西门子调速装置在炼铁生产中的应用

2019-03-10 13:41 | 作者:超超 |

变频调速技术是一种改变交流电机供电频率的技术,达到交流电机调速的目的。电动机的范围很广,有直流电动机和交流电动机。由于直流电机速度调节易于实现且性能良好,因此在过去,生产机器的速度控制使用直流电动机。然而,直流电动机的固有缺点是,由于使用直流电源,其滑环和碳刷经常被更换,这既费时又费力,而且成本高,这带来了很多麻烦。对人民来说。因此,希望能够像直流电动机那样调节简单,可靠且廉价的笼型交流电动机。直到20世纪80年代,由于电力电子,微电子和信息技术的发展,出现了变频调速技术。其外观以其优异的性能,甚至直流电机调速系统逐渐取代其他交流电机调速方式,成为电驱动的中心。介绍了西门子全数字直流交流调速装置6ra70系列的技术特点和工作原理,并从炼铁高炉上交直流调速装置的应用原理,维护和调试入手,对两者进行了探讨。在炼铁生产中。利弊和前景。

关键词直流电动机;交流电机;电压调节;频率控制

1直流电机工作

西门子调速装置在炼铁生产中的应用

1.1直流电动机由两部分组成:转子和定子。通过将励磁绕组缠绕在定子极上形成定子(这里不讨论“永磁直流电动机”);通过将电枢绕组嵌入转子铁芯(用于形成磁路)形成转子。定子绕组和转子绕组都提供直流电。由两个电流产生的磁场相互作用以使转子旋转。

n和s是由定子励磁绕组产生的磁极。电刷a连接到DC电源的正极,电刷b连接到DC电源的负极。因此,电流总是从电刷a流过转子(也称为电枢)绕组有效边缘ab然后从有效边缘cd流出,最后通过电刷绕出电枢绕组有效边缘ab和cd在磁场中流动定子励磁绕组产生的磁场根据左手定律,电磁力产生的转矩被推动,电枢将沿顺时针方向转动。当电枢旋转180°时,电枢绕组的ab侧和cd侧互换。由于与其连接的换向器片也旋转,每侧的电流方向也会改变。这是换向器的换向。原则。利用这种换向原理,当电枢绕组的侧面到达相同的磁极时,获得相同的电流方向,使得电动机产生固定的电磁转矩方向,并且驱动电枢继续沿顺时针方向旋转,从而往复运动。这就是直流电机的工作原理。实际的电动机具有多组电枢绕组,每组电枢绕组具有一对换向器片,它们形成换向器。

总之,直流电动机的结构具有以下两个特征:(1)定子励磁电路和电枢供电电路基本上彼此独立,并且可以单独调节。

(2)两个磁场(由定子激励电路产生的主磁场和由电枢供电电路产生的电枢磁场)彼此垂直。

这就是直流电机具有出色的调速性能的原因。

1.2直流电机调速

电压调节

当负载转矩t和磁通量φ恒定时,降低电枢电压ua可以降低转速n,从而获得一系列平行的机械特性。但是,速度只能在低于额定电压的情况下调整。本实用新型速度可调节平稳,控制方便,机械特性坚硬,稳定性好,调速范围大,可达6~10倍。

弱磁速度超过额定速度

当负载转矩t和电枢电压ua恒定时,磁通量φ减弱(通过调节与励磁绕组串联的可变电阻器rf,如果电阻rf增加,激励电流if减小,并且磁性通量φ也跟随。衰减)可以使速度n高于额定速度,并获得一系列陡峭和非平行的机械特性,但仍然是一个很难的特性,它具有调速平稳,控制方便的优点。 ;虽然机械特性不受电压调节的调节。机械特性很硬,但它也是一条小斜率的直线。它仍然是一个更难的特征,并具有更好的稳定性。有一定的调速范围,专门开发的弱磁加速电机速度范围可达3~。 4次。

2交流电机变频控制技术

由半导体功率电子器件,50(或60)hz交流电流组成的变频器被转换成交流电频率,并提供给交流电动机以改变交流电动机的运行速度,这被称为交流电动机的变频调速。技术。变频调速技术的原理很简单,但很难实现。经过100多年的艰苦探索,直到20世纪80年代,随着大功率电力电子器件的发展,变频调速技术才能得到迅速发展和成熟。如今,凭借其高效的阻力性能和良好的控制特性,它已广泛应用于各种工业领域。在交流电动机变频调速技术的发展过程中,我们可以看到理论与实践的相互促进和共同发展的美好发展。

2.1交流电机变频器类型

根据转换链路,它分为两类:AC-DC-AC,AC-AC。变频器根据其变频原理分为直接变频和间接变频;直接变频是AC-AC变频。 AC-AC逆变器直接将固定频率的交流电转换为交流电,频率连续可调。主要优点是没有中间环节,因此转换效率很高。然而,其连续可调的频率范围很窄,一般小于额定频率的1/2,因此它主要用于低速和大容量拖曳系统。

间接频率转换是AC-DC-AC。间接频率转换是指交流电通过整流器后转换为直流的交流电,然后由逆变器调制到可调频率。 AC-DC-AC逆变器由整流器,中间滤波器和逆变器组成。整流器为三相桥式整流电路,其功能是将恒压和恒频交流电转换为可调直流电,然后作为逆变器的直流电源;中间滤波器由电抗器或电容器组成,其功能是对整流电压或电流进行滤波;逆变器也是一个三相桥式整流电路,但其功能与整流器的功能相反,后者将直流电转换(调制)成可调频率的交流电,这是逆变器的主要部分。AC-DC-AC逆变器分为两种类型,它们在整流器上是不同的,并且可以通过整流器和不受控制的整流来控制。

(1)带可控整流器的电压调节,带逆变器调频,电压调节和调频的AC-DC-AC逆变器分两个环节进行。这里,如果输入链路使用晶闸管相控整流器,则功率因数较低;如果输出链路使用三相六次逆变器,则输出电流具有大的谐波。

(2)由于无法控制整流和电压调节,脉宽调制变频器的变频器总是送到变频器。 AC-AC逆变器的脉宽调制逆变器使用全控制的电力电子设备来减少输出谐波。这种谐波降低的程度取决于脉冲宽度调制的开关频率,其受到器件的开关时间的限制。使用p-mosfet或igbt时,开关频率可达20khz以上,输出波形非常接近正弦波,因此也称为正弦脉冲调制逆变器(spwm),常用于通用型逆变器。

2.2通过过滤方法分类

滤波方法一般分为两种类型:电压型和电流型。

(1)电压型逆变器

在AC-DC-AC电压转换装置中,当中间DC链路被大电容器滤波时,DC电压波形相对直,在理想情况下,它可以相当于内部阻抗为零的恒压源。和输出AC电压是矩形波或阶梯波。这种类型的频率转换装置称为电压型逆变器。虽然一般的AC-AC变频装置不具有滤波电容器,但是电源的低阻抗使其具有电压源的特性,并且也是电压型逆变器。

(2)电流型逆变器

在AC-DC-AC电压转换装置中,当中间DC链路被大电感滤波时,DC电流波形相对直,因此电源的内部阻抗很大;对于负载,它基本上是电流源,输出交流电流是矩形波或阶梯波。这种类型的频率转换装置称为电流型逆变器。一些AC-AC变频器使用电抗器将输出电流强制为矩形波或阶梯波。它具有电流源的性质,并且它也是电流型逆变器。

变频调速技术的应用可分为两类:一类用于电机驱动速度调节;另一种是用于各种静态电源。变频器最典型的应用是电机驱动速度调节。电机交流变频调速技术以其出色的调速,起动和制动性能,高效率,高功率因数和显着的节电效果,可以改善工艺流程。工艺,提高生产质量,改善工作环境,促进技术进步,以及广泛的应用等,被公认为国内外最有前途的速度控制技术。

引用

[1]王庆芳,郭章清,焦洪贤等。变频调速在高炉提升进给控制系统中的应用[J]。河南冶金,2006(1)。

[2]陶莉,康树正。用于炼铁高炉葫芦的变频器[j]。电气时代,2004(10)。[3]陈博士,谢红明。交流传动系统的控制策略[J]。电工技术学报,2000(5)。

[4]广州智光电机有限公司zinvert系列高压变频调速系统培训教材[m]。



上一篇:东森平台:电力变压器的常见故障和诊断技术
下一篇:济宁市农机安全监管存在的问题及对策