如何提高離心式鍋爐引風(fēng)機(jī)穩(wěn)定性

信息來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2020-08-26閱讀：335

電氣傳動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)的強(qiáng)勵(lì)是保證同步電動(dòng)機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定性的關(guān)鍵，提高暫態(tài)穩(wěn)定性的效果又取決于強(qiáng)勵(lì)電流的上升時(shí)間，所以盡可能提高強(qiáng)勵(lì)電流上升速度是保證同步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素。

　　提高離心式鍋爐引風(fēng)機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定性□中國(guó)鋁業(yè)青海分公司第三電解廠王智堂海鋁業(yè)公司凈化系統(tǒng)離心式鍋爐引風(fēng)機(jī)采用800kW的青同步電動(dòng)機(jī)，它采用TH*MLF勵(lì)磁電源，主要用于三相交流同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁控制，其核心部件采用美國(guó)生產(chǎn)的高性能、高密度、大規(guī)模邏輯器件，使脈沖的移相、定寬、調(diào)制均實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，觸發(fā)器部分不需要任何調(diào)整，而且具有可靠性高，脈沖對(duì)稱度高，抗干擾能力強(qiáng)，反應(yīng)速度快等特點(diǎn)。

　　但由于該離心鍋爐引風(fēng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路轉(zhuǎn)子繞組的電感與電阻的比值較大，在該電源下，定子繞組在空載的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子回路中電流上升時(shí)間常數(shù)達(dá)10s左右，強(qiáng)勵(lì)電流上升速度極慢，在起動(dòng)中需要較長(zhǎng)時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)達(dá)到同步，也就是存在較長(zhǎng)時(shí)間的暫態(tài)過(guò)程，較大程度地破壞了電氣設(shè)備的各種性能，不同程度地縮短了同步電動(dòng)機(jī)的使用壽命，所以盡可能地提高轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)電流上升速度，縮短強(qiáng)勵(lì)時(shí)間常數(shù)，是實(shí)現(xiàn)定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)盡快達(dá)到同步的途徑之一，也是使同步電動(dòng)機(jī)盡快達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的較好途徑。所以在該電源系統(tǒng)中，很有必要采取措施提高離心鍋爐式引風(fēng)機(jī)強(qiáng)勵(lì)電流上升速度，使該電動(dòng)機(jī)較快地達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

　　間可以看作發(fā)生階躍，轉(zhuǎn)子電流增量的變化過(guò)程近似表達(dá)為AI=AI轉(zhuǎn)子電流表達(dá)式為間常數(shù)，/RI.為轉(zhuǎn)子電流初始值。

　　根據(jù)（1）、⑵、⑶式可知，強(qiáng)勵(lì)電流上升速度為可見(jiàn)，影響強(qiáng)勵(lì)電流上升速度的因素有2個(gè)：①?gòu)?qiáng)勵(lì)穩(wěn)態(tài)電流。②轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)。所以，提高強(qiáng)勵(lì)穩(wěn)態(tài)電流和減小轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)，都可以提高強(qiáng)勵(lì)電流上升速度，即縮短同步電動(dòng)機(jī)暫態(tài)過(guò)程，使其較快達(dá)到穩(wěn)定。

　　提高強(qiáng)勵(lì)電流上升速度的措施影響強(qiáng)勵(lì)電流上升速度的因素分析同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路可以看作1個(gè)電阻和1個(gè)電感元件串聯(lián)組成的電路，如所示。

　　曲I步4勱機(jī)《芋電路其中，為勵(lì)磁電源向轉(zhuǎn)子提供的電壓R為轉(zhuǎn)子繞組電阻；i為轉(zhuǎn)子繞組的等效電感；I為轉(zhuǎn)子電流。在U上升較快時(shí)，其時(shí)間常數(shù)相對(duì)于轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)很小的情況下，強(qiáng)勵(lì)時(shí)提高強(qiáng)勵(lì)穩(wěn)態(tài)電流要提高強(qiáng)勵(lì)穩(wěn)態(tài)電流，就要設(shè)法提高強(qiáng)勵(lì)電壓，但我國(guó)勵(lì)磁裝置標(biāo)準(zhǔn)提出，勵(lì)磁頂值電壓一般為額定勵(lì)磁電壓的2倍，可較好地保證同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的熱穩(wěn)定性。因此，在離心式鍋爐引風(fēng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，調(diào)整強(qiáng)勵(lì)電壓為額定勵(lì)磁電壓的2倍為最佳。

　　調(diào)整轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)減小轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)最簡(jiǎn)單的方法是在轉(zhuǎn)子回路中串入附加電阻AR，當(dāng)AR =R時(shí)，時(shí)間常數(shù)減半，但由于這時(shí)AR上的功率損耗與R上的相等，故這種方案難于被接受。所以，可以采用勵(lì)磁控制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)的調(diào)整，如所示，在勵(lì)磁控制中引入轉(zhuǎn)子電流負(fù)反饋以提高勵(lì)磁回路等效電阻。

　　電氣傳動(dòng)EA應(yīng)用與方案中，將勵(lì)磁裝置視為線性放大器，將控制電壓U.放大為勵(lì)磁電壓U，f/=*pU.，為勵(lì)磁反饋系數(shù)。

　　淚2引人轉(zhuǎn)了SIEE*的進(jìn)拉制當(dāng)無(wú)勵(lì)磁電流反饋時(shí)，控制電壓和輸入電壓相等，即Ui勵(lì)磁系統(tǒng)微分方程為當(dāng)常數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流上升時(shí)間常數(shù)r=L/R.引入電流反饋后勵(lì)磁電壓=一I.勵(lì)磁系統(tǒng)的微分方程變?yōu)?常數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流上升時(shí)間常數(shù)轉(zhuǎn)子等效電阻為，等效附加電阻增量ARe =kpki，由電流反饋系數(shù)來(lái)調(diào)整等效電阻。與前述實(shí)際附加電阻AR的差別在于△Re不消耗功率，等效電阻反映為單位輸入電壓可生成的輸出電流的能力。由于電流負(fù)反饋而使相同的輸入電壓有較小的輸出穩(wěn)態(tài)電流，為了保持相同的穩(wěn)態(tài)電流，需要有更高的輸入電壓。在恒定的輸入電壓下，電流負(fù)反饋使強(qiáng)勵(lì)電流上升過(guò)程中有不同的控制電壓U.，從而有不同的勵(lì)磁電壓U對(duì)照式（2）、（3），在保持穩(wěn)態(tài)勵(lì)磁電壓為強(qiáng)勵(lì)頂值電壓的條件下，可將勵(lì)磁電流變化過(guò)程變?yōu)閷?duì)應(yīng)的控制電壓變化過(guò)程為通過(guò)上述分析表明，這種控制方式在整個(gè)強(qiáng)勵(lì)過(guò)程中，保持給定電壓U.不變，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，實(shí)施方便，提高了強(qiáng)勵(lì)電流上升速度，并保持了穩(wěn)態(tài)強(qiáng)勵(lì)電流不越限，因此，匕較經(jīng)濟(jì)可行。

　　結(jié)論依靠強(qiáng)行勵(lì)磁提高同步電動(dòng)機(jī)的暫態(tài)穩(wěn)定性主要取決于強(qiáng)勵(lì)電流上升速度，提高強(qiáng)勵(lì)初值電壓可以提高強(qiáng)勵(lì)電流上升速度。為保持轉(zhuǎn)子繞組熱穩(wěn)定性，需及時(shí)限制強(qiáng)勵(lì)電流頂值。采用轉(zhuǎn)子電流負(fù)反饋的勵(lì)磁控制可減小轉(zhuǎn)子電流上升時(shí)間常數(shù)，其物理本質(zhì)表現(xiàn)為：在到達(dá)穩(wěn)態(tài)電流之前，自動(dòng)提高強(qiáng)勵(lì)電壓，并自動(dòng)限制穩(wěn)態(tài)電流為標(biāo)準(zhǔn)值，這是提高強(qiáng)勵(lì)電流上升速度的一種較好方案。EA（上接第78頁(yè)）增加供電電源的內(nèi)阻抗，即變壓器的短路阻抗。內(nèi)阻抗越大，諧波分量越小。

　　安裝電抗器在變頻器的輸入輸出端安裝合適的電抗器或諧波濾波器，濾波器應(yīng)為IC型，以吸收諧波，增大電源或負(fù)載的阻抗，達(dá)到抑制諧波的目的。

　　選用產(chǎn)生諧波較小的變頻器，從源頭上減少諧波。

　　設(shè)置專用濾波器檢測(cè)諧波的幅值和相位，并產(chǎn)生一個(gè)與諧波幅值和相位相反的電流，有效抑制諧波的產(chǎn)生。

　　使用專用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)以解決散熱問(wèn)題。

　　負(fù)載的匹配生產(chǎn)機(jī)械的種類繁多，性能和工藝要求各異，轉(zhuǎn)矩特性各不相同。因此，在應(yīng)用變頻器時(shí)，首先應(yīng)分清負(fù)載的性質(zhì)，然后選擇變頻器和電動(dòng)機(jī)。負(fù)載的類型有3種恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、風(fēng)機(jī)水泵負(fù)載及恒功率負(fù)載。

　　恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載又分為摩擦類和位能類負(fù)載。摩擦類負(fù)載的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般要求為額定轉(zhuǎn)矩的150%左右，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般要求為額定轉(zhuǎn)矩的100%，所以應(yīng)選擇具有恒轉(zhuǎn)矩特性，起動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，過(guò)載能力較大的變頻器。位能類負(fù)載如電梯，一般要求大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以保證快速實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，并具有能量回饋或能量消耗功能以抑制發(fā)電類過(guò)電壓。

　　風(fēng)機(jī)水泵負(fù)載是典型的平方型轉(zhuǎn)矩負(fù)載，在低速情況下負(fù)載較小，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，這類負(fù)載對(duì)變頻器的要求不高，一般僅要求經(jīng)濟(jì)性和可靠性，只要選擇具有u/f=常數(shù)控制模式的變頻器即可。

　　恒功率負(fù)載指轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，但功率保持恒定的負(fù)載，如機(jī)床。配用變頻器時(shí)應(yīng)注意：在工頻以上范圍，變頻器的輸出電壓為定值，負(fù)載表現(xiàn)為恒功率特性，標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器配用不存在問(wèn)題在工頻以下范圍為//=常數(shù)方式控制，標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器配用可能難以適應(yīng)，必要時(shí)應(yīng)考慮專門(mén)設(shè)計(jì)。

責(zé)任編輯：任江強(qiáng)