电机变频节能设计毕设论文.doc

班级： 电气330802 学号： 4333080235 毕业设计说明书 题目： 电机变频节能设计 姓 名： 吴宏伟 指导教师： 田丽萍 郝世宇 系 部 机电工程系 山西煤炭职业技术学院 2011 年 6 月 4 日 目 录 摘 要 1 第一章 论述 1 1.1 我国电机的现状 1 1.2 我国煤矿风机运行中普遍存在的问题 1 1.3 课题研究的方向与趋势 2 第二章 电机基础知识 4 2.1电动机分类 4 2.2电机设备的转速计算以及调速措施 4 第三章 变频器的基本原理和知识 8 3.1 变频器的发展史 8 3.2变频技术的发展过程 10 3.3 变频器的分类 11 3.4变频器的电路组成 12 3.4.1变频器中的的半导体开关 15 3.5变频调速方法 17 3.6 变频的控制算法 19 3.7普通异步电动机与变频电机的区别 21 3.8变频调速的优点及市场 24 第四章 电机节能改造项目 26 4.1 调速装置的运行可靠性和投资对比 26 4.2 投资对比 27 4.3 主要调速方案技术经济对比 28 4.4 变频改造节能案例 29 4.4.1 改造投资估算 31 4.4.2分机节能效益的计算 32 4.4.3经济评价 32 4.5变频控制技术的显性和隐性效益及利弊分析 33 4.6变频器的外接电路与参数设置 33 第五章 结 论 38 参考文献 39 致 谢 41 摘 要 电机是一种应用量大、使用范围广的高耗能动力设备。据统计，我国的总装机容量约为4亿千瓦，年耗电量约为6000亿h，约占工业用电的7080%。我国以中小型电机为主，约占80%，而中小型电机耗损的电量却占总损耗量的90%。电机在我国的实际应用中，同国外相比差距很大，机组效率为75%，比国外低10%；系统运行效率为3040%，比国际先进水平低2030%。因此在我国中小型电机具有极大的节能潜力，推行电机节能势在必行。机是一种应用量大、使用范围广的高耗能动力设备。据统计，我国的总装机容量约为4亿千瓦，年耗电量约为6000亿h，约占工业用电的70—80%。我国以中小型电机为主，占80%，而中小型电机耗损的电量却占总损耗量的90%。电机在我国的实际应用中，同国外相比差距很大，机组效率为75%，比国外低10%；系统运行效率为3040%，比国际先进水平低2030%。各工业部门调查资料的大量数据表明，目前我国使用的风机、水泵的效率比国外同类产品的效率低5%～10%。设计中过多的考虑建设前后工艺要求的差异，选型欲量过大，使设备长期在低负荷、低运行效率下工作。如某矿的主风机以及辅助风机实际运行情况表明，其负荷率（电动机输入功率/电动机铭牌功率）在76%以上者仅占15.1%，低于60%者占65.3%。 在企业所使用的耗电设备中风机、水泵、空压机、液压油泵、循环泵等电机类负载占绝大多数。由受到技术条件限制，这类负载的流量、压力或风量控制系统几乎全部是阀控系统，即电机由额定转速驱动运转，系统提供的流量、压力或风量恒定，当设备工作需求发生变化时，由设在出口端的溢流、溢压阀或比例调节来调节负载、压力或风量、从而满足设备工况变化的需要。而经溢流溢压阀或比例调节阀溢流溢压后，会释放大量的能量，这部分耗散的能量实际上是电机从电网吸收能量中的一部分，造成了电能极大的浪费。从这类负载的工作特性可知，其电机功率与转速立方成正比，而转速又与频率成正比。如果我们改变电机的工作方式，让它不总是在额定工作频率下运转，而是改由变频调整控制系统进行启停控制和调整运行，则其转速就可以在02900r/min的范围内连续可调，即输出的流量、压力或风量也随之可在0100%范围内连续可调，使之与负载的工作需要求精确匹配，从而达到节能降耗的目的。 变频电机节电器是一种革命性的新一代电机专用控制产品，基于微处理器数字控制技术，通过其内置专用节电优化控制软件，动态调整电机运行工程中的电压和电流在不改变电机转速的条件下，保证电机的输出转矩与负荷需求精确匹配，从而有效避免电机因出力过度造成的电能浪费。交流电动机是当前应用最广泛的电机，约占各类电动机总数的85%，它具有结构简单、价廉、不需等优点，但它的弱点是调速困难，因而在许多应用场合受到限制或借助机械方式来实现调速。电力电子技术、微电子技术、自动控制技术的高度发展和应用使变频器的节能效果更为显著。不但能实现无级调速，而且在负载不同时，始终高效运行，有良好的动态特性，能实现高性能、高可靠性、高精度的自动控制。相对于其它调速方式（如：降压调速、变极调速、滑差调速、交流串级调速等），变频调速性能稳定、调速范围广