定,可根据实际情况在有效和无效中选择一项即可。 与之有关的功能是转差补偿控制,其作用是为补偿由负载波动而引起的速度偏差,可加上对应于负载电流的转差频率。这一功能主要用于定位控制。十 节能控制 风机、水泵都属于减转矩负载,即随着转速的下降,负载转矩与转速的平方成比例减小,而具有节能控制功能的变频器设计有专用V/f模式,这种模式可改善电动机和变频器的效率,其可根据负载电流自动降低变频器输出电压,从而达到节能目的,可根据具体情况设置为有效或无效。 要说明的是,九、十这两个参数是很先进的,但有一些用户在设备改造中,根本无法启用这两个参数,即启用后变频器跳闸频繁,停用后一切正常。究其原因有:(1)原用电动机参数与变频器要求配用的电动机参数相差太大。(2)对设定参数功能了解不够,如节能控制功能只能用于V/f控制方式中,不能用于矢量控制方式中。(3)启用了矢量控制方式,但没有进行电动机参数的手动设定和自动读取工作,或读取方法不当。

⑤ 请问都什么电器需要使用变频器

变频器的应用场合:

  1. 交流电机需要调速(比如离心机,起重机,风机泵,皮带机,窑,推进,钻机,轧机,电动汽车,测试台等等)

  2. 需要调整电流电压和频率的电源(岛屿供电,岸电等)

  3. 需要通过电机或发电机把负载的能量传递回电网(起重机,皮带机,离心机,风力发电机等)

  4. 需要电机具备低速大转矩的场合(提升机,天文望远镜,电铲,盾构机,测试台,铺管机,钻机等)

  5. 给电池或者超级电容充电(测试台,储能装置等)

⑥ 工厂皮带机前后的两台电机用变频器同步运行...

首先确定一点变频器不能形成回流!然后确定变频器设置电机的转矩方式是否为恒转矩控制方式。2号变频器单独拖动电机长时间满载运行情况如何?

⑦ 变频器在皮带机上节能改造效果的资料

前言:高压变频器已成功应用于电力、冶金、石化、水泥等行业,2009年随着利德华福矢量控制、能量回馈技术的完善,产品也已成功应用于煤矿行业的提升机、皮带机、切片机等多个类型的负载。此次在煤矿皮带机上的成功应用,不仅标志着利德华福的技术已经达到国内外领先水平,也标志着利德华福从此全面进入煤矿市场,进一步奠定其在高压变频行业内第一的地位。本文详细介绍了利德华福高压变频器在煤矿皮带机的应用特点、原理及其重要性。

摘要:本文主要介绍了北京利德华福电气技术有限公司研发的高压变频器在煤矿皮带机上的实际应用情况。该项目采用单台高压变频器拖动两台电机同时运行的直接“一拖多”方案。现场实际应用表明,此方案下,各电机实时转速相等,电流一致性较好,满足皮带运行工况要求。

关键词:煤矿皮带机、一拖多、直接并联、转速转矩、负载平衡、电流均衡.
一、 引言

在大功率皮带传动场合,以往为了实现皮带的软启动,需要使用液力耦合器或者液力软启动器(CST),这类液力传动设备维护工作量大,能耗高,已越来越不能满足用户的要求。
随着高压变频技术的不断进步和完善,其应用范围越来越广泛。本文主要结合北京利德华福公司的HARSVERT-VA系列高压变频器在伊犁双新焦化厂煤矿皮带机上的实际应用情况,对高压变频器在皮带传动场合的应用特点和注意事项进行简要介绍。
二、
应用现场皮带机系统基本情况

双新焦化厂地处新疆伊犁市新源县境内,年设计产煤量为60万吨,属于兵团经营的国有大企业的下属企业,有自己的矿井和火力发电厂等相关企业。
双新焦化厂矿井结构如图(1)所示:单程皮带长度846米,皮带宽度1米。电机50HZ工频运行时,皮带最大速度为2米/秒。矿井倾斜角度15度。井口有两台电机同时运行拖动皮带系统工作,两台电机铭牌参数相同。

图(1) 矿井皮带系统示意图
井口两台电机铭牌中主要参数如表(1)所示。

额定电压

额定电流

额定功率

绝缘等级

变频范围(HZ)

10000V

16.1A

220kW

F

10~50

表(1) 电机铭牌参数
皮带系统主要由以下几部分组成:
(1)皮带机机头,是矿井的出煤口。皮带从井底拖运出来的煤经过机头位置时,自动被抛卸到矿井煤场。实际现场工况见图(2)

图(2)皮带机头出煤实况
(2)卸完煤后的空皮带经过一个转向轮,分别通过1#电机拖动的主动滚筒,和2#电机拖动的从动滚筒后,皮带在经过一个导向轮运行到井底完成一次运煤过程。1#电机、滚筒及导向轮的现场工况如图(3)所示。2#电机、滚筒及导向轮的现场工况如图(4)所示。

图(3) 1#电机、滚筒及导向轮

图(4) 2#电机、滚筒及导向轮
(3)在矿井的底部,装有皮带张紧系统,其主要作用是调节皮带的松紧程度,防止皮带过松导致的两台主动轮打滑现象或者重载溜车现象,以及皮带过紧导致的皮带异常损伤。
(4)皮带机制动与逆止保护装置。皮带机除了变频器的保护系统外,还有自身的一些保护措施,如油压制动系统,逆止装置等。图(5)展现了现场的油压制动系统实况。在两台动力滚筒上各安装了一套油压刹车系统。在停车状态或故障状态下,两台油压刹车处于制动状态。正常生产时,刹车片处于松开状态。图(6)中蓝色部件是皮带机的逆止装置,安装在减速器的低速轴上。皮带机出现重大故障,其它保护失效时,逆止装置通过机械力阻止重载皮带向下溜车。

图(5) 油压刹车系统

图(6) 逆止器

三、煤矿皮带机变频调速系统方案设计及运行效果分析

皮带机多机变频调速系统的核心问题是皮带系统中各电机的转速和转矩平衡问题。在实际应用中,根据现场工艺不同,可以选择不同的变频控制方案。
(1) 直接“一拖多”方案。

此方案中,各电机定子绕组直接并联,统一由一台变频器驱动。由于仅采用1台变频器,此方案具有成本低,占地小的特点。

此方案中,变频器无法对各电机的转矩进行独立的控制,因此各电机的出力由电机参数和皮带系统参数决定。其中,影响电机功率平衡的主要因素是电机的参数差异、电机动力滚筒的直径误差和皮带包络角差异。误差越大,系统中电机的功率差异就越大。在没有人为的设计差别的情况下,一般上述误差都是生产中的加工误差。

电机动力滚筒的直径误差在初期生产中会引起电机功率误差,但由于皮带系统的物理特性,经过一段时间使用和磨损后,这一误差将逐渐减小。

对于能够可靠控制上述这些误差的场合,可以采用此方案,这将大大降低变频调速系统的采购价格。
(2) 多变频器协调控制方案。
在动力电机数量多,单个电机负载差异大,电机排列分散的复杂工况皮带系统,一般可以采用多变频器协调控制方案。

现场每台电机配置一台变频器,所有系统中的高压变频器由一台独立的“协调控制系统”统一协调控制。该协调控制系统通过对各变频器反馈的电机运行状态,协调各变频器的运行指令,各变频器根据该指令对各自的电机进行独立的控制,使各电机转速相同、出力相同。
四、 高压变频器控制方式选择

现场采用的HARSVERT-VA系列高压变频器,控制方式可以根据实际工艺需要,选用“VVVF控制”方式或者“无速度传感器矢量控制”方式。其中,VVVF控制方式适用于轻载启动、负载波动较小的场合,矢量控制方式适用于重载启动或负载波动较大的场合。

斜井皮带机系统在正常启动、运行过程中,启动电流较小,负载波动也较小。但考虑到在事故恢复等特殊情况下,皮带机需要在堆满煤情况下重载启动,因此需要选用“矢量控制”方式。
五、 现场高压变频调速系统基本情况

现场采用北京利德华福公司生产的HARSVERT-VA系列矢量控制高压变频调速系统,其铭牌参数如表(2)所示,其现场照片见图(7)。

额定电压

额定电流

额定功率

变频范围

过载能力

控制方式

10kV

40A

560kW

0~50Hz

200% 60秒

无速度传感器矢量控制

表(2) 高压变频器铭牌参数

图(7) 现场变频器

变频调速系统采用“一拖二”工频自动旁路,如图(8)所示。工频旁路主回路系统由3个隔离开关QS1-QS3和5个真空接触器KM1-KM5组成,KM4与KM5分别与KM2、KM3进行电气互锁。

当1#电机和2#电机同时变频运行时,KM1、KM2和KM3闭合,同时QS1,QS2,QS3闭合。当1#电机和2#电机同时工频运行时,KM4、KM5闭合,同时KM1,KM2,KM3断开。检修变频器时,要求QS1,QS2,QS3断开,使变频器系统处于安全状态,保证检修人员的人身安全。变频器具有本地/远程两种控制方式,即真空接触器的分合操作可以由远程控制系统统一协调控制,也可以在本地手动操作。

图(8) 变频器“一拖二”工频旁路方案

双新焦化厂皮带机系统较为简单,电机数量少,两台电机的负载差异很小,两动力滚筒直径只存在少量加工误差,因此我们采用了直接“一拖多”变频方案。成功投运后,我们在重载工况下对两台负载电机电流进行了监测分析,发现实际电机电流误差很小。电流波形如图(9)所示,图中由上至下依次 为变频器输出电流、1#电机电流、2#电机电流。
图(9)电机电流和变频器电流

六、 结论

本文主要结合北京利德华福公司的HARSVERT-VA系列高压变频器在伊犁双新焦化厂煤矿皮带机上的实际应用情况,对高压变频器在皮带传动场合的应用特点和注意事项进行了简要的介绍,分析了皮带传动系统常用的变频调速方案。

现场应用表明,通过合理选择控制方案,能够用较低的设备投入实现较好的皮带调速控制效果。

参考资料http://www.ld-harvest.com/zhongwen/webdb/select.aspx?id=1054&fid=286
还有山东新风光网站也有这类资料。

⑧ 皮带输送机选用什么型号的变频器

皮带输送机选用的变频器,看适合自己的需求和成本核算,进口的质量相对好一点。

不同品牌的变频器在各个领域的优势也不一样,具体要看使用工况和负载的选型。

与皮带机为什么要加变频器相关的资料

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