SIMADYN-D控制系统在制氧机变频软起动中的应用

SIMADYN-D控制系统在制氧机变频软起动中的应用

1 引言

济钢总公司在新建2#2万m3制氧机工程中，制氧机的空压机采用瑞士苏尔寿压缩机，电机采用德国西门子无刷励磁同步电机，功率9500kw，电压10kv, 功率因数0.9(超前), 转速1500r/min, 采用西门子公司的simoverts 变频软起动装置对电机进行软起动控制，由s7-3 00 cpu315-2dp和et200s、op17、simotras hd、simeas p等组成的工作站完成各种保护、监控及内外部信号连接，起动过程的联锁及顺序逻辑控制，由西门子公司的7ve512自动同步单元完成同步并网过程。

2 制氧机工程的系统组成及工作原理

制氧机工程系统采用了高-低-高式交-直-交电流型变频器供电和交流无换向器电机控制，整个软起动的控制由西门子公司的simadyn-d系统完成，其中一个pg16处理器+se48.1接口模块完成电网侧的整流器控制，一个ps16处理器+ts12触发模块+se21.2接口模块完成电机侧的逆变器控制，一个pm5处理器完成软起动过程中的顺序逻辑控制、速度给定和调节。由于采用了旋转励磁机实现无刷励磁，专门由一个pm5处理器实现电机电压闭环完成软起动过程中励磁电流的给定值计算，以保证软起动过程中电机的气隙磁通基本保持不变，实现了对起动过程中定子电流电枢反应的补偿，从而即保证了晶闸管的换向裕量不变，又保证了最大的电机的过载能力，基本克服了采用电流型逆变器供电的自控同步电动机过载能力差的缺陷。针对电机转速小于10%额定转速时，由于电机的反电势太低，无法安全实现负载换向的情况，系统采用了断续电流换向的方法，即当电机侧逆变器需要换向时，系统向电网侧整流器发出推逆变信号，将lci的电流强制拉到零，然后再触发电机侧逆变器待开通的另一

对晶闸管，由于采用了特殊的整流侧脉冲组合逻辑，使得即使不用在直流平波电抗器并联释能晶闸管，也能够保证将lci电流快速拉到零，从而大大简化了电路结构和控制线路，为了进一步提高系统的可靠性，系统采用了由impag4+sav21组成的整流器触发和晶闸管监控单元，实现了高低压回路的光耦隔离，对误触发的有效监控保证了晶闸管触发的可靠性，避免了因晶闸管损坏或触发脉冲丢失等原因所造成的功率单元灾难。

由于采用了成熟的矢量运算技术，通过ps16模块的电压模型计算出同步电动机自控所需要的电机磁通、转子转速和位置角等信号，实现了无测速机控制，只有电机需要经常在低速范围做调速运行或电机的惯性较大，需要较大的起动转矩的场合才需要安装测速机。

矢量控制模型所需要的电机侧的电压电流信号均取自升压变压器的输入侧，为了避免升压变压器的剩磁影响到同步电动机转子初始位置定向的准确性，每次软起动结束后，都由一台变压变频装置simovert mastdriver vc完成升压变压器的去磁工作。

由cpu315-2dp、simotras hd励磁装置、simeas测量显示单元、op17操作面板，et200s 远程i/o和simoverts组成的s7-300工作站完成信号的输入、输出，各种监控及保护、控制联锁及并网运行后电机运行参数显示、电机的保护、励磁电流的控制及功率因数的调节。

电机励磁电流的控制由simotras hd全数字交流调压装置完成，降压变压器的起动及电机同步运行后的保护分别由7sj6005和siprotec 7um6215可编程集成保护单元完成，电机的并网同步由西门子公司的7ve5120可编程自动同步单元完成，因此整个系统的组成实现了数字化、模块化，方便了调试与维护，提高了系统工作的可靠性。

电机励磁电流的控制由simotras hd全数字交流调压装置完成，降压变压器的起动及电机同步运行后的保护分别由7sj6005和siprotec 7um6215可编程集成保护单元完成，电机的并网同步由西门子公司的7ve5120可编程自动同步单元完成，因此整个系统的组成实现了数字化、模块化，方便了调试与维护，提高了系统工作的可靠性。

图1 3#2万制氧机9500kw主电机软起动主回路原理图

系统主回路原理图如图1所示，电机变频软起动系统的控制原理图如图2所示。

图2 济钢2万m3制氧机9500kw空压机电机变频软起动系统控制原理图3 软起动系统配置及各部分的功能

simoverts系统的simadyn-d配置如图3所示。

图3 simovert s软起动系统硬件配置图

simadyn-d系统是一种多处理器分布式控制系统，采用l+c并行背板总线结构，包括20位地址，16位数据及控制信号、电源，其中c总线主要负责最多8个处理器之间的通讯，总线采用硬件菊花链方式，最大总线周期小于1μs，处理器的典型循环扫描时间为10ms，适合完成快速和复杂的控制任务如液压agc系统、svc系统等，编程采用了struck g图形化的功能块图方式，并由ibs g、drivemonitor等在线监控和修改软件。本系统采用的主要处理器及所完成的功能说明如下:

3.1 a100机架24槽

主要完成变频器本体的电流控制、脉冲形成与监控及与op17操作员面板的接口，包括: (1) d01-p1:pm5

通用的开环和闭环控制处理器，一般与it41、it42扩展模块共同完成工艺控制任务，32位r isc处理器，主频32m，包括以下功能包:

·fp-ast

完成与传动有关的顺序控制，如控制器的使能、运行模式的切换等。

·fp-erw

以电压闭环方式完成励磁电流设定值的计算。

·fp-uhr

用于起动系统时钟同步。

(2) d05-p2:pg16

完成传动的转矩控制, 采用80c186-16 16位单片机。

·fp-mn1

完成电网侧变流器的电流控制，包括实际值的处理、闭环电流控制，逻辑无环流自动反转逻辑及门极脉冲发生。

(3) d09-p4:ps16

完成矢量运算和se21.2接口模块、ts12硬件脉冲触发单元一起完成电机侧变流器的控制。·fp-sms

矢量控制功能包，包括电压模型(fb-ums)、实际值处理(fb-ist)、反电势补偿计算(fb-ofc)、触发角计算(fb-alb)等功能块，完成在无测速机方式下的电机侧变流器控制。

3.2 a200机架12槽

主要完成电机的速度闭环控制及与s7-300 工作站的通讯，包括:

d01-p1:pm5

·fp-nrg

完成软起动过程中的速度给定和闭环调节。

·fp-wrg

电网电压前馈补偿。

·fp-anf

实现励磁装置的起动及励磁电流给定值的下传、与自动同步单元交换控制信号，完成并网过程。

·fp-dia

报告simovert软起动系统的状态，实现软起动系统的故障诊断。

4 系统的典型动态响应及结论

变频软起动器在起动过程中动态响应曲线图如图4所示。

图4 起动过程动态响应曲线图

从图4中可见，在整个软起动过程中，由于与速度有关的电流限幅的作用，变频器的电流是逐渐增加的，从而减轻了对机械设备的冲击，另外从图4中可以明显地看出电机的励磁电流是跟随电机的定子电流同步变化的，反映了电机电枢反应的补偿过程，保证了负载换向的可靠性和电机的过载能力，从电机的并网同步过程可以看出整个起动和同步并网过程只有1分35秒，且并网时对电网和设备的冲击都很小，实现了软起动的双重保护作用。

5 结束语

本软起动器经过调试期间和一个多月来多次运行的考验，整个软起动和并网过程可靠稳定，比采用同样控制原理的原苏联的模拟控制系统可靠性和一致性都大大提高了，因此我公司1 #、2#2万制氧机都采用了西门子公司的simoverts变频软起动装置。

参考文献

[1] 陈伯时,陈敏逊. 交流调速系统[m]. 北京:机械工业出版社,1998.

[2] simoverts用户手册[z]. siemens公司.

SIMADYND全数字控制系统在中板液压AGC中的开发与应用

作者：1、霍启军，2、刁建华周涛陈锦标

通讯地址：（1 山东大学电气工程学院山东济南 250014；2 济南钢铁集团总公司中板厂山东济南 250101）

文章从系统硬件组态和软件设计方面介绍了全数字控制系统SIMADYN D在中板液压AGC 中的开发与应用。

1 前言

济钢中板厂四辊轧机于1987年建成投产，最初上过一套液压AGC系统，由于多种原因没有成功应用，所以一直采用电动压下。为了更好的控制板形，提高钢板质量，总公司决定投资为中板厂新上一套液压AGC系统。在2003年12月至2004年1月利用中板厂几次计划检修时间进行了设备安装与调试。改造后的液压AGC控制系统采用德国SIEMENS公司的SIMADYN D数字控制系统，系统改造非常成功，投运至今没有任何故障。

2 系统特点

由于中板生产的特殊性，要想获得理想的产品质量，液压AGC技术是必不可少的，而AGC 要取得理想的效果，首先要求控制系统必须快速、可靠。随着对国内市场的不断开发，作为世界闻名的自动化公司，SIEMENS公司的产品在国内工厂中的占有率已经名列前矛，SIMADYN D是一种实时多任务的分布式数字控制系统，具有运行速度快、可靠性高、功能强大且容易组态等特点，是实现液压AGC功能的一种理想的控制系统。特点如下：

2.1 算速度快

SIMADYN D控制系统的主流CPU是PM5和PM6（PM4已经很少再用），其中PM5是32位的CPU，其主频为32MHz，有DRAM 4Mbytes，SRAM 64Kbytes，最小运行周期可达0.1ms，应用程序的控制回路的运行周期可到0.6ms左右；PM6是32/64位的CPU，其主频为64/128MHz，有DRAM 8Mbytes，SRAM 256Kbytes，最小运行周期可达0.1ms, 应用程序的控制回路的运行周期可到0.5ms左右。

2.2 功能强

SIMADYN D控制系统是一种多处理器、多任务实时控制系统，一个机架中最多可以配置8个CPU，每个CPU中又可以并行处理67个任务，每个任务中最多可以包含10000个功能模块，而且可以根据需要，对每个功能模块配置时钟周期（T1－T5）。

2.3 编程灵活

SIMADYN D的开发软件使用的是基于UNIX操作系统面向图形的配置语言STRUC G和面向List的语言STRUC L，同时也支持基于Windows操作系统面向图形的配置语言CFC。用户可以根据自己的需要灵活选用不同的编程语言对系统进行配置。

2.4 产品种类齐全、可扩展性强

SIMADYN D控制系统拥有丰富的硬件模块。机架有6槽、12槽、24槽三种，同时还有各种各样的I/O模块和接口模块，用户可以根据自己的实际情况任意选用不同的机架、电源、处理器、I/O模块和接口模块，从而构成满足各种要求的控制系统。同时该系统还可以通过DP网、工业以太网与SIEMENS 的PLC和其他自动化公司的产品联用。

3 系统硬件构成

与目前国际上通用的轧机AGC控制系统结构模式一样济钢中板厂的四辊轧机液压AGC控制系统分为两级：过程控制级和基础自动化级。

3.1 过程控制级

过程控制级包括一台ALPHA机和一台过程服务器：其中ALPHA机通过以太网接收基础自动化级送来的来料信息——钢种、来料厚度、目标厚度、来料温度等（由操作工在WinCC 监控站上输入），以及基础自动化级实时传送过来的各种过程参数（辊缝、压力、温度、电压、电流、转速、力矩等），在线计算出一个实用的轧制规程，并实时传送到基础自动化级，控制相应的执行机构动作，并存贮轧制过程数据；过程服务器通过以太网接收、存贮轧制过程数据（包括来料信息——钢种、来料厚度、目标厚度、来料温度等，以及各种过程参数——辊缝、压力、温度、电压、电流、转速、力矩等），并可以通过数据库在线查看实时轧制数据，或在线、离线分析历史数据。

3.2基础自动化级

基础自动化级包括1个SIMADYN D机架、一台WinCC监控站和两个ET200站的。

3.2.1 SIMADYN D机架

液压AGC控制器采用SIEMENS公司的SIMADYN D(简称SD)系统,SIMADYN D是整个控制系统的核心，它以一个24槽机架作为框架，带有L—BUS和C—BUS及电源。其中包括三个CPU 模块（PM5：其中第一个CPU中运行HGC（液压APC）软件，第二个CPU 中运行AGC软件，第三个CPU中运行AGC逻辑控制软件。）、一个存贮器模块（MM4）、两个I/O模块（一个IT41、一个IT42：IT是与PM5直接通讯的快速I/O板，有AI、AO、DI、DO及脉冲输入等接口，主要用于采集电动码盘（脉冲计数器），辊缝（16位模入），压力（16位模入），及四辊主传动控制系统电压、电流、转速、力矩（12位模入）等信息；控制执行机构（压下电机、伺服阀：16位模出）、一个通讯母板（CS7：其中SS4用于SIMADYN D与编程站的通讯，SS52用于SIMADYN D与ET200的通讯）和一个H1网卡（CSH11：用于SIMADYN D与WinCC监控站的通讯），见下图（图二）：

3.2.2 WinCC监控站

WinCC监控站经过内插的CP1613通过SIEMENS 的工业以太网（H1网）与SIMADYN D 进行通讯。WinCC监控站运行的监控软件为SIEMENS公司的WINCC,选用256点WINCC 完全版。开发的人机界面软件HMI显示的内容有图形、数据等，还有软开关供操作工操作。WinCC监控站接收SIMADYN D的实时数据辊缝、压力、温度、工作状态及主传动电压、电流、转速、力矩等，再经以太网（TC/PIP协议）将这些数据传送到过程控制级，同时接收上位机计算出来的轧制规程，并下载到SIMADYN D中执行。WinCC监控站还用于显示相应的轧制过程数据及工作状态，供操作工监控。另外，人工规程和来料信息——钢种、来料厚度、目标厚度、来料温度等也要操作工在此输入。

3.2.3 ET200站

ET200站包括两组ET200远程I/O接口，包括模入、模出、开入、开出等。其中3#站作为SIMADYN D的远程I/O，通过一根通讯电缆将轧钢操作台上的按钮、指示灯、显示仪表等与SIMADYN D连接起来，大大减小了电缆数量；4#站则用于连接一些现场信号（温度、热检、液压站等信号）。

3.2.4 检测系统：

压下控制系统的检测系统包括电动码盘、电动位移传感器、液压位移传感器、压力传感器、测温仪、热检器、测宽仪、测厚仪等。

3.2.5 执行机构

压下控制系统的执行机构由电动压下和液压压下两部分组成。电动压下的执行机构是压下电机，由SIMADYN D系统计算出压下速度设定值并输出相应的电压信号，控制压下电机驱动电动压下螺丝上下移动；液压压下的执行机构是伺服阀，其控制信号也由SIMADYN D

系统通过模拟量给出，控制伺服阀的开口方向和开口度，驱动游缸上下移动。

4系统软件功能

济钢中板厂的四辊轧机现主要用于精轧机，压下控制系统采取“液压全程”方式，油缸最大行程为80mm，正常工作行程为0－60mm。同时，控制系统中还预留、设计了单机架轧钢的功能，一旦需要，很快就可以调试投用。利用SIMADYN D编程软件STRUC G开发的用户程序,建立了各种控制的数学模型，具有APC（位置自动控制）、AGC（厚度自动控制）、自动辊缝清零(或叫自动压靠)、保护（过压、过压差、液柱过高或过低等）等自动功能，以及辊缝微调、镰刀弯调节等人工干预功能。

下图是STRUC G开发的用户程序示例：

4.1 APC（位置自动控制）

在实际轧钢过程中，控制系统根据过程控制机下达的设定位置，通过调节伺服阀控制油缸的移动，使轧辊到达目标位置（定位精度为±0.01mm）。（在单机架生产时，则首先通过压下电机，控制压下螺丝动作使轧辊到达某一范围即停下来，再通过调节伺服阀控制油缸的移动，来补偿电动定位误差，使APC的最终定位精度达到±0.01mm。）

4.2 AGC（厚度自动控制）

包括绝对值和相对值两种。在过程控制级投用时，采取绝对值AGC方式，由过程控制机向SIMADYN D发送每一道次的压力设定值和辊缝设定值，SIMADYN D则根据实测压力计算出AGC调节量；在过程控制级未投用时，采取相对值AGC方式，过程控制机不参与控制，SIMADYN D在咬钢以后锁定一个压力值作为本道次的压力设定值，然后将实测压力和此设定值比较，计算出AGC调节量。AGC调节量被叠加到辊缝设定值中，控制辊缝动态调整以减小同板差。

4.3自动辊缝清零(或叫自动压靠)

包括电动辊缝清零和液压辊缝清零。当需要做辊缝标定（清零）时，操作人员只需在操作台上将相应的开关扳到“压靠”位置，油缸间自动下压到1250吨（可以更改压力设定值），并保持5秒，自动将将液压辊缝清零。

4.4保护

为了保证设备和系统的安全可靠，该系统设计了多种保护措施。如过压保护（压力和）、过压差保护，当两侧压力和超过3000t或两侧压力差大于500t时，立即打开快泄阀，使油缸中的液压油迅速流回液压站，从而使轧辊快速抬升，保护轧辊；液柱过高或过低保护，由于油缸行程的限制，对其中的液柱高度就有一定的要求，如果液柱过高或过低则表明系统不正常，立即打开快泄阀。当这些保护或其它故障现象出现时，在WinCC监控站上会立即显示出相应的报警信息来。

4.5 人工干预

为了操作的灵活、方便，该系统保留了一些人工干预功能。例如在自动轧钢时，操作工可以根据当时的实际情况，稍微调大或调小辊缝设定值，以得到最佳产品厚度；也可以稍微调大或调小辊缝差设定值，以得到最理想的板形。同时，该系统具有记忆功能，在进行大批量的同一规格产品轧制时，操作工可以将某一块钢板的轧制表记忆下来作为该规格后面产品的轧制规程。另外，本系统还具有半自动和全手动轧钢功能。半自动是由操作工来控制道次的切换，而由计算机来摆辊缝；全手动则是在油缸中保持一固定高度的液柱，而完全由操作工手动控制电动压下螺丝来摆辊缝轧钢。

5运行效果

济钢中板厂四辊轧机改造后的压下控制系统自从今年年初投用以来，运行非常可靠，没有出

现过系统故障，并且具有定位精度高（定位误差≤±0.01mm）、操作灵活、容易维护、稳定性好等特点。

医用制氧机的工作原理及流程

医用制氧机的工作原理及流程 工作原理 DYO制氧机分离空气主要由两个填满分子筛的吸附塔组成，在常温条件下，将压缩空气经过过滤，除水干燥等净化处理后进入吸附塔，在吸附塔中空气中的氮气等被分子筛所吸附，而使氧气在气相中得到富集，从出口流出贮存在氧气缓冲罐中，而在另一塔已完成吸附的分子筛被迅速降压，解析出已吸附的成分，两塔交替循环，即可得到纯度为≥90%的廉价的氧气。整个系统的阀门自动切换均由一台电脑自动控制。 安装方便 设备结构紧凑、整体撬装，占地小无需基建投资，投资少。 优质沸石分子筛 具有吸附容量大，抗压性能高，使用寿命长。 故障安全系统 为用户配置故障系统报警及自动启动功能，确保系统运行安全 比其它供氧方式更经济 PSA工艺是一种简便的制氧方法，以空气为原料，能耗仅为空压机所消耗的电能，具有运行成本低、能耗低、效率高等优点。 机电仪一体化设计实现自动化运行

进口PLC控制全自动运行。氧气流量压力纯度可调并连续显示，可设定压力、流量、纯度报警并实现远程自动控制和检测计量，实现真正无人操作。先进的控制系统使操作变得更加简单，可实现无人值守和远程控制，并可对各种工况进行实时监控，从而保证了气体纯度、流量的稳定。 高品质元器件是运行稳定可靠的保证 气动阀门、电磁先导阀门等关键部件采用进口配置，运行可靠，切换速度快，使用寿命达百万次以上，故障率低，维修方便，维护费用低。 氧含量连续显示、超限自动报警系统 在线监控氧气纯度，确保所需氧气纯度稳定。 先进的装填技术保证设备的使用寿命 沸石分子筛采用“暴风雪”法装填，使分子筛分布均匀无死角，且不易粉化；吸附塔采用多级气流分布装置和平衡方式自动压紧装置；并且使沸石分子筛吸附性能保持压紧状态，从而保证吸附过程中不产生流化现象，有效延长沸石分子筛使用寿命。 不合格氧气自动排空系统 开机初期的低纯度氧气自动排空，达到指标后送气。 理想的纯度选择范围 氧气纯度调节方便,可根据用户的需求在21%～93±2%之间任意调节。 系统独特的循环切换工艺

软启动器技术要求

软启动器控制柜技术要求 1.对设备的总体要求 卖方应提供先进的产品，并具有3年以上成功的使用经验，并提供报价产品的详细样本。 1.1.外线端子：采用南京凤凰或魏德米勒公司的产品。 1.2.铭牌：所有铭牌均为铜或不锈钢制。 1.3.柜体表面为静电喷涂，颜色按国际电工灰制造。 1.4.备品备件：两年备品备件一览表 2.使用环境： 2.1.最高温度：38℃。 2.2.最低温度：-37.7℃。 2.3.电源电压：3相,380V。 2.4.电压偏差：+10%－-15%。 2.5.电源频率：50Hz±1%。 3.主要技术要求 3..1 为保证可靠性及减少备品备件种类及数量，柜内软启装置及主要配电和控制器件选型（投标书中要求详细列出各种元件的型号规格数量及生产厂商）要求全厂统一。设备外引端子应按功能分区，且有明显的标志，以便于施工及检修。 3.2 软启动控制装置须严格按设计图纸要求的制造。 3.3 软启动控制装置应能输入、输出下列信号： A. 软启动控制装置应接收的输入信号： ?驱动：无源触点，闭合起动，断开停车。 B. 软启动控制装置应输出的信号： ?备妥：允许远程(中控)起动。 ?运行：主回路和软起动器运行。 ?起动完毕：软起动器切除信号。 ?故障报警：软起动器报警信号。 ?电流：4~20mADC信号。 ?以上所有开关量触点均应为无源触点，触点容量不小于2A，220VAC。所有 4－20mADC信号，软起动控制柜内要加信号隔离器（输入、输出、电源三端隔离）。 4. 软启动控制柜主要配置要求 4．1 软启动器要求采用施耐德产品。ATS48C43Q9ngt3-380/630)

4．2 每套装置内其他主要元件均要求采用施耐德或ABB产品，包括主断路器1个，主接触器1个(设旁路)。

雷诺尔JJR2200软启动器用户手册

JJR系列软起动器用户手册

目录 安全注意事项………………………………………………………………………………………安装准备……………………………………………………………………………………………使用及环境条件……………………………………………………………………………………1．概述……………………………………………………………………………………………… 典型应用简介…………………………………………………………………………………… JJR系列软起动功能……………………………………………………………………………2．购入检查…………………………………………………………………………………………3．安装………………………………………………………………………………………………4．电路连接………………………………………………………………………………………… 4.1主回路……………………………………………………………………………………… 4.2控制端子…………………………………………………………………………………… 4.3控制电路端子连接………………………………………………………………………… 4.4主回路连接………………………………………………………………………………… 4.5基本电路框图和端子………………………………………………………………………5．键盘及显示说明…………………………………………………………………………………6．数据的设定………………………………………………………………………………………7．通电运行…………………………………………………………………………………………8．保护显示说明……………………………………………………………………………………9．软起动控制模式………………………………………………………………………………… 9.1限流型……………………………………………………………………………………… 9.2电压控制型………………………………………………………………………………… 9.3软停车曲线………………………………………………………………………………… 9.4不同起动方式的电流波形比较……………………………………………………………10．结构特点………………………………………………………………………………………附表一应用场合……………………………………………………………………………………JJR1000系列二次接线图……………………………………………………………………………JJR2000系列二次接线图……………………………………………………………………………安全注意事项

软启动工作原理

软启动工作原理 软启动器电动机的应用 1、软启动器工作原理与主电路图 软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。软启动与软停车的电压曲线见图2，3。 2 软启动器的选用 （1）选型：目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。根据负载性质选择不同型号的软启动器。 旁路型：在电动机达到额定转数时，用旁路接触器取代已完成任务的软启动器，降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。也可以用一台软启动器去启动多台电动机。 无旁路型：晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，忽略电压谐波分量，经常用于短时重复工作的电动机。 节能型：当电动机负荷较轻时，软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少电动机电流励磁分量，提高电动机功率因数。 （2）选规格：根据电动机的标称功率，电流负载性质选择启动器，一般软启动器容量稍大于电动机工作电流，还应考虑保护功能是否完备，例如：缺相保护、短路保护、过载保护、逆序保护、过压保护、欠压保护等。 3、Alt48软启动器的特点 Alt48软启动器启动时采用专利技术的转矩控制。转矩斜坡上升更快速，损耗更低。具有电动机和软启动器综合保护功能，能全时连续检测电机电流，提供电机可靠和完整保护，这种保护功能在启动结束后旁路仍能起作用，这是其它软启动器都不具备的。 Alt48在保持加速力矩的同时，实时计算定子和转子的功率。在整个加速周期连续计算电机功率因数和定子损耗，通过检测电压和电流来计算功率因数，并扣除定子损耗，得到实际的转子功率和电机力矩。 4 Alt48软启动器的应用 设计采用一拖二方案，见图4，即一台软启动器带两台水泵，可以依次启动，停止两台水泵。一拖二方案主要特点是节约一台软启动器，减少了投资，充分体现了方案的经济性，实用性。

高压变频器方案

一、概述 高压变频器调速系统是将变频调速技术应用于大功率高压电机调速的一种电力换流装置，是国家大型设备节能技术改造及建设推广项目，应用范围广泛，应用高压变频调速器能大幅度降低电机的电耗，其节能效果一般在30%以上，具有明显的节能与环保效益，对提高企业的能源利用率，延长设备的使用寿命，减少设备运行费用与设备维护费用，确保用户的用电质量与用电可靠性，能起到极大的促进作用。在社会积极倡导各行业节能、减排的今天，甲方同时也做出积极地响应。甲方对现场控制对象（高惯量风机）提出的高性能控制装置高压变频器无疑就是其中的一例。根据现场使用情况、工艺要求，利用选用优良的大功率、高电压变频控制装置，不但可以调节电机的转速、转矩充分发挥其电气机械特性，而且可以更大程度上为钢厂、社会节能同时能够获得的更大的经济效益。本系统方案就是给现场高惯量风机选择一款综合性能较好的高压变频器。 二、被控设备基本参数、工作环境、电网情况 1、风机： 型号：Y5-2*48N026.5F 流量：700000m3/h 转速：965r/min 转动惯量：23000kg/m3 2、驱动电机： 型号：YBPK710-6 额定功率：2240KW 额定电压：6KV 额定电流：261A 变频运行：电动机Y型接法效率：96.0% 功率因素：0.86 绝缘等级：F 3、设备现场环境情况： 温度：0-40℃湿度：≤95%，不凝露 4、10KV电网情况 额定电压：10KV 正常电压波动范围：+/-10% 额定频率：50HZ 频率变化范围：+/-10% 三、高压变频器控制方案及选择 交流变频调速技术是现代化电气传动的主要发展方向之一，它不仅调速性能优越，而且节能效果良好。实践证明，驱动风机、水泵的大、中型笼型感应电动机，采用交流变频调速技术，节能效果显著，控制水平也大为提高。目前，变频调速技术已广泛应用于低压（380V）电动机，但在中压（3000V以上）电动机上却一直没有得到广泛应用，造成这种情况的主要原因是目前在低压变频器中广泛应用的功率电子器件均为电压型器件，耐压值基本都在1200-1800V，研制高压变频器难度较大，为了攻克这一技术难题，国内外许多科研机构及大公司都倾注大量人力物力进行研究，工业发达国家高压变频器技术已趋于成熟，国外几家著名电器公司都有高压大容量变频器产品，典型的如美国A-B（罗克韦尔自动化公司所属品牌）、欧洲的西门子公司、ABB 公司等。这些公司产品的电压一般为3-10kv，容量从250-4000kw，所采用的控制方式、变流方式及其他方面的关键技术也有很大差别。 A-B 从1990 年研制成功并开始投入商业运行的变频器主要采CSI-PWM技术，即电流源逆变-脉宽调制型变频器，采用电流开关器件，无需升降压变压器即可以直接输出6KV 电压，分强制风冷和水冷型，功率从300 到18000 马力，至今已经应用于多个行业上千台应用记录。是最有影响力，最为广泛接受的中压变频技术。美国罗宾康公司采用大量低压电压型开关器件，配合特殊设计的多脉冲多次级抽头输出隔离整流变压器，同样能够实现输出端直接6 千伏输出，由于是大量低压元件串接，故被称之为多极化电压性解决方案。西门子公司和ABB 公司分别采用中压IGBT 和IGCT 器件，是典型的电压型变频器。器件耐压等级为4160/3300V，直接输出电压最高达3300V。所以国内也有将此种方案称为高中方案，对应的将6KV-6KV（如A-B 方案）称为高高方案。中压变频器的发展和广泛应用是最近十几年的事情，相比之下低压变频器的应用却已经有超过二十年的时间。在中压变频器大面积推广应用之前，也出现了另外一种方案。即采用升降压变压器的“高-低-高”式变频器，

光镊原理

1.1光镊技术简介 光镊是以激光的力学效应为基础的一种物理工具，是利用强会聚的光场与微粒相互作用时形成的光学势阱来俘获粒子的【4】。1969年，A. Ashkin等首次实现了激光驱动微米粒子的实验。此后他又发现微粒会在横向被吸入光束（微粒的折射率大于周围介质的折射率）。在对这两种现象研究的基础上，Ashkin提出了利用光压操纵微粒的思想，并用两束相向照射的激光，首次实现了对水溶液中玻璃小球的捕获，建立了第一套利用光压操纵微粒的工具。1986年，A. Ashkin等人又发现，单独一束强聚焦的激光束就足以形成三维稳定的光学势阱，可以吸引微粒并把它局限在焦点附近，于是第一台光镊装置就诞生了【5，6】。也因此，光镊的正式名称为“单光束梯度力势阱” （single-beam optical gradient force trap）。 由于使用光镊来捕获操纵样品具有非接触性、无机械损伤等优点，这使得光镊在生物学领域表现出了突出的优势。这些年来，随着研究的深入和技术的不断完善，光镊在生物学的应用对象由细胞和细胞器逐步扩展到了大分子和单分子等。目前，光镊常被用来研究生物过程中的细胞和分子的运动过程【7-10】，也常被用来测量生物过程中的一些力学特征【11-14】。 1.2光镊的原理与特点 众所周知，光具有能量和动量，但是在实际应用中人们经常利用了光的能量，却很少利用光的动量。究其原因，这主要是因为在生活中我们接触到的自然光和照明光等的力学效应都很小，无法引起人们可以直接感受到或观察到的宏观效应。而科学家们利用激光所具有的高亮度和优良的方向性，使得光的力学效应在显微镜下显现了出来，在这里我们要介绍的光镊技术正是以这种光的力学效应为基础发展起来的。 1.2.1光压与单光束梯度力光阱 光与物质相互作用的过程中既有能量的传递，也有动量的传递，动量的传递常常表现为压力，简称光压。1987年，麦克斯韦根据电磁波理论论证了光压的存在，并推导出了光压力的计算公式。1901年，俄国人П.Н.列别捷夫用悬在细丝下的悬体实现了光压的实验测量【15】。此后，美国物理学家尼克尔、霍尔也

软启动器应用基础知识

简介：软启动器是一种集电机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。 关键字：电动机软启动基础 1.什么是软启动器？它与变频器有什么区别？ 软启动器是一种集电机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。 运用不同的方法，控制三相反并联晶闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。 软启动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机启动时，输出只改变电压并没有改变频率。变频器具备所有软启动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。 2.什么是电动机的软启动？有哪几种起动方式？ 运用串接于电源与被控电机之间的软启动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至启动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机启动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。软启动一般有下面几种起动方式。 （1）斜坡升压软启动。这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。 （2）斜坡恒流软启动。这种启动方式是在电动机启动的初始阶段启动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定（t1至t2阶段），直至启动完毕。启动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大，则启动转矩大，启动时间短。 该起动方式是应用最多的启动方式，尤其适用于风机、泵类负载的启动。 （3）阶跃启动。开机，即以最短时间，使启动电流迅速达到设定值，即为阶跃启动。通过调节启动电流设定值，可以达到快速启动效果。 （4）脉冲冲击启动。在启动开始阶段，让晶闸管在级短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，进入恒流启动。

软启动器工作原理与主电路图

软启动器工作原理与主电路图 2010年02月22日星期一 11:00 1 软启动器工作原理与主电路图 软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。软启动与软停车的电压曲线见图2，3。 2 软启动器的选用 （1）选型：目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。

根据负载性质选择不同型号的软启动器。 旁路型：在电动机达到额定转数时，用旁路接触器取代已完成任务的软启动器，降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。也可以用一台软启动器去启动多台电动机。 无旁路型：晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，忽略电压谐波分量，经常用于短时重复工作的电动机。 节能型：当电动机负荷较轻时，软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少电动机电流励磁分量，提高电动机功率因数。 （2）选规格：根据电动机的标称功率，电流负载性质选择启动器，一般软启动器容量稍大于电动机工作电流，还应考虑保护功能是否完备，例如：缺相保护、短路保护、过载保护、逆序保护、过压保护、欠压保护等。 3 Alt48软启动器的特点 Alt48软启动器启动时采用专利技术的转矩控制。转矩斜坡上升更快速，损耗更低。具有电动机和软启动器综合保护功能，能全时连续检测电机电流，提供电机可靠和完整保护，这种保护功能在启动结束旁路后仍能起作用，这是其它软启动器都不具备的。 Alt48在保持加速力矩的同时，实时计算定子和转子的功率。在整个加速周期连续计算电机功率因数和定子损耗，通过检测电压和电流来计算功率因数，并扣除定子损耗，得到实际的转子功率和电机力矩。 4 Alt48软启动器的应用

高压变频器简介

高压变频器 基本信息 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制装置。随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展,高压大功率变频调速装置不断地成熟起来,原来一直难于解决的高压问题,近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。其应用的领域和范围也越来越为广范,这使得高效、合理地利用能源(尤其是电能成为了可能。电机是国民经济中主要的耗电大户,高压大功率的更为突出,而这些设备大部分都有节能的潜力。大力发展高压大功率变频调速技术,,将是时代赋予我们的一项神圣使命,而这一使命也将具有深远的意义。 高压大功率变频调速装置被广泛地应用于石油化工、市政供水、冶金钢铁、电力能源等行业的各种风机、水泵、压缩机、轧钢机等。 分类与结构 高压变频器的种类繁多,其分类方法也多种多样。按着中间环节有无直流部分,可分为交交变频器和交直交变频器;按着直流部分的性质,可分为电流型和电压型变频器;按着有无中间低压回路,可分为高高变频器和高低高变频器;按着输出电平数,可分为两电平、三电平、五电平及多电平变频器;按着电压等级和用途,可分为通用变频器和高压变频器;按着嵌位方式,可分为二极管嵌位型和电容嵌位型变频器等等。 分类 低压型变频器 产品定义电压等级低于690V的可调输出频率交流电机驱动装置,就归类为低压变频器(如下图。目前,随着低压变频器技术的不断成熟,低压变频的应用场合决定了它不同的分类。单

从技术角度来看,低压变频器的控制方式也在一定程度上表明了它的技术流派。 正弦脉宽调制(SPWM其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特 性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到 广泛应用。 电压空间矢量(SVPWM它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近 电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多 边形逼近圆的方式进行控制的。 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、 Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再 通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、 It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流,然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。 直接转矩控制(DTC方式该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。

一种智能制氧控制系统

本实用新型涉制氧设备，具体是一种智能制氧控制系统。一种智能制氧控制系统，包括氧分压检测单元、控制单元和制氧机，所述氧分压检测单元包括氧探针、多路开关、信号放大器和A/D转换器，所述控制单元包括CPU处理器、逻辑控制单元、存储器、网口，所述氧探针依次通过所述多路开关、信号放大器与所述A/D转换器电气连接，所述A/D转换器与所述CPU处理器电气连接，所述CPU处理器分别与所述逻辑控制单元、存储器、网口电气连接，所述逻辑控制单元与制氧机电气连接，实现了实时自动检测密闭环境内氧分压并自动调节出氧量，保证了密闭环境氧分压维持在设计的富氧水平。

1.一种智能制氧控制系统，其特征在于：包括氧分压检测单元、控制单元和制氧机，所述氧分压检测 单元包括氧探针、多路开关、信号放大器和A/D转换器，所述氧探针用于测量环境中的氧分压，所述多路开关用于将氧探针测量的氧分压形成独立通道，所述控制单元包括CPU处理器、逻辑控制单元、存储器、网口，所述氧探针依次通过所述多路开关、信号放大器与所述A/D转换器电气连接，所述A/D转换器与所述CPU处理器电气连接，所述CPU处理器分别与所述逻辑控制单元、存储器、网口电气连接，所述逻辑控制单元与制氧机电气连接，所述逻辑控制单元用于对制氧机的实际操作。 2.根据权利要求1所述的智能制氧控制系统，其特征在于：所述逻辑控制单元由多个继电器逻辑组合 构成，继电器的输入端为5VDC的低电压信号，与所述CPU处理器电气连接，继电器的输出端为24VAC信号，与所述制氧机电气连接，用于对制氧机的实际操作。 3.根据权利要求1所述的智能制氧控制系统，其特征在于：所述智能制氧控制系统包括多个所述氧探 针。 4.根据权利要求1所述的智能制氧控制系统，其特征在于：所述智能制氧控制系统还包括报警器，所 述报警器与所述CPU处理器电气连接，用于当检测环境内氧分压低时发出报警声。 5.根据权利要求1所述的智能制氧控制系统，其特征在于：所述智能制氧控制系统还包括与所述CPU 处理器电气连接的RS485串口，用于连接带有RS485口的外部设备。 6.根据权利要求1所述的智能制氧控制系统，其特征在于：所述智能制氧控制系统还包括灯板，所述 灯板与所述CPU处理器电气连接，用于显示系统运行工作状态。

电子软启动器启动方式及现场应用

电子软启动器启动方式及现场应用 关键词：软起动；软停车；限电流起动；电压斜坡起动；电流带冲击的起动 摘要：随着电力电子技术的快速发展，智能型软起动器得到广泛应用。智能型软起动器是一种集软起动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的新颖电机控制装备，又称为Soft Starter。它不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动电机，而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数，如限流值、起动时间等。此外，它还具有多种对电机保护功能，这就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端。 1 软起动起动性能特点 (1)启动电压可调，保证电机启动的最小启动转矩，避免电机过热和能源浪费； (2)控制电机平滑启动，减少启动电流冲击； (3)启动电流可根据负载情况调整，减少启动损耗，以最小的电流产生最佳的转矩。 (4)启动时间可调，在该时间范围内，电机转速逐渐上升，避免转速冲击。 (5)对传动机械的机械保护，清除转矩浪涌并降低冲击电流。 (6)恒定的加减速，不需要测速机，即使当电机负载变化时也是如此。 (7)自由停车和软停车可选，软停车快慢可调。 (8)有相序、缺相、过热、启动过程过流、运行过程过流和过载的检测及保护，其过流值和过载值可调。 2 软启动的主要起动方式 软起动器的起动方式是指用什么方法使电动机由静止态到稳定的运转态。例如限电流起动，电压斜坡起动，电流带冲击的起动以及这些方式的交替或组合起动方式等。 (1)电压双斜坡起动：在起动过程中，电机的输出力矩随电压增加，在起动时提供一个初始的起动电压，根据负载可调，将调到大于负载静摩擦力矩，使负载能立即开始转动。这时输出电压从开始按一定的斜率上升(斜率可调)，电机不断加速。当输出电压达到达速电压时，电机也基本达到额定转速。软起动器在起动过程中自动检测电压，当电机达到额定转速时，使输出电压达到额定电压。 (2)限流起动：就是电机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值(J )的软起动方式。其输出电压从零开始迅速增长，直到输出电流达到预先设定的电流限值J ，然后保持输出电流J(J的条件下逐渐升高电压，直到额定电压，使电机转速逐渐升高，直到额定转速。这种起动方式的优点是起动电流小，且可按需要调整。对电网影响小，其缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间。 (3)突跳起动：这一起动开始阶段，让晶闸管在极短的时间内全导通后回落，再按原设定的值线性上升，进入恒流起动，该起动方法适用于重载并需克服摩擦的起动场合。如采用此方式，还可以减少启动时的振动。 (4)组合起动方式：在实际应用的施耐德及西门子软启动器经常采用的是组合起动方式，即满足给定的电压与电流条件下，主板根据负荷变化，通过计算，输出一种最佳启动方式。组合起动方式对主板要求较高，但是启动效果较好，适用于大负荷及对启动要求较高的场所。3软起动与传统减压起动方式的不同之处是 （1）无冲击电流。软启动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。对电机无 冲击，提高了供电可靠性，平稳起动，减少对负载机械的冲击转矩，延长机器使用寿命。（2）有软停车功能，即平滑减速，逐渐停机，它可以克服瞬间断电停机的弊病，减轻对重载机械的冲击，避免高程供水系统

施耐德软启动的原理及应用

施耐德软启动的原理及应用 摘要：本文介绍了软启动的原理与运行特点，以及MCC 控制柜的作用与功能。 关键词：软启动器；交流电机；电机起动性；MCC；控制柜，价格，参数。 1、软启动器的性能及特点 软启动器对电机电流的检测，控制输出电压按一定线性加至全压，限制励磁启动电流，实现电机的软启动，它具有很强的抗干扰能力和控制能力，能避免在工作中受高电压和强电子的扰动。软启动器采用数字控制触发，在软启动过程中是恒电流平滑加速，避免了对电网的冲击，启动电流可根据现场负载的需要在30 %～70 %Ue （Ue 为额定电压）范围内连续可调。可以对软启动器参数进行调整，以最小电流获得最佳转矩，软启动器对机械方面的优点是可减少机械应力，延长电动机及附属机械使用寿命。启动时间可以根据不同的负载进行设定，对启动时间进行最佳优化，在该时间范围内，电动机转速缓慢上升，具有缺相，三相不平衡，过载，过流等电机的全方位保护。性价比高，操作简单，体积小，重量轻，安装调试方便，具有可控硅过热和过电压保护。 2工作原理与运行特点 三相交流异步电动机的启动转矩Ma 直接与所加电压的二次方有关，也就是说，只要降低电机接线端子上的电压就会影响这些值。软启动的工作原理是通过控制串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管的导通角使电机的端子电压从预先设定的值上升到额定电压。 2.1软启动的主要启动方式 （1）电压双斜坡启动详见说明，在启动过成中，电机的输出力矩随电压的增加而增加，在启动时提供一个初始的启动电压Us ，Us 根据负载的大小可调，将Us 调到大于负载静摩擦力矩，产生最佳启动特性。这时输出电压从Us 开始按一定的斜率上升，电机不断加速。当输出电压达到达速电压Ur，电机也基本达到额定转速。软启动器在启动过程中自动检测达速电压，当电机达到额定转速时，使输出电压达到额定电压。 （2）限流启动:就是电机的启动过程中限制其启动电流不超过设定值的软启动方式。其输出电压从零开始迅速增长，知道输出电流达到预先设定的电流限值Im ，然后保持输出电流I < Im 的条件下逐渐升高电压，直到额定电压，使电机转速逐渐升高，达到额定转速。连轧厂冷剪机中用的软启动器采用的是限流启动，减少传统方式中的在启动过程中有很大的长时

高压变频器原理与应用

高压变频器原理及应用 1、引言电机是工业生产中主要的耗电设备，高压大功率电动机的应用更为突出，而这些设备大部分都存在很大的节能潜力。所以大力发展高压大功率变频调速技术具有时代的必要性和迫切性。 目前，随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。其应用领域和围也越来越为广，这为工矿企业高效、合理地利用能源（尤其是电能）提供了技术先决条件。 2、几种常用高压变频器的主电路分析 (1)单元串联多重化电压源型高压变频器。单元串联多重化电压源型高压变频器利用低压单相变频器串联，弥补功率器件IGBT的耐压能力的不足。所谓多重化，就是每相由几个低压功率单元串联组成，各功率单元由一个多绕组的移相隔离变压器供电，用高速微处理器实现控制和以光导纤维隔离驱动。但其存在以下缺点： a)使用的功率单元及功率器件数量太多，6kV系统要使用150只功率器件(90只二极管，60只IGBT)，装置的体积太大，重量大，安装位置和基建投资成问题； b)所需高压电缆太多，系统的阻无形中增大，接线太多，故障点相应的增多； c)一个单元损坏时，单元可旁路，但此时输出电压不平衡中心点的电压是浮动的，造成电压、电流不平衡，从而谐波也相应的增大，勉强运行时终究会导致电动机的损坏； d)输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出； e)输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出； f)由于系统中存在着变压器，系统效率再提高不容易实现;移相变压器中，6kV三相6绕组×3(10kV时需12绕组×3)延边三角形接法，在三相电压不平衡(实际上三相电压是不可能绝对平衡的)时，产生的部环流，必将引起阻的增加和电流的损耗，也相应的就造成了变压器的铜损增大。此时，再加上变压器的铁芯的固有损耗，变压器的效率就会降低，也就影响了整个高压变频器的效率。这种情况在越低于额定负荷运行时，越是显著。10kV时，变压器有近400个接头、近百根电缆。在额定负荷时效率可达96%，但在轻负荷时，效率低于90%。 (2)中性点钳位三电平PWM变频器。该系列变频器采用传统的电压型变频器结构。中性点钳位三电平PWM变频器的逆变部分采用传统的三电平方式，所以输出波形中会不可避免地

《光镊原理及应用》课程教学大纲

《光镊原理及应用》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程中文名称：光镊原理及应用 课程英文名称：Optical tweezers theory and application 开课学期：2 学时：16 学分：1 二、课程目的和任务 激光生物学是多学科交叉的新兴学科，其中以激光微束光阱效应为基础的光镊技术是生命科学和生物工程研究的有力工具，已成为当前生物物理学中新方法和新仪器的研究热点之一。是光子技术和生命科学相互交叉与渗透而形成的一门新的边缘学科，课程教学目标：让光镊在生命学科及其他应用领域中的作用与地位，逐步树立科学的世界观，促进综合素质的提高；帮助学生获得光镊的基本知识，掌握光镊相关技术。通过课程小论文与研讨，让学生了解本学科的发展前沿，培养学生的创造型思维；开放式的教学，提高学生的综合分析和解决问题的能力。 三、教学内容与基本要求 教学主要内容及对学生的要求： 教学主要内容 第一章 光镊技术的产生与发展 光镊技术的理论研究、光镊技术的应用研究 国内外光镊技术的研究现状 第二章 光镊技术及其基本原理 光镊技术的描述、光镊的基本原理、光辐射压力、 梯度力和散射力、二维光学势阱、基于激光微束的三维光学势阱 第三章 光镊的理论分析与计算方法 光镊理论计算的意义、粒子分类与计算方法、光阱力与光操纵束缚条件第四章 光镊的系统构成与技术性能

传统光镊的原理、系统构成、激光器和显微镜的选取、多光镊技术 第五章 光纤光镊技术 远场光纤光镊、近场光镊 第5章 光镊技术的发展应用 光镊技术在生物学方面应用、光镊在分子生物学领域的应用、光镊与其它技术的结合应用 对学生的要求： 1、 对光镊原理方法有明确认识。 2、 对光镊系统的性能、参数能深入了解，并能自由运用。 3、 能够了解光阱力的计算方法。 4、 有查阅外文资料的能力。 五、教学设计及方法 教学方式 1) 教学与科研结合，激发学生的求知欲 2)专家讲授与教师专题讲座相结合，拓展学生知识面 3)理论与实践结合，加强学生实验技能的训练 4)中、英双语教学相结合，提高学生国际交流能力 5)撰写专题调研报告，培养学生的自主创新能力 教学手段 将多种现代的教学手段运用于课程教学之中，多方位多途径地展教学活动，以激发学生学习兴趣，提高教学效果。 1)将多媒体教学与板书相结合，以解决学时少内容多的矛盾 2)课件与电视录像片相结合，以提高学生的自学能力 3)丰富的网络资源为学生学习提供良好的软环境 六、调查、参观、实践、实验内容 七、主要参考资料 [1]《光镊原理、技术和应用》李银妹编译中国科学技术大学出版社1996 [2]《时域有限差分法FDTD Method 》 高本庆 国防工业出版社.1995年 [3][《非均匀介质中的场与波》美]Weng Cho Chew 著聂在平，柳清伙译电子工业出版社,1992年 [4] Ashkin A. Optical trapping and manipulation of single cells using infrared laser beams. Nature, 1987, 33: 256-

软启动器的作用

电机直接启动的时候，电流可能会达到额定电流的6-7倍，会给工厂的其他用电设备带来问题。采用软启动时启动电流大概是额定电流的2-3倍。对于水泵来说，还有软停止，让水慢慢回落，消除水锤效果。简单的说就是缓缓启动，缓缓停止。这个缓缓的时间可以调节，大概是1-60秒。 软启动器以体积小，转矩可以调节、启动平稳冲击小并具有软停机功能等优点得到了越来越多的应用，大有取代传统的自耦减压、星－角等启动器的趋势。由于软启动器是近年来新发展起来的启动设备，在设计、安装、调试和使用方面还缺少指导性的规范与规程。我们在软启动器的安装、调试工作中也遇到了一些实际技术问题。例如：不同启动负载软启动器的选型、软启动冲击电流与过流保护定值的配合、软启动设备容量与变压器容量的关系等问题。 1、软启动器简介 目前，市场上常见的软启动器主要有电子式、磁控式和自动液体电阻式等类型。电子式以晶闸管调压式为多数。变频器在某种意义上也是一种软启动器，而且是能够真正地实现软启动的启动器，只是造价要高些。 晶闸管式软启动器是串接在电源与电动机之间的三组正反向并联的晶闸管，通过微电脑控制触发导通角实现交流调压。晶闸管式软启动器的启动方式有斜坡电压型、突跳加斜坡电压型和限流型等可供选择。

磁控式软启动器是利用磁放大器原理制造的串联在电源和电动机之间的三相饱和电抗器构成的软启动装置。启动时通过数字控制板调节磁放大器控制绕组的激磁电流，改变饱和电抗器的电抗值调节启动电压降，实现电动机软启动。不论晶闸管式软启动器还是磁控式软启动器在启动时只能调节输出电压，达到控制启动时的电压降、限制启动电流的目的。一般的软启动器不能调节电源频率，也就不能象变频器那样从零频零压开始启动电动机，实现无冲击启动。实际上软启动器在启动设备时还是要产生一定的冲击电流的；斜坡电压型控制软启动器的启动时的电压、电流变化曲线见图1所示。晶闸管式软启动器采用斜坡电压启动时，开始时要使软启动器输出一个初始电压（初始电压在80~280V之间可以调节），使电 动机产生足以克服机械设备的静摩擦的初始转矩，拖动设备开始转动，启动电流为Is。在微电脑的控制下，继续增加输出电压使电动机加速。当软启动器的输出电压接近额定电压时，电动机就已达到额定转速，Is降为负荷电流In。启动时间t1结束时，软启动器输出额定电压并发出旁路信号，使旁路接触器闭合，软启动器停止输出电压，电动机转入正常运行。软启动的初始转矩可以通过给定初始电压和启动时间进行调节，控制启动电流在2--4.5倍电动机额定电流以内。 低压软启动器的停车方式主要有自由停车，软停车，制动停车三种。传统的电动机停车方式常用自由停车，但有许多应用场合，自由停车会产生很大问题，如高层建筑的水泵系统，如果采用自由

变频器软启动的原理

摘要：简要介绍了电动机软启动装置组成、特点以厦与传统启动装置的比较。结合陕西鼓风机（集团）有限会司生产制造的风机机组低压辅机系统的特点，阐明了电动机软启动装置的应用。 电动机软启动装置；传统启动装置；低压辅机系统 引言 低压辅机系统（如盘车电机、润滑油泵、液压油泵等）是风机机组重要的辅助系统，其运行的好坏直接关系到风机机组的安全性能。 电动机软启动装置是一种具有国际先进水平的电动机启动装置，该装置融合了最新的现代控制理论和专用电动机保护技术及先进的软件技术，既能改变电动机的启动特性，保证电动机可靠启动，又能降低启动电流，减少对电网的冲击，并且可以和网络进行通讯，实现智能控制。无论从功能、性能、负载适应能力、维护及可靠性等方面都是传统的启动设备（如：星／三角、自耦变压器、磁控式启动装置）无法比拟的。所以，这种智能型启动装置取代上述传统的启动装置将是一种必然趋势。 1电动机软启动装置组成 电动机软启动装置采用单片机进行逻辑控制。如图1所示，一般由电压检测、电流检测、旁路接触器、驱动电路、控制系统和键盘显示器等组成。 2电动机软启动装置选择 电动机软启动装置的选择主要取决于它的启动方式和停车方式。 电动机软启动装置一般有以下几种启动模式： 限电流启动模式就是限制电机的启动电流，主要用于轻载启动和对电机启动电流有严格要求的场合。电压斜坡启动模式就是把电机电压由小到大斜坡线性增加，主要用于重载启动和对启动电流要求不严格而启动平稳性较高的场合。突跳启动模式就是在电机启动时，先给电机施加一个较高的固定电压并持续一段时间，以克服静阻力距，主要用于重载启动，但是突跳时会给电网造成冲击。转矩控制启动模式就是把电机的启动转矩由小到大斜坡线性增加，主要适用于重载启动。电压控制启动模式就是保证启动电压压降不变的情况下，使电机发挥出最大启动力矩，主要用于轻载启动。 电动机软启动装置一般有减速停车模式、自由停

两种高压变频器的应用比较

两种高压变频器的应用比较 1 引言 自2003年以来徐塘发电有限责任公司先后对2台300MW机组所属4台一次风机和4台凝泵进行了电机变频技术改造。2003年5月公司首先采用北京利得华福公司生产的HARSVERT-A06/130高压变频器对5#机凝泵电机进行改造。在成功的改造5#机组凝泵电机后，公司又采用美国罗宾康变频器对2台一次风机进行了改造。通过一年多的运行实践，证明采用高压变频器能够大量的节约发电成本，给企业带来巨大的利润。由于两种规格的变频器分别应用在不同的设备上，因此精确的比较两种变频器的优劣是非常困难的事; 但是为了推广变频器在电厂辅机中的应用，有必要对两种变频器在我公司的应用进行综合比较，希望对其他电厂进行变频技术改造有所帮助。 2 变频器的应用形式比较 根据凝泵与一次风机的运行特点和系统结构，我公司在凝泵和一次风机的变频应用形式上存在着较大的差异。2台机组凝泵都采用2泵公用一台变频器的应用形式，而一次风机都采用一机一变频器的应用形式(其一次电气接线图如图1、2所示)。 图1 凝泵变频改造电气接线图

图2 一次风机变频改造电气接线图 对于图1中凝泵的改造，在正常运行时K40、K410断路器合上QF1断路器断开，1#凝泵处于变频运行状态，断路器K420、QF2分开，凝泵联锁投入，2#凝泵处于工频联锁备用状态。当变频运行的凝泵因变频器故障跳闸时另一台凝泵会联锁工频启动。为了防止剩余电荷对变频器的损害在DCS操作系统中设计有逻辑闭锁，即只有在合上变频器输出侧断路器K410或K420后才能合上断路器K40。采用两机公用一台变频器的应用形式不仅能最大限度的利用变频器，而且可以大量节约电厂技改费用的投入;但是由于两台设备公用一台变频器因此对于设备的定期切换就显得较为繁琐。当变频泵跳闸时备用泵工频联锁启动后对凝结水管道的冲击较大。 对于图2中的一次风机的改造，在一次风机变频运行时，断路器QF合上，刀闸K421、K422合上，K423处于断开位置。当变频器故障时需人工手动切换成工频运行。为了防止误操作的发生刀闸K422和K423间装有机械闭锁装置，即在同一时间里刀闸K422和K423只能有一个处于合上状态。一机一变频器的应用形式是最基本的应用方式，相对于两机公用一变频器的应用形式其技术改造费用投入较高。 3 变频器的产品性能比较 北京利德华福和美国罗宾康公司生产的变频器同属于高-高电压源型变频器。变频器输入采用多脉冲整流无需输入滤波器，其输出波形接近于完美的正弦波，对电网的谐波影响较小; 两种变频器同采用无速度传感器矢量控制方式能满足动态响应较高的负载; 都具有功率单元旁路的功能，能够旁路个别故障功率单元保证系统的无间断运行; 功率单元都采用模块化的设计构造，可以方便的更换故障功率单元且更换故障功率单元的时间短;额定负载下变频器的效率都在96%以上。表1是北京利德华福公司变频器与美国罗宾康公司变频器的性能对照表。 表1 两种高压变频器性能对照表

软起动器的软起及旁路运行原理解释-1307023

软起动器的软起运行原理解释 电机软起原理其实就是：软起动器根据电机在带载起动过程中所需的最低起动电流提供相应的加速电压和限流倍数，而最佳的限流倍数通过现场调出来的，理论计算出来的电流和时间值只能作为调试时的参考值，而且计算过程一定要电控厂家、电机厂家、负载设备厂家的技术工程人员，共同参与复杂的数据分析与计算才可能获取较为接近真实值的理论，而实际调试步骤都是选择软起动器调节范围内的较大档的起动电流倍数(如：4～5倍电机额定电流值，而电机直起一般为6～8倍电机额定电流值)，或根据既往历史调试同类设备时起动电流倍数(2.5～4倍电机额定电流值，绝大多数设备在这个范围内都能正常起动起来)，尝试起动电机设备，在保证电机能克服负载阻力而加速至额定转速的情况下，再将起动电流调低一些再次起动，如此这般，直至调试出电机正常起动负载设备，所需的最低起动电流和起动过程所需的时间。但最后实际确定的起动电流值都比最低电流值要稍大一些(一般大30%-50%)较好，因为负载的阻力矩是有一定大小的左右变动，不能将起动电流值设置在最小值(负载的阻力矩变大时易导致起动失败！). 综上所述，其实电机软起动调试就是:1、考验软起动器的电控能力：输出电压调节能力与范围，起动过程中的电流倍数控制能力与精度，以及对主/控电路和器件在起动及运行过程中的电气保护能力。而对电机来说是：2、考验电机在有限的起动电流倍数下克服所驱动的负载阻力矩而加速至额定转速全压运行的能力。 软起动的起动过程是：闭合起动信号后，软起动器输出设定的初始电压如：10~80%Ue，然后输出电压迅速斜坡上升，同时软起动器的电流互感器检测主回路的实时电流值反馈给控制主板比较分析，当电流值达到软起动设置的起动最高电流限制值如：100~500%Ie时，软起暂时不再升高输出电压，维持设定的电流倍数，等待电机加速→电机阻抗增大，电流逐渐下降并回流到额定电流及额定电流以下，软起动再次快速将输出电压升高至额定电压，并延时切换至旁路运行。软起的可控硅的电流被旁路接触器接替过去，但软起的电流互感器设计为是可以继续采集旁路后的电流信号的。实现电流保护监视 软起起动原理附图参考: 调试步骤：