对于交流异步电机的转速调节,通常有变极调速、变频调速 、改变转差率调速。在变频设备制造尚未成熟与推广前.三相绕线式异步机的启动、调速大多采用转子回路外接电阻.通过改变转差率来调速。所在厂的新钢 1# 、 2# 、 3# 、 4# 高 i 炉上料主卷扬机,就是采用转子串电阻调速。这种调速方式有以下缺点:首先。启动电流大。对于上料卷扬 yzr355rl1 — 10 110kv 电机.电流为 550a 。因启动电流大,造成电气设备加速老化。故障增多,维修费用增加。
启动电流冲击还造成减速机高速挡齿轮磨损加速.机械接手并帽松动,电机轴丝口磨毛,料车刹不住车,造成料车翻车事故。高炉常被迫休风检修。其次.调速比低,调速范围窄。其三。制动电阻消耗大量电能,转子电流通过调速电阻消耗电能高达 12 万 kwh /年。高炉上料主卷扬实际上要求调速范围要宽.当料车快到炉顶时,要求料车慢行,进入副轨时电机运行在再生发电制动.使料车顺利倾料。由于料车在接近副轨时,处于高速运行状态,在运行至副轨时,由于惯性极易造成掉道、挂车。
随着变频器技术成熟.通过调速方案的比较.我厂四座 300m3 高炉采用富士公司 frenic 5000g 9s160kw 型变频器作主卷扬电机的调速控制单元。经过近 8 年应用.总结变频器应用于上料卷扬上具有以下优点:启动冲击少、调速范围宽、停车准确、省电、完全能满足工艺要求。 8 年的使用.从未出现变频器本身故障。
更有突出的表现: 3# 、 4# 高炉为了提高上料速度,高炉主卷扬电机最高位运行频率已达 58hz 。由于电机提速而满足了生铁高炉高产量的要求。
一、系统构成基本电路框图 。
绕线式异步电动机转子回路在碳刷架处将转子三相短接。 n 、 p 接制动单元。 1z 、 1f 来自 plc 输出点。控制电动机正反转。 23ca 、 24ca 正反转打车。 x1 、 x2 、 x3 处接多步减速控制。由 plc 和主令开关共同控制。制动单元作用为吸收电动机减速反馈电压,以防变频器过压。多步速度排列组合见附表。
二、参数设定参数设定对变频器稳定运行至关重要。有些参数要根据工艺要求反复调整,达到运行稳定,保护可靠。
g9s 变频器通过入机对话面板键盘设定参数。操作方法设定由 fwd 或 rev 端子命令信号操作。最高频率设定 58hz( 已提速 160%) 。基本频率设定工频 50hz 。加速时间设定 7s 。减速时间由 x1 、 x2 、 x3 组成多步减速,由 58hz 减到 30hz 维持 3s .再减速到 15hz 。由 15hz 低速运行到炉顶受料斗边副轨。频率限制上限 58hz .下限 0hz 。电机极数设定 10 极,额定电压 380v 。
三、调速过程分析异步电动机的转速 n= 60f 1(1-s) / p .式中 p 为电机极对数。 n 正比于供电频率 f1 .若平滑地改变 f1 .则可平滑地调节 n 。为保证电机在频率变化时有过载能力.选定用恒转矩调速。对于恒转矩调速。要求:定子电压/定子频率 = 常数。其机械特性曲线如图 2 所示。变频器控制的电动机所拖动的料车的负载曲线如图 3 。通过调整变频器加减速时间,以满足电动机拖动负载要求 。
对电动机按梯形图进行控制。开始时料车在 5 秒钟之内加速达到最高频率 58hz 。以 58hz 稳定运行 34 秒.已接近炉顶,需要下降转速。我们设定 58hz 在 2 秒内减到 30hz .后维持运行 3 秒.再减速至 15hz .又维持运行 7 秒到副轨.受主令控制到位停车。
四、存在问题及解决办法变频器安装使用初期遇到了以下几个问题:首先是料车一启动.抱闸也同时打开.由于电动机启动力矩小于负载所需转矩.造成料车下滑.另一部料车往上冲,掉道挂车。这种异常现象与料车拉的负荷种类有关,不是经常出现。但在拉废铁时易出现。采取反转矩调大加以解决。其次,在减速时出现过压保护。原因为减速阶段反馈电能使系统过压.采取提高制动电压吸收值办法解决。三是液压抱闸打开和变频器开通受 plc 两对点分别控制,出现变频器未开通。而抱闸已打开现象。后采取 plc 控制变频器,变频器控制液压抱闸的方式,解决了这个问题。
五、结束语新钢 1# 、 2# 、 3# 、 4# 高炉主卷扬机由电阻调速改为变频调速,能完全满足炼铁生产工艺要求。运行稳定.维修量少,节能降耗.取得了显著的经济效益。经测算仅减少掉道翻车产生效益年达 260 万元.一年节约维修费 10 万元.一年节约电费 9 万元.直接经济效益 279 万元。这样一年即可收回全部投资.且有盈余。
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