摘 要 简述了主抽风机电气系统的控制原理及启动过程，着重介绍设备设计、施工问题以及开车前的检查、设备试车、设备维护和保养问题。
关键词 主抽风机 励磁系统 降压启动系统 试车 维护保养
0 序言
主抽风机是烧结设备的主要配套设备之一，它的主要作用是通过烟道进行抽风，产生负压，使烧结料中的固体燃料充分燃烧，为烧结矿供给热量，同时将烧结过程中产生的各种气体经烟道、除尘器净化后由烟囱排出。它的好坏直接影响着烧结矿的产量、质量和消耗，是烧结生产的“心脏”, 一旦主抽风机系统出现故障将意味着烧结机停机。
1 主抽风机电气系统的组成
400m2烧结机主抽风系统由２台风量为20000m3/min风机、２台7400kW同步电机拖动及相应的辅助设备组成。主抽风机“三电”控制系统采用当前国内较为先进的EIC控制方法，按照工艺设计和功能分为：①每台同步电机的电气系统由转子回路励磁系统、定子回路高压及保护系统、定子回路降压启动系统；同步电机和风机的轴承稀油润滑系统组成；②仪表自动测控系统；③上位微机监测控制系统；④同步电机冷却水循环系统。在这里我们只说明①部分。 (见图1)。

图1
2 转子回路励磁系统
2.1转子回路励磁系统组成
两台同步电机配套采用三套国产KGLF－2C全数字同步电机励磁装置和一套LF-2C/QH型二用一备励磁系统切换柜装置。
2.2 KGLF－2C全数字同步电机励磁装置
整个装置由主回路系统和系统控制两部分组成。主回路系统主要完成整流和灭磁两大功能。主回路采用三相全控桥可控硅整流电路，向同步电机转子绕组提供直流励磁电流。灭磁回路由可控硅与二极管反向并联组成，用以完成同步电机在异步启动过程中灭磁功能。
系统控制部分主要包括S7-200 PLC、Pro-face触摸屏和KGLF-2型微机励磁控制器三部分。S7-200P LC主要用来完成继电回路逻辑控制的工作方式的切换、运行时PI调节以及对外通讯等工作；Pro-face触摸屏主要完成系统参数设置、运行时故障记录、工作时间、设定运行参数信息查询，还具有励磁电流和励磁电压录波曲线信息的查询；KGLF-2励磁控制器由主机MC87C51和辅机AT89C51两片单片机组成。主要完成频率测量、投励、脉冲形成的工作。系统还具有进线电源空开跳闸、电源掉相、快熔融断、欠磁、失步、过流、启动超时等保护功能。
2.3 KGLF-2C励磁装置的主要特点
2.3.1 系统具有三种投励方式 ① 当转子的转速达到额定转速的95％时立即投励（优先级投励）；② 按转子感应电压的最小幅值投励，同步电机启动后，随着转速的升高，转子感应电压会越来越低，当此值降到相当于50周交流电压8～10伏有效值时自动投励（次优先级投励）；③ 当转子转速达到额定转速的90％～95％时，微机重复检测转差信号10次且延时2～3S后投励（次优先级投励）。
2.3.2系统具有双路灭磁的特点 为了保证设备的安全性，系统采用低电压和高电压双路灭磁。同步电机在异步起动过程中，低电压灭磁先起作用，起动电阻的投入和切除由计算机来完成控制，投励后低电压灭磁取消，高电压灭磁依然存在，保证若转子绕组一旦产生高压，灭磁可及时开通，以达到保护系统的作用。
2.3.3系统还具有强励整步控制功能 为了使同步电机投励后能迅速、平滑、可靠的拖入同步，系统设有强励整步控制，即在投励开始时，励磁电压可强励1.1～1.4倍，时间1～50S，强励倍数和时间根据负载性质可任意设定
2.3.4 系统具有直观的起动过程监视和显示 启动过程中，将转差信号的频率折算为数码显示，采用倒计数方式显示，操作人员可直观的监视同步机异步起动的全过程。系统还具有即时的励磁电流、励磁电压的运行曲线录波功能。
2.4 励磁系统切换柜装置
LF-2C/QH型二用一备励磁系统切换柜装置，由三套双投双掷刀开关和三套中间继电器组组成，分别对应三套励磁装置。刀开关主要完成三套励磁装置励磁主回路输出和两台同步电机转子励磁回路的选择和切换；三套中间继电器组通过三套刀开关闭合状态切换实现对三套励磁装置控制、检测回路、两台同步电机高压柜二次回路、两台同步电机操作台控制回路的选择和切换。实现励磁装置开二备一状态，有效防止励磁装置故障引起长时间停车问题。
3 定子回路高压及保护系统
定子回路高压装置采用金属铠装中置移开式KYN28A-12型开关柜，手车式VJ12型高压真空断路器。保护系统采用MMPR系列微机电机保护监控装置。
该保护装置的特点：
① 采用高档16位单片机作控制器，计算速度快，保护功能齐全，动作可靠。该装置为插件结构，体积小，接线简单，防震、防电磁干扰能力强。
② 采用全汉化大屏幕液晶显示方式，树形菜单操作，人机对话界面友好，装置内部的任何状态变化都在屏幕上反映。
③ 具有掉电记忆芯片存储保护定值；具有掉电实时时钟；可准确记录8次保护动作信息；具有完善的自检功能。该装置带有高速的CAN、RS485通讯接口，所有保护动作信息可通过CAN网或RS485通讯网上传到后台计算机监控系统。
④ 保护功能齐全、安全可靠。同步电机保护采用MMPR-330Hb-3(2)型微机保护，实现异步电机速断保护、负序过流保护、零序过流保护、过负荷保护、低电压保护以及同步电机的失步保护和失磁保护。同步电机差动保护采用MMPR-320Hb-3(2)型微机保护，实现差动速断保护和比率差动保护。
4 定子回路降压启动系统
高压大功率电机直接启动带来的危害很多，为了避免直接启动造成的危害，大功率电机通常采用较为经济实用的降压限流的启动方法。因此降压启动系统选用了GSDQ型高压交流电机液态软启动装置，型号为GSDQ-8000，适用于小于或等于8000kw的高压交流电机。该起动装置共四面柜体，其中水阻柜三面，星点短接柜一面。星点短接柜采用金属铠装中置移开式KYN28A-12型开关柜，手车式VJ12型高压真空断路器。
4.1 液态软启动装置性能
① 该装置能使电机起动电流控制在电机额定电流的3～4.5倍以内，起动时间为30～80秒以内，起动时间、起动电阻等参数可根据现场工况予以调整。
② 起动过程平滑，对电网及机械传动系统无冲击，并能最大限度地减小电网压降。
③ 起动装置在正常情况下，冷状态可连续起动2～3次，热状态只允许起动1次。
4.2 控制原理
该装置是在电机定子回路中串入液体电阻，电阻随着电机的启动自动投入并在预定的时间内，通过对电机启动电流采样经PLC进行计算、分析及逻辑处理后，以电流反馈信号作为闭环控制信号，输出到变频器控制伺服传动电机驱动导电极板，实现极板的正向、反向、快速、慢速、停顿、变加速等复杂运动。
4.3 设计特点
液阻软启动应用计算机仿真技术，根据电机、拖动对象及高压电网参数等工艺指标，利用仿真软件模拟电机启动全过程，自动描绘出模拟启动曲线，根据模拟启动曲线，随机调整液态软启动装置的初始值，寻找满足控制需求的最佳条件，使电机启动的全过程可预测、可调整、可控制。在实际运行中，最大程度地限制电机启动电流的同时，获得合适的启动转矩，减少电机启动时对电网的冲击和对传动机械的冲击。
5 同步电机和风机的轴承稀油润滑系统
同步电机和风机的轴承长期运行在高速、重载状况，轴承使用寿命的长短直接关系到同步电机和风机使用寿命，常常采用滑动轴承，通过配备专门的稀油润滑系统实现对轴承的润滑和冷却作用。
5.1 稀油润滑系统
每台主抽风机的稀油润滑系统由２台低压油泵、２台高压油泵组成。２台低压油泵提供主油路油压，采用１号泵工作２号泵备用、２号泵工作１号泵备用和１号２号泵单独工作三种工作方式。２台高压油泵，用以提供风机左、右顶轴高油压。为了防止油温过低，采用专门的电加热装置。
5.2 工作过程
启动风机前，先启动低压油泵，再启动高压油泵，待油路系统压力稳定后，检查风机风叶左、右转轴被顶起，符合风机启动条件，然后通过整个系统空载试车、带负荷开车完成后，停止高压油泵的运行。计划停车或事故停车时，重新启动高压油泵，再进行系统停车，待风机转子停稳后，停止高压油泵、停止低压油泵。
6 电气设备设计、联锁、订货以及施工注意事项
6.1电气设备设计要求
由于每台同步电机的电气系统由四部分组成。设备供货相互独立，各部分电气设备的控制和检测通过各部分的端子连接共同组成一个独立整体，通过相互之间的电气联锁实现设备起动、停止、保护停车、故障停车。各个部分的控制回路即相互独立又相互联锁，控制回路的区别。
6.1．1 控制电压的方式不同 低压设备采用 AC 220V，有瞬时断电的可能；高压设备采用DC 220V，有直流蓄电池组，保持24小时不断电功能。
6.1．2 控制回路个数不同 低压设备有一个控制