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变频调速及其控制系统

变频调速及其控制系统

烧结厂的变频调速的应用主要有三类:(1)需要调速的三相低压中小功率的异步电动机,如圆盘给料机的驱动电动机;(2)需要调速的三相高压异步电动机,如余热回收风机的驱动电动机;(3)不需要调速的大功率的;为减少起动电流对电网的冲击和减少跳闸,而需设置软起动的异步或同步电动机,如一二次混料机、主抽风机等的驱动电动机。下面将举例说明。

A 圆盘给料机的驱动电动机的变频调速及其控制系统

圆盘下料量闭环自动调节原理图见图1图中圆盘给料机把料落到电子皮带秤上,电子秤检测实际的下料量即过程变量PV,设定值SP是根据烧结机的需求量与各种原料的配比关系计算得到的。通过PID或SM1TH和变频调速装置调节圆盘给料机的转速,反过来圆盘给料机的转速引起下料量发生变化使系统形成一个闭环。

B 余热回收风机的驱动电动机的变频调速及其控制系统

烧结余热回收风机的驱动电机一般为功率较大的高压绕线型电动机(如宝钢一期工程

450m2烧结机的烧结余热回收风机的驱动电机为880kW电压3kV,按工艺生产的要求,需要调速以控制其风量,过去是采用晶闸管串级调速方式、由于串级调速装置的总功率因数很低、在低速运行时功率因数更低、为提高功率因数要在主回路采用多重化或增加相数等措施或装设补偿的电容器,故现在已基本上改用变频调速了。

余热回收风机是将鼓风型环式冷却机给矿部冷却区所排出的高温气体送往点火炉及保温炉、作为燃烧用的热空气。对该风机的风量控制,生产工艺的要求是:

(1)保持点火装置合适的煤气)空气比例、并按冷却机排气的压力和温度进行校正。

(2)随点火装置的煤气燃烧量变化而变动、煤气燃烧量则取决于烧结台车速度等参数。

(3)在刚点火时、冷却机排气温度较低、其烧嘴的燃烧量为额定值的1/3左右,风量应与此适应,为此在刚点火时采用了转速控制和阀门控制相结合的方式(见图1),这在使用晶闸管串级调速方式时是必要的,在使用变频调速时,阀门可全开,不必参与控制。 图1 余热回收风机风量控制

余热回收风机的驱动电动机的变频调速控制系统实质上是一个随动系统,亦即驱动电动机的转速随点火装置的助燃空气量而变、其中主要是高压大功率的变频调速装置。可以选用各个电气公司(如美国A-B公司;德国西门子公司;日本三菱公司或我国的电气公司等)生产的变频调速装置来实现、这要看各个用户的客观情况和要求来定,以下将介绍德国西门子公司的全数字式SimoverMV型变频调速装置,其特性结构如下:

(1)额定功率可选、调速范围为1:16.5,可使用中压变频装置、电动机电压为3.3kV, 故变频器供电电压为3相,10kv,50Hz,隔离变压器空载变比为10±2.5%2×1.7kv,50Hz使用高压IGBT管(绝缘栅型双极晶体管)和PWM(脉冲宽度调制)方式调频,该装置可以10min间隔过载110%每次1min,功率因数大于98.5%。其功率单元IGBT设计成模块形式并可在5min内更换,无需特殊工具,功率单元的驱动信号用光纤传输。变频器还有强大的通讯能力。

(2)整个变频器如图2所示,包括整流变压器隔离变压器(整流器)、直流电容器、高压IGBT管组成的逆变器、电流电压检测用的电流电压互感器、正弦波输出滤波器以及控制系统

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