變頻調速在船舶恒壓供水中的應用
發布時間:2019-07-12 11:32:27來源:
變頻調速具有優異的性能,調速范圍大,平滑性好,機械特性硬度高。根據負載不同的特性要求,在變頻時,供給電機的電壓按不同規律變化可實現恒功率或恒轉矩調速,從而使電機的運轉滿足按負載工況的各種不同要求實現自動調速。傳統的變頻電源應用可控硅變頻裝置,使其推廣與應用受到了一些客觀條件的限制。隨著半導體變流技術的飛速發展,一些簡單可靠、性能優異、價格便宜的變頻調速器不斷出現。進入90年代,隨著變頻調速技術的發展與完善,基于該項技術的應用在各個領域得到廣泛的推廣,且控制技術日趨成熟。同時,由于變頻調速具有良好的節能效果,使得該技術越來越受到社會的廣泛關注。在船舶機械系統中,變頻調速也同樣具有廣闊的應用前景。例如在船舶的供水、空調、風機等系統中應用變頻調速技術是較佳的選擇。
2變頻調速的原理和節能分析2.1原理交流異步電動機的轉速n與電源頻率f之間的關系為:從以上函數關系可知,當電機轉差率S變化不大時,電機的轉速與電源頻率成正比。因此,如有頻率可以平滑調節的供電設備,即可平滑調節異步電動機的轉速。變頻裝置一般就是根據電壓隨頻率變化且滿足一定的比例關系的要求設計而成。異步作者介紹:夏進1987年畢業于武漢理工大學工業自動化專業,現工作于江蘇省鎮江船舶有限責任公司,工程師。
電機變頻的機械特性見。
2.2節能效果對異步電機而言,電機的軸功率與其轉速的三次方成正比,即Pi/P2=(i/2)3,由表達。小流量時,水泵iM運轉(2KM吸合),并通過反饋通道不斷調整其轉速,以保持壓力的恒定。在大流量時,經壓力比較電路,通過PLC發出“變頻/工頻切換”與“運行聯鎖”指令,電機2M以變頻方式啟動運行(KM吸合,2KM斷開),iM則切換至工頻全速運行(4KM吸合)。這樣系統能始終將供水量維持在一個恒定的壓力上。
5應用中應注意的問題泵類、風機類可選用其專用系列產品。
2在船舶系統中,由于使用環境較為惡劣,除對變頻器要求具有過電流、過電壓、欠電壓、過載、過熱等保護功能外,變頻器應選用那些在設計和制造中充分考慮了惡劣運行環境,在同樣條件下的可靠性和使用壽命較高的品牌產品。同時為保證系統的可靠性,對與變頻器相配用的設備和其它電氣元件,應選用高性能和高質量的產品,使系統在高溫、潮濕、振動、強干擾等嚴酷條件下,保持長期穩定的工作狀況。
3由于變頻器本身是一個強大的干擾發生源,其對變頻調速系統內設備運行會產生影響,同時也可能對船舶電網造成不良影響以及對船上無線電通訊設備形成干擾,應用中要采取相應的技術措施予以解決。例如,選用濾波器用于限制變頻器高次諧波對電網的干擾;選用交流電抗器抑制變頻器輸入端的諧波電流和改善輸出電流波形;變頻器、電機的接地實施可靠接地;對PID調節器單元的輸入/輸出一定要可靠屏蔽;控制線路與動力線路要分開敷設,以強抗電磁干擾的能力等措施。
4在變頻調速系統中,變頻時要保證在供電頻率變化的過程中,電機的過載能力不受影響。從的機械特性中我們知道,在低頻時電機的過載能力大為降低,甚至會出現帶不動負載的現象。因此在實際應用系統中,頻率的調節范圍還應受到一定的限制,在不同的系統中,應根據負載情況設定電機安全運行的頻率可調范圍,這一點在實際應用中要引起重視。
6結束語在交流調速系統中,變頻調速是異步電機調速比較具發展前途的一種方法,其良好的調速性能和顯著的節能效果使該技術的應用極為廣泛。隨著現代化船舶對交流拖動系統的調速性能要求的提高,以及變頻技術的不斷完善,變頻調速將逐步得到更廣