变频器在地铁施工中的应用与探索

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1、变频器在地铁施工中的应用与探索摘要：变频器的诞生源于交流电机对无级调速的需求，随着晶闸管、静电感应晶体管、耐高压绝缘栅双极型晶闸管等部件的出现，电气技术有了日新月异的变化，变频器调速技术也随之发展，特别脉宽调制变压变频调速技术更是让变频器登上了新的台阶。地铁施工当前运用大功率交流电机总量很大，随着对节能低碳环保的要求，为变频器的应用提供了广泛的空间，也存在着潜在的经济益。关键词：变频器地铁施工应用节能提纲：一．总论二．变频器的定义及工作原理三．变频器的作用四．变频器在地铁施工中的应用五．变频器的维修保养六．结论一、总论随着社

2、会经济的发展，城市交通成了发展的瓶颈，许多城市着手开始发展地下交通，地铁已不在陌生，它正改变着大家的工作和生活。然而地铁施工却是许多人陌生的事情，高高的围挡隔开了墙里墙外的世界。地铁施工，需要大型的施工设备：如龙门吊，空压器，通风机、钻机，抽水机，特别是盾构机，还有一些小型的机电设备，使用特别频繁，也称得上是高能耗的项目。那么变频器会为我们带来什么好处呢？二、变频器的定义及工作原理变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。变频器是将工频电源转换成任意频率、任意电压交流电源

3、的一种电气设备，变频器的使用主要是调整电机的功率、实现电机的变速运行。变频器的组成主要包括控制电路和主电路两个部分，主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（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的，其中主电路还包括整流器和逆变器等部件。变频器的工作原理是通过控制电路来控制主电路，主电路中的整流器将交流电转变为直流电，直流中间电路将直流电进行平滑滤波，逆变器最后将直流电再转换为所需频率和电压的交流电，部分变频器还会在电路内加入CPU等部件，来进行必要的转矩运算。变频器的工频电源一般是50Hz或60Hz，工

4、频电源的频率和电压都是恒定不变的。以工频电源工作的电机在调速时可能会造成功率的下降，而通过变频器的调整，电机在调速时就可以减少功率损失。变频器的种类繁多，按照变频器的用途不同可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等;按照变频器工作原理分类可分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等。三、变频器的作用(1)可调的转矩极限，受控的停止方式，可逆运行控制。通过变频调速后，能够设置相应的转矩极限来保护机械不致损坏，从而保证工艺过程的连续性和产品的可靠性。目前的变频技术使得不仅转矩极限

5、可调，甚至转矩的控制精度都能达到3％～5％左右。在工频状态下，电机只能通过检测电流值或热保护来进行控制，而无法像在变频控制一样设置精确的转矩值来动作。如同可控的加速一样,在变频调速中,停止方式可以受控，并且有不同的停止方式可以选择(减速停车、自由停车、减速停车＋直流制动)，同样它能减少对机械部件和电机的冲击，从而使整个系统更加可靠，寿命也会相应增加。在变频器控制中，要实现可逆运行控制无须额外的可逆控制装置，只需要改变输出电压的相序即可，这样就能降低维护成本和节省安装空间。(2)减少机械传动部件，可控的加速功能，可调的运行速度

6、由于目前矢量控制变频器加上同步电机就能实现高效的转矩输出,从而节省齿轮箱等机械传动部件,最终构成直接变频传动系统。从而就能降低成本和空间,提高稳定性。变频调速能在零速启动并按照用户的需要进行均匀地加速，而且其加速曲线也可以选择(直线加速、S形加速或者自动加速)。而通过工频启动时对电机或相连的机械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动。这种振动将进一步加剧机械磨损和损耗，降低机械部件和电机的寿命。另外，变频启动还能应用在类似灌装线上，以防止瓶子倒翻或损坏。运用变频调速能优化工艺过程，并能根据工艺过程迅速改变，还能通过远控PLC或其他控

7、制器来实现速度变化。(3)启动时需要的功率更低，控制电机的启动电流，降低电力线路电压波动，节能。电机功率与电流和电压的乘积成正比,那么通过工频直接启动的电机消耗的功率将大大高于变频启动所需要的功率。在一些工况下其配电系统已经达到了最高极限，其直接工频启动电机所产生的电涌就会对同网上的其他用户产生严重的影响,从而将受到电网运行商的警告,甚至罚款。如果采用变频器进行电机起停,就不会产生类似的问题。当电机通过工频直接启动时，它将会产生7到8倍的电机额定电流。这个电流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量，从而降低电机的寿命。而变频

8、调速则可以在零速零电压启动(也可适当加转矩提升)。一旦频率和电压的关系建立，变频器就可以按照V/F或矢量控制方式带动负载进行工作。使用变频调速能充分降低启动电流，提高绕组承受力，用户最直接的好处就是电机的维护成本将进一步降低、电机的寿命则相应增加。在电机工频启动时，电流剧增的同时，电压也会