烧结主抽风机变频改造技术应用

《烧结主抽风机变频改造技术应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据群}学

2、

3、擞一术烧结主抽风机变频改造技术应用刘虎(首钢长治钢铁有限公司山西·长治046031)摘要通过对首钢长钢烧结厂主抽风机同步电机变频改造技术讨论，介绍同步电机相关变频改造设计方案及技术难点，为大功率同步电机变频技术推广提供参考和借鉴。关键词同步电机交频改造节电应用中图分类号：TM921．51文献标识码：A0前言目前由于钢铁行业产能过剩等因素，导致企业效益下滑，业内竞争日益激烈，如何在竞争中生存和发展，其中综合利用资源，降低一次能源消耗，走循环经济发展模式至关重要。钢铁企业是电力消耗大户，而其中烧结工

4、序耗电占10％以上。首钢长钢现有200平米烧结机2台，本次主要从烧结主抽风机的实际使用情况出发，对该系统的变频节电情况进行分析，提出方案设计和节能效益分析。。l烧结主抽风机运行情况烧结主抽风机共有4台，运行工况基本相同；电机为有刷励磁同步电机；电机与风机之间软连接；风机的流量通过风门加以调节。根据现场记录数据，风机全年运行8000小时以上，在90％流量工作时间20％；80％流量工作时间为80％。电机数据如下：I额定电压额定功率额定电流实际电流功率额定转速／实风门开度因数际转速110KV4伽憾W266A208A0．

5、981500转／分80．902变频节电原理及技术难点2．1节电原理离心风机是一种平方转炬负载，其转速n与流量Q、风压H及风机的轴功率N的关系如下式所示：Q!：翌!旦Lf丛、：坐Lf丛、，Q2撑2爿2、”2Jv2、”27本文主要讨论通过配置变频调速器后，对风压进行恒定PID控制，通过调节电机转速，匹配不断变化的负载需求，从而实现节电，同时可以降低机械应力和磨损，并提高设备的可靠性。2．2存在的技术难题目前，高压变频器主要应用于异步电机，而同步电机与异步电机在运行上的主要区别是同步电机在运行时．电枢电压矢量与转子磁极

6、位置之间的夹角必须在一定的范围之内，否则将导致系统失步。因此同步电机变频改造时，起动整步、运行励磁调节、同步电机灭磁等均是同步电机变频改造的关键问题。3改造方案设计技术人员对烧结主抽风机运行情况经过大量的理论分析、计算机仿真和物理系统实验，并进行多方的考察、调研，考虑到变频调速在交流电机调速领域中有调速范围宽、精度高、稳定性好、效率高、等优点，同事可通过交直交单元串联多电平方式提高整流设备的脉波数，减小网侧高次谐波，降低dv／dt、脉动转矩和di／dt。最终选用无速度传感器矢量控制、同步机高压变频调速系统，实现变

7、频调速节电，并解决同步电机起动整步等关键问题，以下将简要进行介绍。3．1变频器原理变频器是通过改变电机频率或电压来达到调速目的。在变频器启动前，要把风门开到最大，然后启动变频器；设备运行后应始终保持风门开度最大，通过变频器进行调节。系统原理是由3个高压隔离开关QS!、QS2和QS3和高压开关QF、电动机M组成(系统单线图如下)。在QS2和QS3之间安装机械互锁装置，禁止同时闭合。变频运行时，开关QS3断开，QSI和QS2闭合；工频运行时，开关QSl和QS2断开，QS3闭合。高压开关QF、电动机M为现场原有设备。3

8、．2同步电机变频改造难点解决3．2．1变频器起动整步问题因同步电机特殊的运行模式，用变频起动时需使用带励起动。在起动之初须经过适当的整步使电机进入稳定的同步状态；同时要选择合适的定、转子磁势大小和控制好各步骤间的切换。具体启动步骤和图示如下：(1)在变频器启动前，先由励磁系统给同步电机的励磁绕组一定的励磁电流。在电机转子上建立一定的磁场，完成励磁装置投励。(2)变频器再给同步电机的电枢绕组适当的电压，产生转子电流。此时，转子在定、转子间电磁力的作用下开始转动，电机起动。(3)变频器按照电机正常运行时的转动方向缓慢

9、旋转，随着同步电机转子的转动和定子磁场的旋转，电压矢量与转子磁极之间的角度经过少量有阻尼的震荡后，逐渐趋于一个较小的常量。至此，同步电机进入同步运行状态，整步过程完成。(4)变频器按照预先设定的加速度，逐渐加速到给定频率。此时，同步电机的转子角逐渐拉大到某一常值，然后电机转子磁极在定子磁场的吸引下逐渐加速至期望转速，同步电机起动过程完成。142一科教导刊r电子版J·2013年第九期f．中．J一万方数据住劬匙动弼m×成槭率纠迅3．2．2变频器运行时的励磁调节由于变频器具有调速功能，因此驱动同步电机时无需速度／位置传

10、感器的控制方法，且变频器得输出波形与控制异步电机时的波形相同，均为PWM波形，因此在驱动同步电机运行过程中，变频器相当于一个正弦电压源，无转矩脉动，有很高的可靠性。因为同步电机运行中的无功电流仅在电机和变频器之间流动，不进入外部电网，故不需要精确控制电机的励磁电流。通常可在同步电机正常运行的工况下，通过手动调节电机的励磁电流，达到变频器电流输出最小，功率因数逐渐接近l，然