电气自动化毕业论文变频技术在高炉供风系统中的应用.doc
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1、变频技术在高炉供风系统中的应用 变频技术在高炉供风系统中的应用口李华【摘要】随着钢铁行业的大规模化、集中化,高炉产能越来越大,大型高炉鼓风机启动方式向着软启动方式过渡。本文介绍了同步电动风机启动方式,并侧重分析了软启动技术在高炉鼓风机上的应用。【关键词】软启动;变频器;同步电动机;高炉鼓风机 毕业论文【作者单位】李华,邯钢集团邯宝公司能源中心热力车间一、同步电动机的启动方法同步电动机只有在定子旋转磁场与转子励磁磁场相对静止时,才能得到平均电磁转矩。如将静止的同步电动机加励磁后直接投入电网,这时定子旋转磁场与转子磁场问以同步转速作相对运动,转子受到交变的脉动转矩,其平均值为零,电机不能启动。所以
2、必须借助其他方式来启动。同步电动机常用的启动方法有以下三种:(一)辅助电机启动。通常选用和同步电动机极数相同的感应电动机(容量为主机的5一15)作为辅助电动机。先用辅助电动机将主机拖到接近同步转速,然后用自整步法将其投入电网,再切断辅助电动机电源。这种方法只适用于空载启动,而且所需设备多,操作复杂。(二)异步启动。同步电动机多数在转子上装有类似于感应电动机的笼型启动绕组(即阻尼绕组)。启动时,先把励磁绕组接到约为励磁绕组电阻值10倍的附加电阻,然后用感应电动机启动方法,将定子投入电网使之依靠异步转矩启动。当转速上升到接近同步转速时,再加入励磁电流,依靠同步电磁转矩将转子牵人同步。但是在启动过程
3、中附加电阻上有很大的能量损耗。(三)变频启动。此法实质上是改变定子旋转磁场转速利用同步转矩来启动。在启动开始时,转子加上励磁,定子电源的频率调得很低,然后逐步增加到额定频率,使转子的转速随着定子旋转磁场的转速而同步上升,直到额定转速。采用此法须有变频电源,而且励磁机与电动机必须是非同轴的,否则在最初转速很低时无法产生所需的励磁电压。二、高炉电动风机的软启动(一)同步电动机软启动原理。其中:OPs、3Ps分别为间接式、电磁式转子位置检测器。同步电动机软启动原理是采用交一直一交变频技术。变频设备为电流型,即在直流环节有一个较大电感的直流电抗器,既有滤波功能又能当逆变侧发生短路故障时,由于电抗器的存
4、在,电流不会发生突变。而电流调节器会迅速响应,使整流电路的晶闸管触发角后移,电流将被限制在安全范围内。由于电源采用三相桥式整流电路,逆变器输出电流的谐波成份很大,会引起电机额外的发热和转矩的脉动。另外变频装置还会产生较大的共模电压,进而影响电机的绝缘。为解决上面问题,该系统采用12脉冲整流技术。图1同步电动机软启动原理图在软启动过程中,还采用了直流脉动技术。同步电动机的转子中由于外加励磁电流,在转子转动时电机定子中将产生感应电势,当这个电势反向作用于逆变侧的晶闸管时,晶闸管会关断,利用这个电势就可实现逆变晶闸管的自然换相。但是在当电机转速很低时(例如5ne以下),电机的定子电势很低。不能使晶闸
5、管关断实现自然换相。为了解决这个问题,采用了直流脉动技术。也就是说电动机启动初期,电机转速低鹏期问,当逆变器的晶闸管需要换相时,设法使逆变器的电流降低到零,使逆变器的品闸管暂时全部关断,然将根据触发的顺序给应导通的晶闸管加上脉冲。恢复直流电流时,电流将按触发的顺序流经新导通的晶闸管,从而实现从一相到另一相的换相。由于逆变器晶闸管顺序导通,直流电流顺序地流过电动机定子的相应绕组,并产生合成磁场,这样绕组电流不断的变化必将在电机中产生一个旋转磁场,带动转子旋转,转子旋转的速度由逆变器的触发周期确定,当电机转速达到5ne以上时,电机定子产生的电势足够大时,逆变器的晶闸管采用自然换相,这样电机转子产生
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