电机变频节能设计本科学位论文.doc

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1、山西煤炭职业技术学院2011届毕业设计班级：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42山西煤炭职业技术学院2011届毕业设计目录摘要1第一章论述11.1我国电机的现状11.2我国煤矿风机运行中普遍存在的问题11.3课题研究的方向与趋势2第二章电机基础知识42.1电动机分类42.2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83.1变频器的发展史83.2变频技术的发展过程103.3变频器的分类113.4变频

2、器的电路组成123.4.1变频器中的的半导体开关153.5变频调速方法173.6变频的控制算法193.7普通异步电动机与变频电机的区别213.8变频调速的优点及市场24第四章电机节能改造项目264.1调速装置的运行可靠性和投资对比264.2投资对比274.3主要调速方案技术经济对比284.4变频改造节能案例294.4.1改造投资估算314.4.2分机节能效益的计算324.4.3经济评价324.5变频控制技术的显性和隐性效益及利弊分析334.6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4142山西煤炭职业技术学院2011届毕业设

3、计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kWh，约占工业用电的70～80%。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30～40%，比国际先进水平低20～30%。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。我国资源以煤炭为主，电机是煤矿生产中重要的设备，也是主要耗能设备。对电机节能方法进行研究具有重要的现实意义。本文中介绍目前电

4、机设备在运行中存在的主要问题，分析了解电机类设备的能耗状况，讨论了电机的基本参数、特性曲线，重点阐述了电机的节电方法以及节能原理。与现有的电机节能措施，深入研究了变频调速节能原理和实现。重点说明了电机变频节能方法与应用。文中给出的电机节能改造的变频技术方法、基本原理，目的是为企业进行节能改造时选择合理的改造方案提供依据。同时对调速装置的选择和调速方案比较作了介绍，力求技术先进与经济效益的统一。关键词：电机节能；电机调速；变频；矢量控制。42山西煤炭职业技术学院2011届毕业设计第一章论述1.1我国电机的现状电机是一种应用量大、使用范围广的高耗能

5、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kWh，约占工业用电的70—80%。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30～40%，比国际先进水平低20～30%。电机设备是煤矿生产中重要的设备，也是主要耗能设备，电机设备具有容量大，运行时间长，系统运行是要求绝对可靠。例如主通风机停止供风5min就是煤矿大事故。煤矿通风电耗一般占生产电耗的15%～25%，高的可达40%以上。我国的能源资源相

6、对拥有量较少，长期以来能源供需矛盾十分紧张。因此，为了缓解这个矛盾，就必须重视对电机的节能改造。通过对电机的节能改造，不仅能够节约能源，推动国民经济的发展，有很好的社会效益，而且能够直接减少企业的成本支出，提高企业的经济效益。同时也可以为国家节约资源造福于我们的后代。1.2我国煤矿风机运行中普遍存在的问题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

7、（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%。作为煤矿企业，都希望厂家能提供效率更高的风机。提高单体设备的效率，可以为国家节省可观的能源。但是许多高效设备在现场往往处于低效运行的状态，并没有达到节能的目的。风机只有在使用中才能反映出它的经济性。纵然一台风机本身效率已经很高，但由于使用和选型不当，也将变成“电老虎”42山西煤炭职业技术学院2011届毕业设计。近年来，我国风机技术发展很快，加上引进、消化国外的一些先进技术，大部分风机本身的效率已有明显提高。但是，根据我国当前风机的使用现状来看，只有注意大力

8、提高“风机系统效率”，才能取得较好的节能效益。现在煤矿风机普遍存在的问题有：管理制度不完善；需要调节流量的地方，绝大部分采用挡板或阀门来调节风量或流量