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高壓變頻器的應(yīng)用

高壓變頻器的應(yīng)用

2008/9/17 13:42:00
        目前,大功率高壓異步電動機的主要調(diào)速方式有以下幾種:串級調(diào)速、內(nèi)反饋串級調(diào)速、液力耦合器調(diào)速及變頻調(diào)速等。

1.串級調(diào)速—優(yōu)點是可以回收轉(zhuǎn)差功率,所以調(diào)速效率比較高,但存在的問題也很多:它不適合于現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子繞線式異步電機,必須更換電機:不能實現(xiàn)軟啟動,啟動過程非常復(fù)雜;啟動電流大;調(diào)速范圍有限;響應(yīng)慢,不易實現(xiàn)閉環(huán)控制;功率因數(shù)和效率低,并隨著轉(zhuǎn)速的調(diào)低急劇下降;很難實現(xiàn)同PLCDCS等控制系統(tǒng)的配合,對提高裝置的整體自動化程度和實現(xiàn)優(yōu)化控制無益;同時因控制裝置比較復(fù)雜、諧波污染大對電網(wǎng)有較大干擾;進一步限制了它的使用,屬落后技術(shù)。

2.內(nèi)反饋串級調(diào)速—內(nèi)反饋串級調(diào)速是在串級調(diào)速基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它在普通繞線電動機的定子繞組(稱主繞組)同槽放置一套繞組(稱調(diào)節(jié)繞組)而制造成的內(nèi)反饋串級調(diào)速電機,將該電動機部分轉(zhuǎn)子能量取出以改變電動機用以產(chǎn)生拖動轉(zhuǎn)矩,使主繞組從電網(wǎng)吸收的能量下降來實現(xiàn)節(jié)能。優(yōu)點:具有串級調(diào)速的全部優(yōu)點,體積小。缺點:需更換專用電機,滑環(huán)處理不當容易出現(xiàn)事故;雖采用頻敏變阻器啟動,但啟動電流仍很大(3-4Ie),對電機和電網(wǎng)的沖擊很大,啟動復(fù)雜;調(diào)速范圍很??;輸入功率因數(shù)和效率低;電機側(cè)由于可控硅的逆變衍生出大量的高次諧波,對電機的絕緣造成老化,引起電機的轉(zhuǎn)矩脈動、附加發(fā)熱和噪聲污染,所以電纜要求加粗使用;電機喘振現(xiàn)象無法消除。仍屬于落后技術(shù)。

3.液力耦合器調(diào)速—屬低效調(diào)速方式,調(diào)速范圍有限,高速丟轉(zhuǎn)約5%-10%,低速轉(zhuǎn)差損耗大,最高可達額定功率的15%,因效率與轉(zhuǎn)速成正比,低速時效率極低,精度低、線性度差、響應(yīng)慢、啟動電流大、裝置大,必須加裝在設(shè)備和電機之間,不適合改造;無法軟啟動,耦合器故障時,無法切換運行,維護復(fù)雜、費用大,不能滿足提高裝置整體自動化水平的需要。

4.高壓變頻調(diào)速—由于應(yīng)用了先進的電力電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和高壓電氣、電機拖動等綜合性領(lǐng)域的學(xué)科技術(shù),因此具有其他調(diào)速方式無法比擬的優(yōu)點:
(1)變頻器采用液晶顯示數(shù)字界面,調(diào)整觸摸式面板,可隨時顯示電壓、電流、頻率、電機轉(zhuǎn)速,可非常直觀地顯示電機在任何時間的實時狀態(tài)。
(2)精確的頻率分辨率和高的調(diào)速精度,完全可以滿足各種生產(chǎn)工藝工況的需要。
(3)高壓
變頻器具有國際通用的外部接口,可以同可編程控制器(PLC)和工控機等各種表連接,并可以與原設(shè)備控制回路相連接,構(gòu)成部分閉環(huán)系統(tǒng),如與原DCS系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和聯(lián)鎖控制。
(4)具有電力電子保護和工業(yè)電氣保護功能,保證
變頻器和電機在正常運行和故障時安全可靠。
(5)電機可實現(xiàn)軟啟動、軟制動;啟動電流小,小于電機的額定電流;電機啟動的時間可連續(xù)可調(diào),減少了對電網(wǎng)的影響。
(6)具有就地和異地操作功能,另可通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能。
(7)減少配件損耗,延長設(shè)備使用壽命,提高勞動生產(chǎn)效率。
通過對幾種調(diào)速方式的比較,最終,大連小野田水泥廠決定采用高壓
變頻器對EP風(fēng)機進行改造,對比了國內(nèi)外的所有廠家,基于以下幾點原因,選用了利德華福生產(chǎn)的高壓變頻器
①國內(nèi)高壓
變頻器廠家中業(yè)績最多;
②系統(tǒng)運行穩(wěn)定;
③全中文界面顯示,適合國內(nèi)用戶;
④針對國內(nèi)用戶量身定做,盡量考慮國內(nèi)電網(wǎng)的綜合因素,在其可靠性,安全性方面有其獨到的技術(shù)優(yōu)勢;
⑤內(nèi)置
PLC,易于改變控制邏輯關(guān)系,適應(yīng)多變的現(xiàn)場需要。
旁路柜采用了一拖一手動方案。此結(jié)構(gòu)是手動旁路的典型方案,原理是由3個高壓隔離開關(guān)QS1、QS2和QS3組成(見圖1,其中QF為原高壓開關(guān)柜內(nèi)的斷路器)。要求QS2和QS3不能同時閉合,在機械上實現(xiàn)互鎖。變頻運行時,QS1和QS2閉合,QS3斷開;工頻運行時,QS3閉合,QS1和QS2斷開。
優(yōu)點是:在檢修高壓變頻器時,有明顯斷電點,能夠保證人身安全,同時也可手動使負載投入工頻電網(wǎng)運行等。

缺點:高壓
變頻器故障時,不能自動由變頻轉(zhuǎn)為工頻。
現(xiàn)場原有的水電阻裝置繼續(xù)保留,高壓
變頻器安裝后,與原有的水電阻二次回路結(jié)合,取高壓變頻器的變頻狀態(tài)信號(QS1,QS2閉合后輸出變頻狀態(tài)信號)送至水電阻二次回路,該信號有效后通過原有水電阻二次回路,直接短接電機轉(zhuǎn)子滑環(huán),切除水電阻裝置,由高壓變頻器對電機實現(xiàn)軟啟動;取高壓變頻器工頻旁路信號(QS3閉合后輸出工頻旁路狀態(tài)信號),該信號有效后通過原有水電阻二次回路,恢復(fù)高壓電機的串水電阻調(diào)速功能,以備高壓變頻器故障期間,用戶仍可以通過原有啟動回路啟動設(shè)備工頻運行。
變頻器工頻旁路原理圖>
 
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