变频器和PLC的双馈电动机节能技术优势及应用探讨
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1 、双馈电动机控制理论与节能技术 1.1 双馈电动机的优势 双馈电动机不仅是属于异步机的范畴，它还可以被称之为交流励磁电机(Alternating Current Exc itatio n Mo to r ACEM)或异步化同步电机(Async hro nized Sync hro no us Mo to r)，因为它包含有独立的励磁绕组，在使用的过程中，能够像同步电机一样通过增加励磁来进行功率因素的调节。同步电机其实是直流励磁，所以它只能够进行一个电流幅值调节，因此它一般只能够进行无功功率的调节。而双馈电动机能够进行调节的量有三个，它们分别是：可调节的励磁电流幅值、可改变的励磁频率以及可改变相位。这就表明了双馈电动机为了达到调速的目的，可以采用改变励磁频率的方式来改变机电的速率。同样的，在进行负荷突变的时候，也可以通过控制励磁的频率来改变机电的转速，把转子所产生的动能充分的利用起来，并吸收或者释放负荷。双馈电动机和同步电动机相比较，它们都能够利用转子励磁的电流幅值的改变来对功率因素进行调节。因此交流励磁在使用的过程中，不仅能够进行无功功率的调节，还可以进行有功功率的条件，而双馈电动机拥有众多的优势主要是因为它采用的是能够进行调节的交流励磁电源。 1.2 恒视在功率节能技术 电机功率主要可以可以分为三种：无功功率、有功功率以及视在功率。恒视在功率在使用过程中的重点是当有功功率发生变化的时候，可以通过对电机的功率因数进行调节，最后把电机的视在功率控制在一个固定的值。这种做法的优点在于电机进行轻载的时候可以把剩余的电机容量作为无功功率向电网反馈，而当电动机重载的时候，可以把电机的功率因数的数值调节到与单位功率差不多，并且对电网的无功功率不进行吸收。同样的，在风机、水泵中也可以使用恒视在功率，其主要的原因有： (1)我国电厂和钢铁厂在工作的过程中，用电量最高的设备主要是空调、风机和水泵，因此对风机与泵实行节能措施是非常有必要的，而且节能的效果将会非常的明显。国家对于所有企业进行生产的技术装备都是有规定的，分别是可靠性与效率。但是对于成产过程中资源的浪费现象并没有太大的重视，所以水泵与风机实施节能措施是非常有必要的。 (2)恒视在功率在我国的使用效率是比较低的，主要的原因是生产过程中普遍都存在“小马拉大车”的现象。相关的设计院在进行设计的时候，为了尽可能的少承担责任，都采用的是比较保守、落后的设计方案，而且使用的参数都是超出实际大小的，这样就使得余量偏大了，压力与流量系数也偏大了。然而制造商为了降低自身的风险，在把压力与流量系数进行增加，这样一层接一层增加的现象最终导致了“小马拉大车”现象的出现，也使得产品偏离了最初的设计，降低了效率。但是恒视功率的使用正好弥补了这一缺陷，而且还为工厂提供了无功功率。 2、PLC和变频器的应用技术 在双馈电动机的节能控制系统中，在选择控制器和转子励磁电源的时候需要非常的小心与谨慎，因为它们的好坏直接关系到系统的可靠性、稳定性以及节能性。由于PLC与通用变频器具有其特有的优势，因此它们都非常适合在双馈电动机的控制系统中进行使用。 2.1 PLC 选型 在进行PLC型号的选择时，首先要对PLC的输入/输出端口和通信端口的需求进行分析与确定。然后在根据双馈电动机节能控制系统自身的需求，把系统中所有的输入/输出信号进行总结与分类，在根据PLC的输入/输出点的要求来进行I/O地址的分配，保证每个输入/输出信号都能够准确的与PLC的输入/输出继电器相对应，最终根据其结果来进行PLC型号的确认。 西门子公司的PLC 产品的品种是非常丰富多样的，像S7 200 就是属于小型的PLC，并且是第三代的产品了。关于S7 200所具有的特点有以下几个方面： (1)强大的功能。S7 200 的CPU 模块有5 种，而且还能够扩展到7 种，还可以扩展到248 点数字量的I/O，并且有30多KB 的数据存储空间。集合了6 个高速计数器以及脉冲发生器、脉冲宽度调制器，这些都大大的提高工作的效率。能够达到PID参数的自定。 (2)先进的程序结构。S7 200 所包含的程序结构是非常的简单的，在进行编程的软件中，其包含的主程序、子程序以及中断程序是分开进行保存的。子程序还可以把输入输出的变量作为软件的接口，这样有利于达到结构化编程的目的。 (3)灵活方便的寻址。S7 200 所包含的各部分结构都是可以按照位、字节、字以及双字来进行读与写的，例如：位存储器、变量存储器、输入输出结构等。 (4) 编程软件的功能强大以及使用方便。编程软件STEP7 Mic ro/WIN V4.0包含了梯形图、语句表以及功能块图编程语言三大部分。而S7 200在进行操作的时候，其指令的功能性很强，但也便于掌握。 |
