變頻技術(shù)論文范文
時(shí)間:2023-03-18 19:45:06
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篇1
(1)交流-交流變頻,使固定的交流電源轉(zhuǎn)換成頻率變化的交流電源,主要特點(diǎn)是沒有中間環(huán)節(jié),缺點(diǎn)為變換的頻率范圍不大。(2)交流-直流-交流變頻,使固定的交流電源轉(zhuǎn)換成直流,將直流電源轉(zhuǎn)變成頻率變化的交流電。由于直流到交流環(huán)節(jié)易于控制,因此,頻率可調(diào)節(jié)范圍和提高變頻電機(jī)特性等,具有明顯的優(yōu)勢(shì)。其裝置在煤礦井下已大量使用。如圖1所示為交直交變頻器的主電路圖。這種方法只適用于小容量逆變器,不常用。還有一種方法為脈寬調(diào)制,逆變器電壓的大小經(jīng)過(guò)變化,使輸出脈沖進(jìn)行變化。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外變頻器技術(shù)以驚人的速度在發(fā)展,在不同的功能上,模擬早期的設(shè)置已被設(shè)定數(shù)字量取代,特別是在我國(guó)煤礦井廣泛應(yīng)用,帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
2變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
使用PID控制器和可編程控制器(PLC)控制技術(shù)來(lái)控制變頻器,反向,速度,加速,減速時(shí)間,實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制,為適應(yīng)煤礦提升,壓風(fēng),排水,電牽引采煤機(jī)設(shè)備的要求。提升機(jī)PLC,PID變頻控制技術(shù)更為復(fù)雜,這里不介紹了。壓風(fēng)機(jī)為例,對(duì)變頻調(diào)速控制技術(shù)和功能的應(yīng)用,證明變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)越性和經(jīng)濟(jì)效益的描述。在正常操作壓力風(fēng)機(jī),當(dāng)罐內(nèi)壓力達(dá)到規(guī)定的壓力,通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器處于閑置狀態(tài),風(fēng)機(jī)的壓力,為了降低儲(chǔ)罐壓力,當(dāng)氣體儲(chǔ)罐壓力低于規(guī)定壓力,機(jī)器正常使用工作。但空氣壓縮機(jī)輸出壓力波動(dòng)較大,不能達(dá)到理想的空氣壓力,直接影響到氣動(dòng)工具的正常運(yùn)行。在變頻技術(shù)的使用,確保空氣壓縮機(jī)輸出壓力保持不變,總是讓空氣壓縮機(jī)輸出壓力保持在正常的工作壓力水平,大大提高煤炭生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)的PID控制對(duì)比,檢測(cè)信號(hào)反饋給變頻器控制量,以控制變量的目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行比較,以確定它是否是預(yù)定的控制目標(biāo),根據(jù)二者之間的差異進(jìn)行調(diào)整,達(dá)到控制目的。如儲(chǔ)氣罐壓力超過(guò)目標(biāo)值(氣艙壓力給定值),應(yīng)調(diào)節(jié)壓縮空氣同氣艙壓力值近視平衡。相反,如儲(chǔ)氣罐壓力低于目標(biāo),應(yīng)調(diào)節(jié)儲(chǔ)氣罐壓力同目標(biāo)壓力近視平衡。通過(guò)對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)在壓風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用,可以達(dá)到空氣壓縮機(jī)輸出壓力基本上保持恒定的生產(chǎn)價(jià)值的需要,空氣壓縮機(jī)輸出壓力始終保持在最佳狀態(tài)下生產(chǎn)。
3變頻調(diào)速技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和效益
篇2
本次改造主要是根據(jù)企業(yè)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)施的現(xiàn)狀和存在的問題,針對(duì)電廠系統(tǒng)特點(diǎn),對(duì)#3、#4、#5、#6鍋爐引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)共計(jì)12臺(tái)(電機(jī)總裝機(jī)容量3900KW)6KV電機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)電技術(shù)改造,采用高壓變頻調(diào)速技術(shù),根據(jù)工況需要,控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量的變化,以替代落后的擋板調(diào)節(jié)方式,以減少電能損耗。同時(shí),風(fēng)量的變化由非線性改善為線性,使得爐膛的燃燒效能控制變得更及時(shí)、精確。從而達(dá)到節(jié)能降耗和提高自動(dòng)化程度的雙重目的。本次節(jié)電技術(shù)改造新建一座高壓變頻室、增加變頻調(diào)速裝置12臺(tái)、DCS控制系統(tǒng)、、通風(fēng)系統(tǒng)及配電設(shè)施。
1.1變頻器選型
近年來(lái)已有很多大中型電廠采用變頻技術(shù)進(jìn)行節(jié)電技術(shù)改造的實(shí)例,實(shí)踐證明不但節(jié)電效果明顯,而且提高系統(tǒng)的安全性,不存在運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。此次節(jié)電技術(shù)改造設(shè)備選用原則,變頻技術(shù)先進(jìn),成熟可靠。選擇雷奇節(jié)能科技股份有限公司生產(chǎn)的LOVOL系列高壓智能節(jié)電裝置(變頻器),該產(chǎn)品由移相變壓器,功率單元和控制器組成。高壓變頻器采用模塊化設(shè)計(jì),互換性好、維修簡(jiǎn)單,噪音低,諧波含量小,不會(huì)引起電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),對(duì)電機(jī)沒有特殊要求。高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下:
1.2電氣改造方案
采用一拖一自動(dòng)旁路控制,實(shí)現(xiàn)變頻/工頻自動(dòng)切換。旁路柜在節(jié)電器進(jìn)、出線端增加了兩個(gè)隔離刀閘,以便在節(jié)電器退出而電機(jī)運(yùn)行于旁路時(shí),能安全地進(jìn)行節(jié)電器的故障處理或維護(hù)工作。旁路柜主回路主要配置:三個(gè)真空接觸器(KM1、KM2、KM3)和兩個(gè)高壓隔離開關(guān)K1、K2。KM2與KM3實(shí)現(xiàn)電氣互鎖,當(dāng)KM1、KM2閉合,KM3斷開時(shí),電機(jī)變頻運(yùn)行;當(dāng)KM1、KM2斷開,KM3閉合時(shí),電機(jī)工頻運(yùn)行。另外,KM1閉合時(shí),K1操作手柄被鎖死,不能操作;KM3閉合時(shí),K2操作手柄被鎖死,不能操作。自動(dòng)旁路控制結(jié)構(gòu)圖如下:
1.3系統(tǒng)控制方案
(1)本地控制:利用系統(tǒng)控制器上的鍵盤、控制柜上的按鈕、電位器旋鈕等就地控制。(2)遠(yuǎn)程控制:變頻器與DCS系統(tǒng)連接,進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,使運(yùn)行人員通過(guò)DCS系統(tǒng)畫面對(duì)變頻器的工作電流,運(yùn)行狀態(tài)及故障信息進(jìn)行監(jiān)控,由DCS實(shí)現(xiàn)控制。
1.4系統(tǒng)散熱方案
設(shè)備自身發(fā)熱量較大,運(yùn)行環(huán)境的溫度和濕度會(huì)影響設(shè)備的穩(wěn)定性及功率元件的使用壽命,為了使變頻器能長(zhǎng)期穩(wěn)定和可靠地運(yùn)行,采用室內(nèi)空調(diào)冷卻方式,滿足設(shè)備對(duì)溫度和濕度的要求。
2變頻改造效果分析
2.1節(jié)電效果
節(jié)電改造前,鍋爐正常工況下引風(fēng)機(jī)檔板的平均開度在70-80%左右,二次風(fēng)機(jī)在35-45%左右。采用落后的檔板調(diào)節(jié)控制方式,用電量高居高不下,影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量。本次節(jié)電改造于2012年10月安裝調(diào)試完畢,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行測(cè)試,以3#鍋爐引風(fēng)機(jī)為例,原工頻電流由平均49.5A下降到變頻后的36-39A,功率因數(shù)由0.8左右提高到0.95左右。從12臺(tái)改造后的風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況看,完全能夠滿足鍋爐運(yùn)行工藝的要求(主要是風(fēng)壓、風(fēng)量、加減風(fēng)的速率等)。運(yùn)行后一年的電表數(shù)據(jù)表明,經(jīng)過(guò)變頻改造后12臺(tái)風(fēng)機(jī)總計(jì)節(jié)電量為280萬(wàn)KWh,比擋板調(diào)節(jié)控制方式節(jié)能率達(dá)到23%,節(jié)能效果十分顯著。并且電機(jī)在啟動(dòng)、運(yùn)行調(diào)節(jié)、控制操作等方面都得到極大的改善。
2.2其它效果
(1)采用變頻調(diào)速控制后,杜絕“大馬拉小車”現(xiàn)象,既提高了電機(jī)效率,又滿足了生產(chǎn)工藝要求;(2)采用變頻調(diào)速控制后,由于變頻技術(shù)裝置內(nèi)的直流電抗器能很好的改善功率因數(shù),功率因數(shù)由0.8左右提高到0.95以上,提高了有功功率,減少了設(shè)備和線路無(wú)功損耗;(3)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng),避免了對(duì)電網(wǎng)的沖擊,提高了系統(tǒng)的可靠性,延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命;(4)減少風(fēng)機(jī)葉片和軸承的磨損,延長(zhǎng)大修周期、節(jié)省維修費(fèi)用。風(fēng)機(jī)、管網(wǎng)振動(dòng)大幅減小,降低了噪聲對(duì)環(huán)境的影響;(5)變頻器的過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、電源缺相等自動(dòng)保護(hù)功能,使系統(tǒng)的安全可靠性大大提高;(6)由于變頻器具有工頻/變頻自動(dòng)切換功能,變頻器發(fā)生重故障時(shí)可在2-3秒內(nèi)切換到工頻運(yùn)行,且在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)檢修維護(hù)或故障時(shí),工頻控制系統(tǒng)照樣可以正常運(yùn)行,滿足風(fēng)機(jī)系統(tǒng)對(duì)電機(jī)高可靠性運(yùn)行的要求;(7)實(shí)現(xiàn)了高壓變頻裝置與主控室DCS系統(tǒng)連接,DCS系統(tǒng)能夠滿足實(shí)時(shí)性的要求,經(jīng)過(guò)電廠運(yùn)行的邏輯實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的控制,對(duì)各種數(shù)據(jù)的分析和判斷,這也是電廠提高效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
3結(jié)語(yǔ)
篇3
煉鋼一次除塵風(fēng)機(jī)高壓變頻器采用交-直-交高壓方式,高壓變頻器每相由8個(gè)功率單元串聯(lián)而成,各個(gè)功率單元由輸入隔離變壓器的二次隔離線圈分別供電,功率單元為交-直-交結(jié)構(gòu),相當(dāng)于一個(gè)三相輸入、單相輸出的低壓電壓源型變頻器,主電路開關(guān)器件為IGBT。功率單元由主電路包含整流濾波電路,逆變電路,旁通電路三部分。功率單元的輸入額定電壓AC750V,經(jīng)熔斷器進(jìn)入三相整流橋整流,經(jīng)電解電容濾波,變?yōu)橹绷麟?逆變電路由四只IGBT組成單相全橋逆變電路。將直流電變?yōu)镾PWM波輸出。旁通電路由一個(gè)單相橋整流和一只可控硅組成,旁通電路的作用是在功率單元發(fā)生某些故障時(shí),把四只IGBT全部關(guān)閉,故障單元不再有輸出波形,此時(shí)把旁通的可控硅打開,使外電路電流流過(guò)本功率單元時(shí)通行無(wú)阻,旁通整流橋?yàn)榻涣麟娏魈峁┩贰9β蕟卧?lián)多電平PWM電壓源型變頻器拓?fù)鋱D如圖1、圖2所示。控制電路由光信號(hào)通信電路、IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路、可控硅驅(qū)動(dòng)電路、故障檢測(cè)電路等組成,變頻器主控制器與功率單元之間的信號(hào)傳輸采用光纖,具有良好的抗電磁干擾性能,功率單元IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)自于變頻器主控制器。
2調(diào)速系統(tǒng)的改進(jìn)
⑴為保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行及達(dá)到好的節(jié)電效果,風(fēng)機(jī)傳動(dòng)采用高壓變頻器進(jìn)行控制,風(fēng)機(jī)傳動(dòng)設(shè)備變頻改造時(shí)拆除電動(dòng)機(jī)與風(fēng)機(jī)之間的液力偶合器,對(duì)電機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行改造,將原基礎(chǔ)打去-1000mm至鋼筋網(wǎng)層,重新焊接鋼筋制作澆筑基礎(chǔ),電機(jī)前移與風(fēng)機(jī)直接相連。實(shí)施前后見對(duì)比圖3、圖4。⑵變頻調(diào)速系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊連接,從現(xiàn)場(chǎng)PLC控制系統(tǒng)發(fā)出變頻器的啟動(dòng)、停機(jī)等信號(hào)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,根據(jù)運(yùn)行工況按設(shè)定頻率,實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。變頻器具有非常完善的自診斷和保護(hù)功能,變頻器有過(guò)電壓、過(guò)電流、欠電壓、缺相,變頻器過(guò)載、變頻器過(guò)熱、電機(jī)過(guò)載、輸出接地、輸出短路等保護(hù)功能,變頻器配備漢字顯示的液晶顯示屏,可實(shí)現(xiàn)變頻器參數(shù)設(shè)定和顯示電機(jī)電壓、電流、頻率等狀態(tài)參數(shù);一旦變頻器發(fā)生故障,進(jìn)入保護(hù)狀態(tài),系統(tǒng)自動(dòng)記錄故障原因、故障位置及發(fā)生故障時(shí)變頻器各狀態(tài)參數(shù),便于故障排除。
3運(yùn)行分析
轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)在改造前,風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行在1250r/min,電機(jī)功率因素0.88,風(fēng)機(jī)電機(jī)電流120A左右,風(fēng)機(jī)低速運(yùn)行在500r/min,風(fēng)機(jī)電機(jī)電流40A左右,自2011年6月至2012年8月轉(zhuǎn)爐一次除塵三臺(tái)風(fēng)機(jī)電機(jī)采用高壓變頻器控制系統(tǒng)投入運(yùn)行后,風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行時(shí)電機(jī)電流在97A左右,風(fēng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)電機(jī)電流在6A左右,功率因素0.98,具體參數(shù)見表1。
4節(jié)能計(jì)算
一座轉(zhuǎn)爐每天平均冶煉32爐,每爐平均冶煉時(shí)間35min,一個(gè)冶煉周期中,吹氧冶煉時(shí)間16min,兌鐵時(shí)間3min,風(fēng)機(jī)需高速運(yùn)轉(zhuǎn)1250r/min,高速運(yùn)行時(shí)間在19min,風(fēng)機(jī)變頻改造前后高速狀態(tài)下電機(jī)電流差120-97=23A,電壓10kV,風(fēng)機(jī)電機(jī)在高速狀態(tài)下每天節(jié)省電量為(23×10)×(32×19)/60=2331kWh。一個(gè)冶煉周期中,出鋼過(guò)程中需低速運(yùn)轉(zhuǎn)在500r/min,每爐鋼低速運(yùn)行時(shí)間約16min,風(fēng)機(jī)變頻改造前后低速狀態(tài)下電機(jī)電流差40-6=34A,電壓10kV,一臺(tái)風(fēng)機(jī)電機(jī)在低速狀態(tài)下每天節(jié)省電量約為:(34×10)×(32×16)/60=2901kWh。一臺(tái)除塵風(fēng)機(jī)在變頻器調(diào)速運(yùn)行,每天節(jié)省電量約為2331+2901=5232kWh。一臺(tái)風(fēng)機(jī)全年運(yùn)行時(shí)間按340天計(jì)算,電費(fèi)成本為0.37元/度,一臺(tái)除塵風(fēng)機(jī)全年節(jié)省電費(fèi)約為=5232×340×0.37=65.82萬(wàn)元。三臺(tái)除塵風(fēng)機(jī)在變頻調(diào)速運(yùn)行后,全年節(jié)省電費(fèi)約為=3×65.82=197.46萬(wàn)元。
5結(jié)語(yǔ)
篇4
1)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)功能。可實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井主通風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)備主要工作參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)與顯示,智能化故障識(shí)別與報(bào)警。具體監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括:主通風(fēng)機(jī)的入口靜壓、風(fēng)量、風(fēng)速信號(hào);主通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電壓、電流、有效功率、功率因數(shù)等電量參數(shù);主通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)軸承溫度和定子溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示;主通風(fēng)機(jī)振動(dòng)狀態(tài)信息的監(jiān)測(cè)、顯示與分析,具有機(jī)械故障預(yù)警及停機(jī)功能。2)遠(yuǎn)程通信功能。能支持與第三方遠(yuǎn)程通信(變頻器或其它監(jiān)控設(shè)備),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制,支持多種通信協(xié)議,具有多種通信方案,可方便地把監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳到目前煤礦使用的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)KJ98,實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程集中控制。3)自動(dòng)控制功能。通過(guò)友好交互的人機(jī)控制界面可以方便地控制高壓開關(guān)柜的啟動(dòng)、停止、風(fēng)門的開關(guān);能控制高壓變頻器、水阻柜啟動(dòng)、停止,實(shí)時(shí)設(shè)置變頻器頻率;可實(shí)現(xiàn)主通風(fēng)機(jī)、風(fēng)門用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)多種控制模式間的切換。
2程序設(shè)計(jì)
2.1PLC程序設(shè)計(jì)
在西門子S7-417-4H型PLC中,運(yùn)用梯形圖編制監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行程序,整套系統(tǒng)的主控程序流程如圖3所示。在調(diào)用初始化子程序后,系統(tǒng)按照設(shè)定程序與參數(shù)進(jìn)行自檢,待自檢正常后對(duì)主通風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)備的初始狀態(tài)進(jìn)行順序控制,一切準(zhǔn)備工作就緒后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開啟主通風(fēng)機(jī),系統(tǒng)按預(yù)先圖3控制程序流程圖編制的程序、設(shè)計(jì)的功能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。整套PLC程序包含了高壓柜供電狀態(tài)監(jiān)測(cè)、變頻器控制、水阻柜控制、主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)及故障檢測(cè)、風(fēng)門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)等多個(gè)功能模塊。對(duì)PLC控制程序采用模塊化設(shè)計(jì)和過(guò)程設(shè)計(jì)原理,將上述功能模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)化編程設(shè)計(jì),提升了控制程序的完整性和可執(zhí)行性。
2.2WinCC組態(tài)程序設(shè)計(jì)
通過(guò)WinCC組態(tài)程序設(shè)計(jì)建立友好交互的人機(jī)控制界面,借助遠(yuǎn)程通訊和PLC控制程序,實(shí)現(xiàn)對(duì)主通風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)備的過(guò)程監(jiān)控與故障監(jiān)控。基于WinCC組態(tài)軟件的主通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具備可視化、智能化、功能多樣化等諸多優(yōu)點(diǎn),能將礦井通風(fēng)系統(tǒng)的工作參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)形象化地展現(xiàn)在控制人員和管理人員面前,便于實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況。
3應(yīng)用效果
2013年9月魯班山北礦主通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造工程完成,圖4所示為監(jiān)控系統(tǒng)的主界面圖。目前該套系統(tǒng)已經(jīng)連續(xù)正常運(yùn)行一年多,在新的監(jiān)控系統(tǒng)模式下,實(shí)現(xiàn)了緊急情況提前預(yù)警,提高了礦井通風(fēng)安全水平。主通風(fēng)機(jī)在變頻調(diào)速系統(tǒng)控制下更容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn),加、減速時(shí)間及頻率可任意調(diào)節(jié),運(yùn)行平穩(wěn),工頻水阻軟啟動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用,確保了兩臺(tái)變頻器都出故障時(shí),主通風(fēng)機(jī)仍能正常運(yùn)行,確保了通風(fēng)安全。使用變頻調(diào)節(jié)后由于變頻器內(nèi)濾波電容的使用,使得主通風(fēng)機(jī)功率因數(shù)據(jù)提高,通過(guò)減小變頻器輸出頻率、降低主通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)滿足礦井風(fēng)量需要,主要風(fēng)機(jī)始終運(yùn)行在高效區(qū)間內(nèi),統(tǒng)計(jì)顯示,在增加風(fēng)量27%的情況下,每個(gè)月主通風(fēng)機(jī)電力消耗同比節(jié)約3.1萬(wàn)度,節(jié)能效果十分明顯。
4結(jié)語(yǔ)
篇5
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,雖然我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)有所變化和發(fā)展,但是在目前我國(guó)現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)中,火力發(fā)電仍然是重要的組成部分,伴隨著其它能源結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),火力發(fā)電在能源市場(chǎng)上面臨的壓力將逐漸的增加,為了提高火力發(fā)電行業(yè)在能源市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力,企業(yè)必須加強(qiáng)該方面的研究。伴隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,高壓電頻技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,火力發(fā)電廠要想提高工廠的工作效率,提高設(shè)備的運(yùn)行速度,實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益的提高,就必須科學(xué)合理的應(yīng)用高壓電頻技術(shù)。高壓電頻技術(shù)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用,在提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),有利于節(jié)能減排工作的順利開展。
2高壓變頻技術(shù)在火力發(fā)電廠中應(yīng)用的重要作用
2.1有利于節(jié)能減排工作的開展
在傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠中需要使用擋板和閥門來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電設(shè)備的風(fēng)量和水量,擋板和閥門對(duì)能量的需求較高,在火力發(fā)電廠中使用了高壓變頻技術(shù)之后,通過(guò)驅(qū)動(dòng)水泵和風(fēng)機(jī)來(lái)代替擋板和閥門,不但能夠解決掉使用閥門和擋板調(diào)節(jié)方法給設(shè)備運(yùn)行帶來(lái)的不足,還能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,降低企業(yè)對(duì)發(fā)電廠的成本投入,有利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。
2.2使用方便快捷,減少設(shè)備故障出現(xiàn)的頻率
高壓變頻技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中往往同電子信息技術(shù)相結(jié)合,電子信息技術(shù)的使用不斷的提高了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理水平,還有效的減少了企業(yè)在人力物力方面的投資。火電廠設(shè)備的正常運(yùn)行需要發(fā)電機(jī)的協(xié)調(diào)合作,火電發(fā)電廠中有兩種型號(hào)的發(fā)電機(jī),同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī),同步發(fā)電機(jī)使用直接啟動(dòng)的方式,異步發(fā)電機(jī)使用間接啟動(dòng)的方式,在發(fā)電機(jī)啟動(dòng)的過(guò)程中會(huì)造成大量的電量消耗,在啟動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生沖擊,在很大程度上影響設(shè)備的使用壽命。通過(guò)使用高壓變頻技術(shù)能夠緩解啟動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng),提高了設(shè)備的運(yùn)行效率,在保證設(shè)備正常運(yùn)行的同時(shí),提高了設(shè)備的使用壽命,在一定程度上減少了發(fā)電廠在設(shè)備上的成本投入,有利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。
3高壓變頻技術(shù)的分析研究
3.1高壓變頻器的DCS控制方式分析
分散型的控制系統(tǒng)也就是DCS在火電發(fā)電廠中的主要控制系統(tǒng),手動(dòng)控制DCS控制是高壓變頻技術(shù)中的主要控制,在高壓變頻技術(shù)中的控制方式有很多種,主要總結(jié)如下:采用閉環(huán)控制方式對(duì)設(shè)備的壓力和流量進(jìn)行控制;采用開環(huán)控制方式對(duì)設(shè)備的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制;使用開環(huán)控制方式對(duì)設(shè)備的頻率進(jìn)行控制,通過(guò)在設(shè)備的屏幕上直接輸出數(shù)值,然后邊頻率器的邊頻率的控制得出數(shù)值。
3.2高壓變頻器工作旁路的切換方式分析
在火電發(fā)電廠中,風(fēng)機(jī)和水泵設(shè)備屬于持續(xù)運(yùn)作的負(fù)載,為了減少設(shè)備使用過(guò)程中故障出現(xiàn)的頻率,較少設(shè)備檢修的次數(shù),在應(yīng)用高壓變頻技術(shù)時(shí)同時(shí)使用工頻旁路,工頻旁路的設(shè)置方式主要有手動(dòng)和自動(dòng)兩種形式,一旦高壓變頻出現(xiàn)故障,就要及時(shí)的采用采用手動(dòng)或者是自動(dòng)的方式對(duì)貢品旁路進(jìn)行切換,手動(dòng)旁路是一種可以通過(guò)手動(dòng)控制進(jìn)行高壓隔離的開關(guān),手動(dòng)控制在高壓旁路中的應(yīng)用較為廣泛,因?yàn)楸旧斫Y(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)單,成本較低,開關(guān)設(shè)置明顯,應(yīng)用在高壓變頻中之后,有利于高壓變頻器的檢修。
4高壓變頻技術(shù)應(yīng)用的具體措施
隨著其他能源方式不斷創(chuàng)新和發(fā)展,傳統(tǒng)的火力發(fā)電將面臨著越來(lái)越大的壓力,火力發(fā)電廠要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站住腳,就必須提高火力發(fā)電的使用率,在符合國(guó)家節(jié)能減排的規(guī)范要求的同時(shí),減少火力發(fā)電的成本投入,采用高壓變頻技術(shù)就能夠很好的解決以上的問題。
4.1安裝和調(diào)試變頻設(shè)備的具體措施
傳統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行方式是采用了一拖二二拖三的方法,這樣的方法在很大程度上增加了設(shè)備的回路難度,為了減少設(shè)備運(yùn)行回路變頻和工頻之間故障出現(xiàn)的頻率,在對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝的過(guò)程中要主義防范措施。
4.2合理設(shè)置變頻器和上級(jí)開關(guān)保護(hù)功能
變頻器在運(yùn)行的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象,為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生,一般的在事故按鈕上采用一拖二的方法,在事故按鈕上安裝兩個(gè)電源斷路器,一般的選取兩個(gè)節(jié)點(diǎn),在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上使用工頻跳閘回路,在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上使用變頻跳閘回路。這樣不論出現(xiàn)何種情況,都能很好的預(yù)防跳閘現(xiàn)象的發(fā)生。
4.3設(shè)計(jì)可靠的風(fēng)機(jī)和控制電源
為了保障設(shè)備的正常運(yùn)行,就要保證變頻器電流輸入值趨于正常,如果輸入電流變化較大,就容易出現(xiàn)跳閘的事故,所以為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生,要對(duì)設(shè)備進(jìn)行不間斷的檢測(cè)和維修,為設(shè)備提供充足的電能。
5結(jié)語(yǔ)
篇6
論文關(guān)鍵詞:風(fēng)機(jī),自動(dòng)調(diào)速裝置
1 、前言
當(dāng)前,我國(guó)煤礦使用的局部通風(fēng)機(jī)數(shù)量多,功率大,是能耗最大和浪費(fèi)較嚴(yán)重的設(shè)備之一。從理論上講,對(duì)風(fēng)機(jī)調(diào)速是調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)性能、降低能耗的最佳方法之一。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,防爆變頻調(diào)速裝置以其卓越的調(diào)速性能,顯著的節(jié)能效果在煤礦領(lǐng)域得到廣泛的運(yùn)用。
2、概況
煤礦井下局部通風(fēng)機(jī)是用量大、耗能大的常用設(shè)備,每年需求量在數(shù)千臺(tái)以上,但在性能調(diào)節(jié)功能上,基本上是空白。從理論上講,調(diào)速是調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)性能最經(jīng)濟(jì)、有效的手段。阻礙變頻調(diào)速技術(shù)在局扇上應(yīng)用的主要原因是價(jià)格昂貴,節(jié)能效果差,變頻器可靠運(yùn)行難。隨著對(duì)煤礦安全生產(chǎn)重視程度的增加,一些明顯存在安全隱患工作場(chǎng)所,要求必須對(duì)風(fēng)機(jī)性能進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此風(fēng)機(jī),我礦與煤炭科學(xué)研究總院重慶分院合作,根據(jù)當(dāng)前我礦的具體情況,在原有礦用通風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)速裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn),研制了一套ZJTS型礦用通風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)速裝置,并投入使用。該變頻調(diào)速裝置采用了IGBT變頻調(diào)速技術(shù)、熱管散熱技術(shù)以及智能控制技術(shù),可根據(jù)不同的運(yùn)行工況,通過(guò)檢測(cè)不同地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛?自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)的風(fēng)速,達(dá)到高效排瓦斯和節(jié)能通風(fēng)的目的。
3、調(diào)速裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該調(diào)速裝置的總體結(jié)構(gòu)主要由人機(jī)操作界面、隔爆箱體、真空熱管散熱器、雙電源控制器、進(jìn)出線接線腔、變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、本安電源、雙風(fēng)機(jī)控制器、頻率轉(zhuǎn)換器等單元組成,外接瓦斯?jié)舛葌鞲衅骱椭鳌渚植客L(fēng)機(jī)。實(shí)現(xiàn)了按設(shè)定瓦斯?jié)舛戎担詣?dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,達(dá)到按需定量通風(fēng)的目的。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了專用供電線和備用供電線、主通風(fēng)機(jī)和備用通風(fēng)機(jī)的自動(dòng)切換的目的論文提綱怎么寫。
4、調(diào)速裝置的工作原理
調(diào)速裝置的頻率轉(zhuǎn)換器把瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞯念l率或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),然后經(jīng)控制器處理后,去控制變頻器,讓變頻器輸出相應(yīng)的頻率,控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)了調(diào)速裝置根據(jù)不同的瓦斯?jié)舛葌鞲衅髦递敵霾煌念l率來(lái)控制風(fēng)機(jī)電機(jī)的運(yùn)行速度;控制面板又通過(guò)轉(zhuǎn)換器與控制器連接
總體結(jié)構(gòu)圖
來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速裝置各種參數(shù)的顯示和設(shè)定。當(dāng)專用供電線有故障或停電時(shí),備用供電線就通過(guò)雙電源控制器工作,這時(shí)通過(guò)雙風(fēng)機(jī)控制器切換讓備用風(fēng)機(jī)工作;當(dāng)專用供電線恢復(fù)正常供電時(shí),雙電源控制器切換讓專用供電線工作,這時(shí)雙風(fēng)機(jī)控制器切換讓專用風(fēng)機(jī)工作。
電氣原理圖
5、調(diào)速裝置的主要特點(diǎn)
5.1自動(dòng)化程度高。
通風(fēng)機(jī)性能的最佳調(diào)節(jié)方式是變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),而改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速最經(jīng)濟(jì)、適用的萬(wàn)式是改變輸入電源的頻率。該調(diào)速裝置通過(guò)對(duì)工作地點(diǎn)瓦斯?jié)舛葘?shí)時(shí)檢測(cè),用變頻調(diào)速器和自動(dòng)控制系統(tǒng),智能地自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)輸入電源的頻率風(fēng)機(jī),達(dá)到按需通風(fēng)的目的。適用長(zhǎng)時(shí)間、無(wú)人值守連續(xù)工作。
5.2主要元部件品質(zhì)高。
該調(diào)速裝置主要元部件:整流器、IGBT逆變器、控制系統(tǒng)等均采用國(guó)外著名品牌,其 主要特點(diǎn)是體積小、重量輕、發(fā)熱量小,運(yùn)行可靠,非常適合安裝在井下隔爆箱體中。專門定作的散熱器外形美觀、實(shí)用、可靠。
5.3直觀、清晰的液晶顯示屏。
大屏幕液晶顯示屏隨時(shí)監(jiān)視風(fēng)機(jī)、變頻器、瓦斯?jié)舛冗\(yùn)行狀態(tài),報(bào)警用文字說(shuō)明,畫面直觀、清晰。可隨時(shí)選擇操作狀態(tài)(自動(dòng)、手動(dòng)),設(shè)定最低輸出頻率值和瓦斯?jié)舛戎怠3^(guò)規(guī)定的瓦斯?jié)舛戎担敵鰣?bào)警信號(hào)。
5.4系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠。
該調(diào)速裝置從瓦斯信號(hào)的采集,控制模塊的分析、運(yùn)算,各單元之間的通訊,到執(zhí)行 機(jī)構(gòu)運(yùn)行,均采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)和元件。軟件部分邏輯關(guān)系清晰明確,操作性強(qiáng),經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行試驗(yàn),系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠。
5.5安全性好
具有過(guò)流、缺相、過(guò)電壓、欠電壓、過(guò)熱等完善的軟硬件保護(hù)。
6、調(diào)速裝置的主要功能
6.1掘進(jìn)工作面限量排放瓦斯,實(shí)現(xiàn)最大效率安全排放。
因意外停電或計(jì)劃停風(fēng)而造成掘進(jìn)工作面瓦斯超限時(shí),該調(diào)速裝置可自動(dòng)以接近于混合處的瓦斯?jié)舛劝踩颠M(jìn)行排放,避免人工排放時(shí),難以控制瓦斯?jié)舛蕊L(fēng)機(jī),超量排放問題。
6.2采煤工作面限量抽排瓦斯,形成安全可控的引排系統(tǒng)。
用于引排系統(tǒng)處理采煤工作面上隅角瓦斯積聚時(shí),瓦斯傳感器探頭放置在測(cè)試風(fēng)筒中,檢測(cè)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛龋催M(jìn)入風(fēng)機(jī)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛取T撜{(diào)速裝置根據(jù)設(shè)定的瓦斯?jié)舛劝踩担詣?dòng)地調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,確保抽出式通風(fēng)機(jī)進(jìn)口的瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)3%,實(shí)現(xiàn)安全抽排。
6.3節(jié)能運(yùn)行
當(dāng)瓦斯?jié)舛戎翟诎踩O(shè)定值以下時(shí),根據(jù)工作面瓦斯涌出量的大小自動(dòng)控制轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風(fēng)量,既保證了瓦斯?jié)舛炔怀蓿挚杀苊怙L(fēng)量過(guò)大而揚(yáng)塵,影響工作環(huán)境,實(shí)現(xiàn)節(jié)能通風(fēng)論文提綱怎么寫。
6.4正、反轉(zhuǎn)切換功能
可通過(guò)按液晶顯示屏里風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向畫面的正轉(zhuǎn)選擇數(shù)字鍵或反轉(zhuǎn)選擇數(shù)字鍵來(lái)切換,而無(wú)須改變局扇接線即可改變局扇的轉(zhuǎn)向。
6.5主、備用風(fēng)機(jī)自動(dòng)切換功能
當(dāng)主風(fēng)機(jī)或備用風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),調(diào)速裝置會(huì)自動(dòng)切換讓備用風(fēng)機(jī)或主風(fēng)機(jī)工作;實(shí)現(xiàn)主、備用風(fēng)機(jī)自動(dòng)切換功能。
6.6雙電源自動(dòng)切換功能
當(dāng)專供線路或備用線路有故障或停電時(shí),調(diào)速裝置會(huì)自動(dòng)切換讓備用線路或?qū)9┚€路工作;實(shí)現(xiàn)雙電源自動(dòng)切換功能。
6.7閉鎖接口功能
風(fēng)、電閉鎖功能,當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行后輸出一個(gè)常閉觸點(diǎn)。
瓦斯、電閉鎖功能:當(dāng)瓦斯?jié)舛葌鞲衅髦荡笥谠O(shè)定值時(shí),調(diào)速裝置輸出一個(gè)常開觸點(diǎn)。當(dāng)瓦斯?jié)舛葌鞲衅髦敌∮谠O(shè)定值時(shí),調(diào)速裝置輸出一個(gè)常閉觸點(diǎn)。
6.8手動(dòng)控制功能。
可通過(guò)液晶顯示屏手動(dòng)控制畫面來(lái)選擇手動(dòng)控制風(fēng)機(jī),局扇運(yùn)轉(zhuǎn)頻率值可以在0比到5OHz之間設(shè)定。
6.9報(bào)警文字顯示功能
當(dāng)調(diào)速裝置有故障、報(bào)警時(shí),液晶顯示屏?xí)詣?dòng)彈出報(bào)警信息,用文字說(shuō)明故障、報(bào)警的原因及處理萬(wàn)法。
7、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)ZJTS型礦用通風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)速裝置在我礦的使用,充分達(dá)到了節(jié)能高效的效果。在同等條件下與無(wú)調(diào)節(jié)性能的高效風(fēng)機(jī)相比,平均運(yùn)行效率可提高15%左右,節(jié)省電能,對(duì)大功率風(fēng)機(jī),效果尤為明顯。
總之,ZJTS型礦用通風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)速裝置具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值,不僅增加了效益,尤其對(duì)加強(qiáng)煤礦的安全生產(chǎn)具有重要的意義。
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篇7
關(guān)鍵詞:交流雙速電梯;交流變頻調(diào)速電梯;能耗;對(duì)比
引言:
現(xiàn)在的城市中,高層建筑鱗次櫛比,電梯成為了使用頻率最高的特殊運(yùn)輸設(shè)備。特別是在公共場(chǎng)所,電梯的電能消耗量是非常高的,已經(jīng)超過(guò)了照明能源消耗和供水能源消耗。目前的高層建筑所安裝的電梯主要為交流雙速電梯和交流變頻調(diào)速電梯。交流雙速電梯在進(jìn)行電梯調(diào)速的時(shí)候,乘客能夠感受到速度的變化。這種電梯設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單,實(shí)用性能穩(wěn)定,價(jià)格也比較低[1]。但是,電梯要發(fā)揮節(jié)能的作用,就要對(duì)電梯進(jìn)行變頻改造。交流變頻調(diào)速電梯,在運(yùn)行中,就是采用了變頻調(diào)速的方法對(duì)電梯的運(yùn)行速度進(jìn)行轉(zhuǎn)換,在能源消耗上相對(duì)比較低。下面就針對(duì)流雙速電梯和交流變頻調(diào)速電梯的能源消耗情況進(jìn)行對(duì)比。
一、交流雙速電梯和交流變頻調(diào)速電梯拖動(dòng)方式的比較
關(guān)于電梯的拖動(dòng),在電流和電壓調(diào)整上經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段,起初是直流電壓運(yùn)行調(diào)整電梯運(yùn)行速度,之后是交流電壓、交流電壓運(yùn)行調(diào)整電梯運(yùn)行速度、交流變頻調(diào)壓調(diào)整電梯運(yùn)行速度、能量回饋式變頻調(diào)壓調(diào)整電梯運(yùn)行速度。現(xiàn)在的高層建筑所安裝的電梯主要為兩種,即交流雙速電梯和交流變頻調(diào)速電梯。
(一)交流雙速電梯所采用的拖動(dòng)方式
交流雙速電梯的運(yùn)行速度調(diào)節(jié),是通過(guò)快車?yán)@組與慢車?yán)@組之間相互切換對(duì)電梯的運(yùn)行速度進(jìn)行調(diào)整的,按照固定的幾個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)整電梯的運(yùn)行速度,屬于是有級(jí)調(diào)速。比如,交流雙速電梯運(yùn)行中,一般所設(shè)定的速度為啟動(dòng)速度、慢速、快速、慣性停車等等,操作簡(jiǎn)單,以開環(huán)的方式對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制,不僅設(shè)計(jì)線路簡(jiǎn)單,而且造價(jià)也很低[2]。但是,技術(shù)上存在不完善之處,主要體現(xiàn)為乘坐交流雙速電梯的舒適度不夠,平層精度和運(yùn)行效率都比較低,能源消耗量也比較大。通常額度速度不可以超過(guò)每秒1米。
(二)交流變頻調(diào)速電梯所采用的拖動(dòng)方式
交流頻調(diào)速電梯所采用的是三相電源,變頻電壓采用變頻器完成,之后傳輸?shù)诫妱?dòng)機(jī)中。隨著電源的頻率發(fā)生改變,交流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)就發(fā)生了改變,從有級(jí)調(diào)速轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)極調(diào)速。如果變頻的幅度比較大,速度調(diào)整的范圍也會(huì)很大。由于采用了變頻技術(shù),交流變頻調(diào)速電梯的平層精度相對(duì)較高,也具有很高的運(yùn)行效率,乘坐電梯也比較舒適,而且還具有節(jié)約能源的效果。現(xiàn)代的高層建筑物所安裝的電梯普遍采用了變頻變壓調(diào)整電梯運(yùn)行速度的方式。
二、變頻器所發(fā)揮的作用
目前市面上有多種變頻器,電梯上所安裝的是專用的變頻控制系統(tǒng),對(duì)電梯和電機(jī)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行一體化控制。這種變頻器采用了先進(jìn)的智能化技術(shù),主要包括變頻器和編程控制板所構(gòu)成的一體化控制器、電梯顯示控制器、電梯轎頂?shù)目刂瓢逡约半娞蒉I廂內(nèi)的指令板等。當(dāng)變頻控制器處于運(yùn)行狀態(tài),就需要調(diào)動(dòng)多種技術(shù),諸如計(jì)算機(jī)技術(shù)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、智能控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)等,所有的這些技術(shù)集成化、一體化運(yùn)行,基于距離控制完成電梯的停靠、安全隱患識(shí)別和緊急救援等,變頻控制器發(fā)揮著控制作用的同時(shí),還會(huì)使電機(jī)性能得以充分發(fā)揮,使得電梯在運(yùn)行中更具有舒適感[3]。電梯一體化變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,接線數(shù)量少,不僅運(yùn)行成本低,而且電梯的安全穩(wěn)定性相對(duì)較高。
三、交流雙速電梯和交流變頻調(diào)速電梯能源消耗比較
比較交流雙速電梯和交流變頻調(diào)速電梯,后者的能源消耗是比較少的。之所以交流雙速電梯的能源消耗量大,是由于啟動(dòng)電流相對(duì)較大;無(wú)論是空載上行,還是重載下行,都需要消耗能源。具體如下。
(一)交流雙速電梯的啟動(dòng)電流相對(duì)較大
交流雙速電梯的啟動(dòng)電流相對(duì)較大,能源消耗量也自然會(huì)非常大。交流雙速電梯所采用的啟動(dòng)方式通過(guò)直接啟動(dòng),啟動(dòng)過(guò)程中就會(huì)有大量的能源消耗。交流變頻調(diào)速電梯在啟動(dòng)的時(shí)候,所采用的是通過(guò)變頻器調(diào)整電梯運(yùn)行速度,之后啟動(dòng),可以使得啟動(dòng)電流更為平穩(wěn)一些,啟動(dòng)時(shí)所消耗的能量也會(huì)非常少。中國(guó)城市化發(fā)展,大量的人口涌入到城市中,導(dǎo)致城市人口密度非常大,電梯頻繁使用,啟動(dòng)的頻率也相對(duì)較高。如果高層建筑所安裝的是交流雙速電梯,就必然會(huì)消耗大量的電能,導(dǎo)致能源浪費(fèi)。
(二)交流雙速電梯空載上行和重載下行都消耗能源
交流雙速電梯運(yùn)行的過(guò)程中,只要電梯處于運(yùn)行狀態(tài),交流電動(dòng)機(jī)就要發(fā)電,但是交流雙速電梯所安裝的電動(dòng)機(jī)不能夠逆向發(fā)電,就會(huì)導(dǎo)致交流雙速電梯無(wú)論是空載上行,還是重載下行,都需要消耗能源[4]。交流變頻調(diào)速電梯則不同,這種電梯所安裝的電梯無(wú)論是空載上行,還是重載下行,都能夠持續(xù)發(fā)電,因此不會(huì)消耗大量的電能。現(xiàn)在安裝的電梯應(yīng)用了電能反饋技術(shù),電動(dòng)機(jī)發(fā)電過(guò)程中,能夠?qū)l(fā)電狀態(tài)傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上,從而使得電梯運(yùn)行的過(guò)程中,不僅不會(huì)消耗電能,而且還起到了發(fā)電的作用,因此交流變頻調(diào)速電梯具有節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的作用。
結(jié)束語(yǔ):
綜上所述,交流雙速電梯與交流變頻調(diào)速電梯相比較,交流雙速電梯不僅能源消耗高,而且運(yùn)行的舒適度不夠;交流變頻調(diào)速電梯的能源消耗低,而且運(yùn)行具有較高的舒適度。存在這種明顯差別的主要原因在于,交流變頻調(diào)速電梯再啟動(dòng)的時(shí)候不會(huì)消耗大量的電流,而且電梯運(yùn)行的過(guò)程中,電動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)電。因此,交流變頻調(diào)速電梯更值得推廣以發(fā)揮其價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
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[2]張懷繼.交流雙速電梯變頻驅(qū)動(dòng)節(jié)能改造實(shí)踐[J].現(xiàn)代物業(yè)(新建設(shè)),2012,11(08):46―47.
篇8
論文關(guān)鍵詞:變頻器調(diào)速技術(shù),節(jié)能
在生產(chǎn)企業(yè)中,風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛;其電能消耗和諸如閥門、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護(hù)、維修費(fèi)用占到生產(chǎn)成本的7%~25%,是一筆不小的生產(chǎn)費(fèi)用開支。隨著經(jīng)濟(jì)改革的不斷深入,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇;節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一.而八十年代初發(fā)展起來(lái)的變頻調(diào)速技術(shù),正是順應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化發(fā)展的要求,開創(chuàng)了一個(gè)全新的智能電機(jī)時(shí)代。一改普通電動(dòng)機(jī)只能以定速方式運(yùn)行的陳舊模式,使得電動(dòng)機(jī)及其拖動(dòng)負(fù)載在無(wú)須任何改動(dòng)的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出期刊網(wǎng),從而降低電機(jī)功耗達(dá)到系統(tǒng)高效運(yùn)行的目的。八十年代末,該技術(shù)引入我國(guó)并得到推廣。現(xiàn)已在電力、冶金、石油、化工、造紙、食品、紡織等多種行業(yè)的電機(jī)傳動(dòng)設(shè)備中得到實(shí)際應(yīng)用。目前,變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)的一個(gè)主要發(fā)展方向。卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果,改善現(xiàn)有設(shè)備的運(yùn)行工況,提高系統(tǒng)的安全可靠性和設(shè)備利用率,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等優(yōu)點(diǎn)隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大而得到充分的體現(xiàn)。
二、綜述
通常在工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品加工制造業(yè)中風(fēng)機(jī)設(shè)備主要用于鍋爐燃燒系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等場(chǎng)合,根據(jù)生產(chǎn)需要對(duì)爐膛壓力、風(fēng)速、風(fēng)量、溫度等指標(biāo)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)以適應(yīng)工藝要求和運(yùn)行工況。而最常用的控制手段則是調(diào)節(jié)風(fēng)門、擋板開度的大小來(lái)調(diào)整受控對(duì)象。這樣,不論生產(chǎn)的需求大小,風(fēng)機(jī)都要全速運(yùn)轉(zhuǎn),而運(yùn)行工況的變化則使得能量以風(fēng)門、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。在生產(chǎn)過(guò)程中,不僅控制精度受到限制,而且還造成大量的能源浪費(fèi)和設(shè)備損耗。從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加,設(shè)備使用壽命縮短,設(shè)備維護(hù)、維修費(fèi)用高居不下。泵類設(shè)備在生產(chǎn)領(lǐng)域同樣有著廣闊的應(yīng)用空間,提水泵站、水池儲(chǔ)罐給排系統(tǒng)、工業(yè)水(油)循環(huán)系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)均使用離心泵、軸流泵、齒輪泵、柱塞泵等設(shè)備。而且期刊網(wǎng),根據(jù)不同的生產(chǎn)需求往往采用調(diào)整閥、回流閥、截止閥等節(jié)流設(shè)備進(jìn)行流量、壓力、水位等信號(hào)的控制。這樣,不僅造成大量的能源浪費(fèi),管路、閥門等密封性能的破壞;還加速了泵腔、閥體的磨損和汽蝕,嚴(yán)重時(shí)損壞設(shè)備、影響生產(chǎn)、危及產(chǎn)品質(zhì)量。風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的方式運(yùn)行,存在啟動(dòng)電流大、機(jī)械沖擊、電氣保護(hù)特性差等缺點(diǎn)。不僅影響設(shè)備使用壽命,而且當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)機(jī)械故障時(shí)不能瞬間動(dòng)作保護(hù)設(shè)備,時(shí)常出現(xiàn)泵損壞同時(shí)電機(jī)也被燒毀的現(xiàn)象。近年來(lái),出于節(jié)能的迫切需要和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的要求,加之采用變頻調(diào)速器(簡(jiǎn)稱變頻器)易操作、免維護(hù)、控制精度高,并可以實(shí)現(xiàn)高功能化等特點(diǎn);因而采用變頻器驅(qū)動(dòng)的方案開始逐步取代風(fēng)門、擋板、閥門的控制方案。變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系:n=60f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù));通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù),電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。
三、節(jié)能分析
通過(guò)流體力學(xué)的基本定律可知:風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載,其轉(zhuǎn)速n與流量Q,壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系:Q∝n,H∝n2期刊網(wǎng),P∝n3;即,流量與轉(zhuǎn)速成正比,壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。
篇9
這本書進(jìn)一步探討了全球范圍內(nèi)有待研究的新課題,并解釋了現(xiàn)有的挑戰(zhàn)和可供選擇的方法,介紹了電能轉(zhuǎn)換、配電和可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)、標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)劃。本書將推進(jìn)國(guó)際電力電子技術(shù)在可再生能源、運(yùn)輸和工業(yè)應(yīng)用中的發(fā)展,可以為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界在能源轉(zhuǎn)換和分布式發(fā)電配電等方向補(bǔ)充相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。
本書共分24章:1.能源、全球變暖以及電力電子在本世紀(jì)的發(fā)展;2.當(dāng)今能源問題帶來(lái)的挑戰(zhàn)和電力電子學(xué)在解決這些問題過(guò)程中的貢獻(xiàn);3.分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)的基本概念和技術(shù);4.功率半導(dǎo)體的最新發(fā)展;5.一種應(yīng)用在可再生能源和能量傳輸方向的新型變頻器:AC母線全功能變頻器;6.風(fēng)電行業(yè)中的電力電子;7.光伏發(fā)電系統(tǒng);8.可再生能源系統(tǒng)的控制方法;9.小型、中型可再生能源系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制;10.雙饋異步電機(jī)的特點(diǎn)和控制;11.交-直-交變頻器在分布式發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用;12.多電化飛機(jī)中的電力電子設(shè)備;13.電動(dòng)汽車和插電混合式汽車;14.多電平變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和應(yīng)用;15.矩陣式變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制;16.功率因數(shù)校正器;17.有源電力濾波器;18.一種多功能新型仿真工具:電力電子硬件仿真環(huán)境;19.電機(jī)的模型和調(diào)速;20.電流源型變頻器在電力驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用;21.共模電壓和軸漏電流產(chǎn)生的原因、危害和防治;22.大功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用實(shí)例;23.單相電網(wǎng)側(cè)變頻器的控制;24.阻抗源變頻器。
本書作者AbuRub博士是美國(guó)德州農(nóng)機(jī)大學(xué)教授,他的主要研究方向是能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng),包括可再生能源和機(jī)電系統(tǒng)。他已經(jīng)發(fā)表了200余篇期刊和會(huì)議論文,出版了4本專著,并在多個(gè)國(guó)際刊物中任編委,如IEEE可持續(xù)發(fā)展能源期刊。他目前正管理著多個(gè)與可再生能源發(fā)電相關(guān)的項(xiàng)目。
本書可以作為可再生能源系統(tǒng)工程人員的應(yīng)用手冊(cè),也可以作為電氣工程專業(yè)學(xué)生和研究者的參考書。
篇10
關(guān)鍵詞:電氣控制,絞車,拖體
一. 拖體絞車功能設(shè)計(jì)需求
在拖曳式多參數(shù)剖面測(cè)量系統(tǒng)的定型研制中,為滿足系統(tǒng)整體小型化安裝和使用的需要,拖體絞車采用了雙層導(dǎo)流套排纜的設(shè)計(jì)方式,提出了對(duì)絞車實(shí)時(shí)的張力、纜長(zhǎng)和纜速等信號(hào)進(jìn)行的測(cè)量顯示的要求,并要提供和上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信功能,以便系統(tǒng)總控軟件對(duì)絞車的狀態(tài)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集。本電氣控制設(shè)計(jì)主要通過(guò)PLC的模塊化功能設(shè)計(jì),保證了絞車所需功能的實(shí)現(xiàn)。
二. 絞車的基本電氣控制特性
拖體絞車采用了SEW變頻電機(jī)和變頻控制器。SEW電機(jī)具有變速穩(wěn)定、噪聲小、體積緊湊等優(yōu)點(diǎn),特別是減速機(jī)的工藝水平和齊全的型號(hào)滿足了多領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
在電氣控制功能方面,SEW電機(jī)可以采用專用的變頻器控制,也可采用第三方的變頻控制設(shè)備。SEW的變頻器附帶有專用的配置軟件,多樣的控制連接總線,便于構(gòu)成多電機(jī)系統(tǒng)或者復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。絞車電機(jī)的工作參數(shù)可以通過(guò)變頻器擴(kuò)展面板或者上位機(jī)的配置軟件來(lái)連線進(jìn)行。
根據(jù)絞車工作基本需求,在絞車控制柜面板上設(shè)置正、反轉(zhuǎn),變速調(diào)節(jié),緊急停車等控制按鈕,另外根據(jù)人性化的工作需要,對(duì)電源連接和系統(tǒng)功能正常設(shè)置監(jiān)視燈,以便于操作人員及時(shí)了解絞車的工作狀態(tài),分析解除系統(tǒng)故障。
三. 絞車的擴(kuò)展電氣控制功能
絞車設(shè)備中為采集收放纜長(zhǎng)度以及拖纜所受張力的信息,添加了纜長(zhǎng)測(cè)試單元和力傳感器。針對(duì)絞車的雙層排纜結(jié)構(gòu)和力傳感器安裝特性,傳感器數(shù)據(jù)的修正和放纜狀態(tài)相互關(guān)聯(lián)。由此設(shè)計(jì)了纜長(zhǎng)和張力的采集和自動(dòng)修正程序,保證了絞車參數(shù)的準(zhǔn)確可靠性,滿足設(shè)備正常工作需要。
1、纜長(zhǎng)和纜速測(cè)量
纜長(zhǎng)測(cè)量是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈位信號(hào)換算而得。在電機(jī)上安裝了編碼器,能隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況產(chǎn)生脈沖信號(hào),PLC中的計(jì)數(shù)單元對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)處理,換算出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)對(duì)應(yīng)的走纜長(zhǎng)度。
纜速的測(cè)量的是根據(jù)定時(shí)間隔算得的纜長(zhǎng)變化量,通過(guò)PLC的間接計(jì)算獲得。
這其中,由于絞車采用了雙層排纜技術(shù),兩層排纜卷筒的直徑有較大差異,需要在排纜卷筒切換前后,更替纜長(zhǎng)計(jì)算的參數(shù),保證獲得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。在實(shí)際設(shè)計(jì)中采用了固定纜長(zhǎng)自動(dòng)切換和手動(dòng)纜長(zhǎng)切換兩種方式,在絞車?yán)|長(zhǎng)切換位置基本不變的情況下,在固定的纜長(zhǎng)位置切換計(jì)算參數(shù),自動(dòng)獲得纜長(zhǎng)和纜速信息,而在絞車?yán)|長(zhǎng)切換位置存在較大誤差時(shí),允許手動(dòng)修正排纜切換點(diǎn),保證誤差的及時(shí)消除。
2、張力測(cè)量
在絞車卷筒出纜位置和前端導(dǎo)纜輪之間添加了固定位置的測(cè)力輪,測(cè)力輪的軸直接采用了一個(gè)力負(fù)載傳感器,通過(guò)配套的后置放大電路,將信號(hào)以電平方式傳給PLC的AD轉(zhuǎn)換單元,從而獲得張力信號(hào)。
張力測(cè)力輪的安裝方式和張力的修正密切相關(guān)。張力的準(zhǔn)確修正需在傳感器安裝固定以后,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試實(shí)際拖纜張力和傳感器測(cè)得的法向應(yīng)力,比較相互間關(guān)系,通過(guò)插值擬合獲得準(zhǔn)確的修正公式。絞車排纜卷筒的直徑變化,也會(huì)使修正公式發(fā)生變化,在實(shí)際應(yīng)用中要對(duì)不同卷筒分別進(jìn)行張力擬合,還需和纜長(zhǎng)換算一樣,同步卷筒的切換狀態(tài),實(shí)現(xiàn)張力修正公式的自動(dòng)切換。
3、顯控通信功能
為使絞車操作人員及時(shí)獲得絞車收放纜過(guò)程的狀態(tài),通過(guò)在控制臺(tái)面板上添加觸摸顯示屏將PLC獲得的纜長(zhǎng)、纜速及張力信號(hào)及時(shí)反饋給操作人員。通過(guò)在PLC上添加通信單元,將信號(hào)數(shù)據(jù)以485方式傳送給遠(yuǎn)端的上位機(jī),來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和信息保存。
四. 絞車電氣設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
在絞車的實(shí)際加工生產(chǎn)和調(diào)試過(guò)程中,結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)和測(cè)試條件,對(duì)絞車的各項(xiàng)設(shè)計(jì)功能進(jìn)行了及時(shí)的調(diào)整和改進(jìn),不僅保證了產(chǎn)品更好的質(zhì)量和性能,并且獲得了許多有益的設(shè)計(jì)心得和經(jīng)驗(yàn)。
1、系統(tǒng)的選型
本套設(shè)計(jì)方案的實(shí)施,選用了三菱公司的PLC產(chǎn)品。三菱PLC在中國(guó)市場(chǎng)上得到非常廣泛的應(yīng)用,產(chǎn)品的眾多系列品種保證了整套電氣設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)便利性和靈活性,對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能擴(kuò)展和可靠性保證起到了很好的保障作用。
2、PLC編程的方法
絞車的擴(kuò)展功能多利用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn),在PLC的算法設(shè)計(jì)上類似于單片機(jī)的底層編程方式,需要對(duì)PLC的硬件性能和工作特殊方式較深入的了解,在算法的實(shí)現(xiàn)上要更多考慮到系統(tǒng)優(yōu)化。如在纜速的換算過(guò)程中,由于要在更新速率和顯示精度上達(dá)到匹配協(xié)調(diào),需要充分了解計(jì)算單元的精度位數(shù),實(shí)際問題出現(xiàn)的數(shù)據(jù)范圍,調(diào)整計(jì)算次序來(lái)保證運(yùn)算精度。
3、張力換算方法
準(zhǔn)確的進(jìn)行張力測(cè)量是一個(gè)程序復(fù)雜,實(shí)踐性強(qiáng)的問題。要獲得準(zhǔn)確的張力,不僅要有好的傳感器,還要有好的設(shè)計(jì)安裝,最后還需要有一個(gè)細(xì)致的測(cè)試修正過(guò)程。在本絞車設(shè)計(jì)中,張力傳感器采用瑞士的LB系列軸應(yīng)力傳感器,該傳感器本身具有良好的線性精度設(shè)計(jì),應(yīng)力變化的準(zhǔn)確性非常高。絞車的張力測(cè)量設(shè)計(jì)采用了纜對(duì)壓力輪法向壓力的方式,通過(guò)設(shè)計(jì)的定角度安裝位置,保證了對(duì)纜張力轉(zhuǎn)化參數(shù)的一致性。在后期的張力校準(zhǔn)調(diào)試中,對(duì)兩層卷筒分別進(jìn)行了多工作位置,多導(dǎo)向輪角度的工作張力測(cè)試,最后獲得的擬合公式僅采用一次多項(xiàng)式就達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)提出的±10%測(cè)量值誤差的精度。
五. 絞車電氣設(shè)計(jì)的改進(jìn)提高
雙層導(dǎo)流套排纜絞車的設(shè)計(jì)是拖體絞車的創(chuàng)新設(shè)計(jì),在這第一次設(shè)計(jì)中難免存在不盡完善的地方。作為電氣控制設(shè)計(jì)部分能夠改進(jìn)和提高之處有很多。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
l電氣接插件的選型和改進(jìn)
絞車電氣由于初次設(shè)計(jì),對(duì)于配套成熟產(chǎn)品的選型方面了解得不夠深入,選用的電氣、信號(hào)接插電纜都限于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接,這樣在絞車的電纜拆裝方面有不夠方便簡(jiǎn)潔的問題。絞車電機(jī)本身的控制電纜就有四組:電源三相進(jìn)線、電機(jī)控制的三相線、剎車控制線、風(fēng)機(jī)三相線,外加傳感器的編碼器線和張力傳感器線,以及和遠(yuǎn)端通信的信號(hào)線,堆在控制柜后的電纜就密密匝匝。在安裝和拆卸時(shí)不僅繁瑣,而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。如果采用了合適的接插設(shè)備,不僅在安裝上簡(jiǎn)便、安全,而且外觀上也整齊大方。在產(chǎn)品的專業(yè)性上就顯得更為到家。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
l軟件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化
基于PLC的軟件設(shè)計(jì),專一性比較強(qiáng),程序的優(yōu)化提高的需要有一定時(shí)間的應(yīng)用熟練和磨合提高。同樣功能的軟件,在代碼上的優(yōu)化,小則提高運(yùn)行的速度和效率,大則可以避免出現(xiàn)bug和系統(tǒng)錯(cuò)誤的危險(xiǎn)。要開發(fā)出人機(jī)界面友好,簡(jiǎn)潔易用的軟件也需要多了解真實(shí)工作中操作習(xí)慣和安全規(guī)范,絞車軟件的完善提高也需要經(jīng)歷這樣一個(gè)應(yīng)用-反饋-改進(jìn)的過(guò)程。
l控制功能方式的改型和提高
絞車的電氣控制功能有很多可以提升和變通改進(jìn)的地方,通過(guò)本型絞車電氣功能的設(shè)計(jì),在將來(lái)的絞車電氣控制設(shè)計(jì)中可以有更多的發(fā)揮應(yīng)用。比如通過(guò)遠(yuǎn)端連線和監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)操控人員的遠(yuǎn)程絞車收放,通過(guò)無(wú)線控制設(shè)備的添加,可以滿足操控人員靈活換位等等。如同軟件設(shè)計(jì),控制方式的搭配變化也可以孕育出滿足不同類型需要的控制功能,使得產(chǎn)品有更廣闊的市場(chǎng)空間。
參考文獻(xiàn):
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