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法国兰斯大学研究生:HD93系列10MVA高壓變頻器在大功率同步機上的應用

發布時間:2019-09-30 14:36   類型:解決方案   人瀏覽

战国兰斯8 www.kaxqfl.com.cn 關鍵詞:10MVA、大功率同步機、燒結主抽、冶金
摘要:本文主要介紹了大功率電勵磁同步機的基本特點、變頻改造的難點分析,以及匯川技術大傳動產品線針對電勵磁同步電機的解決方案,通過公司HD93系列10MVA產品目前的現場應用,了解同步機變頻改造需注意的關鍵點以及改造效果分析。

一、概述
國家“十二五”規劃明確提出了關于節能減排的規范文件,如未能采取更加有效的應對措施,我國面臨的資源環境約束將日益強化。從國內看,隨著工業化、城鎮化進程加快和消費結構升級,我國能源需求呈剛性增長,受國內資源保障能力和環境容量制約,我國經濟社會發展面臨的資源環境瓶頸約束更加突出,節能減排工作難度不斷加大。從國際看,圍繞能源安全和氣候變化的博弈更加激烈。一方面,貿易?;ぶ饕逄?,部分發達國家憑借技術優勢開征碳稅并計劃實施碳關稅,綠色貿易壁壘日益突出。另一方面,全球范圍內綠色經濟、低碳技術正在興起,不少發達國家大幅增加投入,支持節能環保、新能源和低碳技術等領域創新發展,搶占未來發展制高點的競爭日趨激烈。
規劃中提出對電機系統實施變頻調速、永磁調速、無功補償等節能改造,優化系統運行和控制,提高系統整體運行效率。變頻調速尤其在大功率風機類平方轉矩負載場合應用效果尤為明顯。
冶金行業向來是耗能大戶,尤其在目前產能過剩、利潤低的情況下,節能顯得尤為重要,鋼鐵行業中的大功率電動機耗費了大量的電費,由于實際過程導致工頻運行大馬拉小車現象嚴重,變頻改造成了不二之選。
目前鋼鐵行業中的燒結主抽風機,功率一般為整個鋼鐵廠除了高爐鼓風機第二大功率的設備,而且多為大功率同步機驅動,同步機的變頻改造一直以來就是一大技術難點,下面將介紹一下同步機的改造方案及應用效果。

二、同步機及燒結工藝介紹
1、大功率同步機變頻改造難點
同步機相比于異步機有諸多優點:
(1)對轉矩擾動具有更強的承受能力,動態響應快;
(2)在極低電源頻率下也能運行,調速范圍寬;
(3)通過改變勵磁電流,功率因數可調;
(4)穩定性高,轉矩與端電壓成正比;
上述的諸多優點使得其使用越來越廣泛,但是大功率同步機變頻控制技術一直是高壓變頻領域的一大難點,各廠家技術參差不齊,導致其最終的控制效果差距較大,以下為有刷同步電機變頻改造需要注意的事項:
(1)同步電機的起動問題:電樞電壓矢量與轉子磁極位置之間的夾角必須在某一范圍之內,否則將導致系統失步;
(2)同步電機調速期間和勵磁裝置的協調問題,防止正常調速期間同步機失步;
(3)同步電機正常?;凸收廈鶇盼侍?。
2、匯川技術HD93同步機控制技術
匯川依據自身多年同步機控制經驗,在高壓大功率同步機控制方面,通過我們大量的仿真實驗以及現場實驗分析,研發了適用于高壓大功率領域同步機的矢量控制方案,依托于磁鏈閉環矢量控制(SFOC)這一平臺,實現了真正的同步機變頻無速度傳感器矢量控制技術啟動方式(SVC),整個啟動過程平滑、無沖擊,不存在啟動整步問題,并且控制精度高、轉矩響應快,穩定性好。

圖1:匯川同步機磁鏈閉環矢量控制原理圖

圖2:匯川同步機變頻啟動過程圖
基于電機d - q軸 系數學方程,對電機的磁鏈、電流進行解耦控制,具有磁鏈、電壓閉環特點。

通過匯川多個大容量同步機變頻改造應用現場的調試運行情況來看,匯川同步機控制方案還具有調試簡單、調試時間短,以及運行穩定的眾多優點,得到了用戶的一直好評,匯川的同步機控制技術已經在國內建立了絕對的領先地位。
3、燒結工藝簡介

圖3:燒結工藝
燒結工藝是指根據原料特性所選擇的加工程序和燒結工藝制度,它對燒結生產的產量和質量有著直接而重要的影響。按照燒結過程的內在規律選擇合適的工藝流程和操作制度,利用現代科學技術成果,強化燒結生產過程,能夠獲得先進的技術經濟指標,保證實現高產、優質、低耗。本生產工藝流程有原料的接受,兌灰,拌合,篩分破碎及溶劑燃料的破碎篩分,配料,混料,點火,抽風燒結,抽風冷卻,破碎篩分,除塵等環節組成。目前生產上廣泛采用帶式抽風燒結機生產燒結礦。燒結生產的工藝流程如上圖所示。主要包括燒結料的準備,配料與混合,燒結和產品處理等工序。

三、客戶現場改造方案
1、項目背景
本次我司HD93產品改造對象為河北省武安市某鋼鐵集團燒結廠燒結主抽風機,此燒結線為220m2規模燒結線,配備有8000kW功率燒結主抽一臺,是整個燒結廠的最大耗電設備,在整個鋼廠也屬于耗能大戶,工頻運行采用水阻啟動方式,啟動沖擊大,所以每次啟動此電機都比較困難,另外由于要根據生產情況調節風量,平時采用風門調節的方式進行,風門一般在60%~80%調節,能量浪費嚴重,所以節能改造迫在眉睫。


2、設備參數介紹

電機型號及廠家

TD8000-6(上海電機廠)

額定功率

8000KW

額定電壓

10000V


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