开题报告-模板.doc

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1、本科毕业设计开题报告 题 目： 矿井压风机节能控制器的设计 专 题： 院 （系）： 电控学院 班 级： 电气10-15 姓 名： 张贵梅 学 号： 17 指导教师： 焦文良 教师职称： 高级工程师 黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题 目来源自拟题目1、研究目的和意义选题目的:（1） 了解国内外发电厂电气主接线及元件保护设计的现状及发展方向。（2） 复习并加深对基础知识的理解，能够灵活运用，解决实际问题，为以后的工作打下良好基础。 （3） 学习和掌握发电厂电气部分的设计和继电保护整定计算的方法。（4） 培养独立分析计算和解决实际工程能力。（5） 树立工程观点，了解工程实际和电力系统电能生产、传

2、输及分配的过程。选题意义: 压风机是煤矿的主要动力设备之一,是 风钻、喷浆机、井上下操车设备、锻钎机等风动设备的动力源,其耗电量约占全矿总耗电量的一。随着矿井的延伸,需要提高风压,压风机的耗电量还将进一步增大,采取措施降低压风机的耗电量,将会产生巨大的经济效益。本文通过对变频器和电机节电器的原理、节能、节能效果分析对比，从中更进一步认识到，在科学技术迅速发展的今天， 只有将更加科学合理、经济实用的节能产品应用于生产实践中，才能为企业增创效益。同时也有提高生产效率、降低维修工作量、延长电机寿命、减少投资成本等目的2、 国内外发展情况(文献综述)1.国外高压变频技术现状 高压变频器国外主流供应厂商

3、主要有西门子、罗宾康、罗克韦尔（AB）及ABB等。在国外，以西门子为代表的国外品牌占据大容量和为大型工程配套的高端市场。国外各大品牌的变频器生产商，均形成了系列化的产品，其控制系统也已实现全数字化。几乎所有的产品均具有矢量控制功能，完善的工艺水平也是国外品牌的一大特点。目前，在发达国家，只要有电机的场合，就会同时有变频器的存在。归纳欧美日等国外发达国家的高压变频技术现状，主要如下： （1）技术开发起步早，并具有相当大的产业化规模。 （2）能够提供特大功率的变频器，目前已超过20000KW。 （3）变频调速产品的技术标准比较完备。 （4）与变频器相关的配套产业及行业已基本发展成熟。 （5）本国具

4、备成熟的变频器用功率器件生产技术，如IGBT、IGCT、SGCT等。 （6）高压变频器在各个行业中被广泛应用，并取得了显著的经济效益。 （7）产品国际化、本土化加剧。 （8）创新技术、新工艺层出不穷，并被大量和快速地应用于产品中。 （9）采用输入多脉波整流，输出H桥逆变叠加多电平输出，逆变单元使用通用模块，无需输入、输出滤波器即可以控制高压异步电机与同步高压电机，该类型以美国罗宾康公司为代表。 （10）采用输入多脉波整流，输出E桥逆变叠加多电平输出，逆变单元使用高压模块，需输入、输出滤波器即可以控制高压异步电机与同步高压电机，该类型高压变频器以ABB公司和富士公司的产品为代表。2.我国高压变频

5、器的发展现状 目前，我国约有20家左右的高压大功率变频器生产厂家，如利德华福、东方凯奇（现东方日立）、成都佳灵、中山明阳、广州智光、上海科达、山东风光、合康益盛、九洲电气等。 由于美国罗宾康公司没有在中国申请专利保护，因此绝大多数厂家都采用他的技术即单元串联多重化结构。深圳市英威腾电气股份有限公司则采用拥有自主知识产权的技术，开发出CHH系列矢量控制的高压变频器，2009年已试生产了40台，2010年已经批量生产了107台。 随着技术研究的进一步深入，在理论上和功能上国产高压变频器已经可以与进口变频器相比肩，但是受工艺技术的限制，与进口产品的差距还比较大，这些状况主要表现在如下几个方面： （1

6、）国外各大品牌的产品正加紧占领国内市场，并加快了本地化的步伐。 （2）具有研发能力和产业化规模的企业逐年增加。 （3）国产高压变频器的功率也越做越大，目前国内最大能做到8000KW。 （4）国内高压变频器的技术标准还有待规范。 （5）与高压变频器相配套的产业还很不发达。 （6）生产工艺落后，勉强满足变频器产品的技术要求，但是价格低廉。 （7）变频器中使用的功率半导体、驱动电路、电解电容等关键器件完全依赖进口，而且在未来相当长时间内还要依赖进口。 （8）与发达国家的技术差距在缩小，具有自主知识产权的产品正应用在国民经济中。 （9）已经研制出具有瞬时掉电再恢复、故障再恢复等功能的变频器。 （10）

7、部分厂家已经开发出四象限运行的高压变频器。 （11）矢量控制的高压变频器已经在应用。 其中：采用输入多脉波整流，输出H桥逆变叠加多电平输出，逆变单元使用通用模块，无需输入、输出滤波器既可以控制高压异步电机与同步高压电机的高压变频器。该类型产品以北京利德华福公司为代表，技术与美国罗宾康公司的产品处在同一水平。 采用输入多脉波整流，输出E桥逆变叠加多电平输出，逆变单元使用高压模块，需输入、输出滤波器既可以控制高压异步电机与同步 高压电机的高压变频器。该类型高压变频器以中山明阳龙源公司产品为代表，就产品的可靠性而言与国外产品有一定距离。 采用输入6脉波整流，输出双电平6脉波逆变，逆变桥的上下桥臂使用

8、通用模块串连接，需输入、输出滤波器既可以控制高压异步电机的高压变频器，该技术实际上是低压通用变频器控制技术的延伸发展，国外无类同的产品。 综上所述，国内的高压变频器技术与国外高压变频器技术有差距，但基本处在同一代技术层面，就高压变频器的性能价格比而言，国内的高压变频器比国外的更具有优势。3、研究/设计的目标：研究目标：在压风机电控系统中采用变频调速技术,将原来靠放空载荷来调节风压方式变为变频器自动调节压风机转速来调节风压,不仅可以科学地调节用风量和供风量的最佳配合,同时实现了压风机的经济运行,降低了压气成本,提高了风动设备的工作效率。最后做出计划书以及图纸。4、设计方案（研究/设计方法、理论分

9、析、计算、实验方法和步骤等）：研究内容：(1) 设计原理(2) 节能分析(3) 节能效果分析(4) 结论理论依据：(1) 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：n= 60f(1一s)p，(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)；通过改变电机频率和改变电压来达到改变电机转速的目的。利用变频器内置PID调节软件，直接调节电动机的转速保持恒定的风压，从而满足系统要求的压力。变频器就是基于上述原理采用交一直一交电源变换技术，电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控

10、制装置。设计步骤： (1)系统的功能设计分析和总体思路； (2)PID和变频器型号的选择； (3)硬件设计； (4)实验调试和数据分析； (5)总结和体会； 5、方案的可行性分析： 高压变频器主要应用于电力、石油化工、管道输送，供水及污水处理，钢铁、冶金、有色金属、水泥、建材、热力、煤矿等行业。我国电机的总装机容量已达4亿千瓦，每年仍以约6左右的速度增长，年耗电量达6000亿千瓦时，约占工业耗电量的80%。我国各类在用电机中，低压中小型电动机与高压中大容量的比例在数量上为80%：20，在容量上为40：60，已采用变频器调速运行的电机只有总装机容量的8，而工业发达国家已达6070，我国在用电机拖

11、动系统的总体装备水平仅相当于发达国家50年代水平。因此，在国家十五计划中，电机系统节能方面的投入将高达500亿元左右。所以变频调速系统在我国将有非常巨大的市场需求。6、设计产品的主要用途和应用领域：7、时间进程1周 开题报告2周 开题报告 3周 查阅资料 4周 绪论5周 分析高压变频器系统结构特性。6周 搜集资料建立初步的数学模型7周 完成高压变频器系统的仿真分析8周 进行优化设计并完成论文初稿9周 绘制有关方面的图纸10周 外文文献翻译11周 整理撰写论文所用的相关资料12周 整理论文准备答辩8、参考文献： 1 冯垛生变频器实用指南人民邮电出版社2OO6(5) 2 张永惠高压变频器的选择J变

12、频器世界 1999(6) 3 李虹变频调速在矿山节能中的应用J变频器世界2003(8) 4 采矿手册M冶金工业出版社1991(6) 5 赵存友，徐文娟. 矿用通风机节能技术现状 J. 矿山机械，2005，33(8)：21-22. 6 刘志全. 空气压缩机变频改造方案 J. 煤炭工程，2009(3)：15-17. 7 杜国华，张登军，周松中，等. 电动机节电器在矿井轴流风机中的应用J. 矿山机械， 2009，37(14)：69. 8 蔡志伟. MICROMASTER430变频器与PLC技术在煤矿热风炉中的应用J. 矿山机械， 2009，37(14)：101. 9 陈保安，丁光伟，陈 辉. 高压变

13、频器在冶炼厂SO2风机上的应用J.矿山机械， 2009，37(12)：85. 10 赵婷婷,贾明全，丁慎言. 空压机的恒压调速数控方法J.煤矿机械，2006，27(5)：877-879. 11 徐甫荣,陈辉明.高压变频调速技术应用现状与发展趋势变频器世界2007.4. 12 贾贵玺,张臣堂.高压变频调速技术在发电厂节能方面的研究与应用电力系统自动化 14pp.63-66 13 马小亮. 大功率风机、泵节能调速发展方向探讨电气传动 lpp.3-6 14 胡静.大功率变频调速系统电气时代2002年第12期pp.46-47 15 费万民,姚文熙,吕征宇.中高压变频调速技术综述电力电子技术 2pp.76-78指导教师意见:教师签字：年 月 日毕业设计领导小组意见: 组长签字：年 月 日