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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。
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%%,低于60%%o
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”。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，节流功率损失非常大。
为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流量、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0〜2900r/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0〜100%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，通过其内置的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、不需维护等优点，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。
随着电力电子成本降低和系统性能改善以及新型电力电子元件的问世和发 展，机电一体化基础技术——微型计算机、数字信号处理器以及大规模集成电 路芯片的出现正在意义深远地影响着电气传动自动化技术的发展。因此开发绝 缘门极双极型晶体管（IGBT）,高频大功率静电感应式晶体管（SIT）,静电感 应式晶闸管（SITH）, MOS控制的晶体管（MCT）,绝缘门极晶体管（IGT）, 绝缘门极可关断晶闸管（IGTO）,智能功率集成电路（Smart Power）和光控晶 闸管等元件组成的新型交流传动装置是风机交流调速的发展方向。
同时电力电子技术、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。它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、效率高，随着现代控制理论和电力电子技术 的发展，交流变频调速技术日臻完善，它已成为交流电机调速的最新潮流。变 频调速装置（变频器）已在工业领域得到广泛应用。
使用变频器调速信号传递快、控制系统时滞小、反应灵敏、调节系统控制 精度高、使用方便、有利于提高产量、保证质量、降低生产成本，因而使用变 频器是厂、矿企业节能降耗的首选产品。
变频器就负载类型而言主要有两方面的典型应用：1、恒转矩应用；2、变 转矩应用。
就应用的目的而言主要有：1、以改进工艺为主要目的，确保工艺过程中的 最佳转速、不同负载下的最佳转速以及准