变频调速系统设计 毕业论文 开题报告

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1、吉林化工学院信息与控制工程学院毕业设计开题报告变频调速系统设计DesignsofFrequencyConversionSpeedRegulationSystem学生学号：06510233学生姓名：专业班级：自动0602指导教师：职称：讲师起止日期：2010.3.8～2010.3.22吉林化工学院JilinInstituteofChemicalTechnology吉林化工学院信控学院毕业设计开题报告1．课题来源及选题的目的和意义课题的来源：自选课题选题的目的及意义：通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统

2、、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。泵类设备在生产领域同样有着广阔的应用空间，提水泵站、水池储罐给排系统、工业水（油）循环系统、热交换系

3、统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备。而且，根据不同的生产需求往往采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。这样，不仅造成大量的能源浪费，管路、阀门等密封性能的破坏；还加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀，严重时损坏设备、影响生产、危及产品质量。风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行，存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的

4、要求，加之采用变频调速器（简称变频器）易操作、免维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点；因而采用变频器驱动的方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术，电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。-4-吉林化工学院信控学院毕业设计开题报告2．本课题所涉及的内容国内外研究现状综述从总体

5、上看我国变频调速技术水平较国际先进水平差距10~15年。国外现状：在大功率交-交变频（循环变流器）调速技术方面，法国阿尔斯通已能提供单机容量达3万kW的电气传动设备用于船舶推进系统。在大功率无换向器电机变频调速技术方面，意大利ABB公司提供了单机容量为6万kW的设备用于抽水蓄能电站。在中功率变频调速技术方面，德国西门子公司SimovertA电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10~2600kVA和SimovertPGTOPWM变频调速设备单机容量为100~900kVA，其控制系统已实现全数字化，用于电力机车、风机、水泵传动。

6、在小功率交流变频调速技术反面，日本富士BJT变频器最大单机容量可达700kVA，IGBT变频器已形成系列产品，其控制系统也已实现全数字化。国内已经有较多的变频器生产厂，但大部分的产品都是V／F控制和电压空间矢量控制变频器，使用在调速精度和动态性能要求不高的负载上应该没有问题。工业应用中绝大部分都是这种负载，变频器在这种场合应用最重要的要求是可靠性，国产变频器占国内市场份额不高的主要原因是产品品质不过硬。V／F控制和电压空间矢量控制变频器比矢量控制变频器从技术上来看要简单得多，由于国内厂家大部分都是手工作坊式的生产，工艺欠佳

7、，检测手段有限，品质的一致性和稳定性难以保证。同样是V／F控制的变频器，国外的产品比国内的产品品质要好，这可能是生产工艺方面的差距。差距最大的是半导体功率器件的制造业，至今在国内这仍是一个空白。3．本课题有待解决的主要关键技术问题变频调速技术作为高新技术、基础技术和节能技术，已经渗透到经济领域的所有技术部门中，而主要有待解决关键技术有如下:（1）.三相交流电动机的控制方案。（2）主电路的设计和外围配件的选择。（3）控制电路的设计和外围配件的选择。（4）变频器的控制方法。（5）调速系统的仿真实现-4-吉林化工学院信控学院毕业

8、设计开题报告4．课题研究的内容和实施方案（主要包括研究内容、拟采用的研究方法、技术路线、预期成果、所采取方案的可行性分析等）课题的内容为：利用交流变频原理设计了交-直-交电压型SPWM变频器，逆变电路运用了IGBT模块，仿真出波形，达到预期的结果，验证此方案的可行性。变频调速系统主要由整流器、中间直流环