惠丰变频调速在回转窑拖动领域的应用 点击:1044 | 回复:0



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发表于:2015-11-20 15:10:12
楼主

、概况:
“阳泉青山耐火材料公司”拥有一条Φ2.5×50m中空窑回转窑生产线,年产量10万吨。原设计窑体拖动采用55KW直流电机和直流调速系统,能耗大,且经常出现问题,不能在很低的转速下运行,维修技术难度及费用较高,故更换为55KW励磁滑差调速电机。由于窑体长期运转,受热膨胀系数的影响,使窑体变形严重,经常出现电机堵转,不能正常运转,严重影响了生产的连续性及产量。因此,2004年8月5日我们建议该回转窑拖动应用变频调速运行。

二、依据回转窑的工况对变频器的选型:
1、根据回转窑运转特点可知,变频器驱动减速器带动回转窑启动过程中,开始克服静摩擦力。零速启动时,驱动转矩并不大,随着频率增大到10-13HZ,变频器输出电流达到最大值,是正常运转负载的3-4倍。这是因为刚开始启动时,回转窑内的物料处于正下方。经过一段时间的加速,使物料动态地“搬运”到回转窑的一侧,这时变频器所需提供给电机的能量即转矩最大,如无此转矩,频率再升也无法驱动回转窑。变频器继续加速,其输出电流减小。由于回转窑属于大惯性负载设备,一旦变频器驱动电机克服了这种大惯性负载,启动起来,维持正常运转所需要的驱动能量即转矩就很小。
2、根据回转窑这种负载特点,变频器以及电机的功率选择较为复杂。由于55KW调速电机经常堵转,不能正常运转,加上烧结温度较高,热膨胀系数较大,窑全变形严重。满偏电流200A左右,并且考虑到55KW、4极调速电机转数为1500r/min,而回转窑正常运行转数为800r/min左右,非正常运行转数更低,针对变频器来说,运行频率只有25HZ左右,严重影响电机的散热。
3、鉴于以上情况,对此回转窑拖动选择了电机90KW、6极电机,变频器选择为HF-G7-90T3,此选型可在正常运转800r/min时,电机频率为40HZ左右,因而避免了由于电机正常运转转速较低使电机散热不好的问题。但是由于其它因素的影响,最终选型定为电机90KW、6极电机,变频器为HF-G9-160T3,配置为键盘或电位器调速。

三、调试、运行出现的问题及解决方案:
1、出现的问题:
①变频器HF-G7-90T3,启动正常,但在运行中频繁跳“OC”过流,使生产不能正常。查其原因,发现由于负载惯量大,产生一个瞬时峰值电流“340A”,而HF-G7-90T3的过载极限电流为270A,小于其峰值电流。鉴于此种情况,经反复论证计算,最后选型为HF-G9-160T3,为了避免一些电磁干扰,配置了交流输入电抗器及直流电抗器。
②变频器HF-G9-160T3,额定电流为320A,过载系统按1.5-1.8计算,过载极限为480-570A,其输出电流极限是90KW,电机额定电流的280%-300%,是瞬时峰值电流340A的140%-160%,因此足可以克服其瞬时产生峰值电流,运行正常,不再跳“OC”过流。但是在正常停机的情况下,启动困难,借助辅助设备才有可能启动。

2、解决问题的方案:
分析以上情况,判断为启动力矩不足,而且提升启动力矩的V/F补偿曲线仅有5条,此参数设定最大5,运行频率上升50HZ,电机只是打颤,而未能启动。经与惠丰电子姜政工程师探讨,认为提升力矩的V/F补偿曲线太少,正向提升电压不足,5条补偿曲线只能针对一般负载而言,但是对于大惯性负载回转窑拖动就力不从心了。于是将原设计V/F补偿曲线由5条改为正向提升电压16条,V/F补偿曲线设定为8,才使启动运行都正常。

四、应用特点及使用效果:
1、变频调速在回转窑拖动的应用,其调速范围宽为0-400HZ,而回转窑调速为0-50HZ、转速为0-975r/min,正常运行时仅有700-800r/min,运行频率为40HZ左右,因此完全满足回转窑工况的要求。
2、变频调速具有齐全的保护功能,运行中如出现过流、过载、过压、缺相及过热时,变频器都能及时对电机加以保护,并显示故障原因,因而缩短了维修时间。
3、电机启动无冲击、运行平稳。原直流调速及滑差电机调速不能在较低的速度下运行,启动过程设备振动大。使用变频后,电机从零速启动,开始输入的启动转矩小,然后渐渐平滑升速,这样减小对设备的冲击,系统故障率显著降低,为稳定回转窑的热工参数创造了必要条件。
4、变频器运行几个月来,没有发生过任何故障,大大减少了维修工作量及费用,同时也提高了回转窑的运转率,节能效果非常显著。
安装变频调试前,电机运行电流平均为155A,经常出现瞬时峰值电流340A,使设备无法正常运行,严重影响了产量及质量。
安装变频调速后,变频器输入电流为60-75A,输出电流为130-150A,电压为260-280V,比原来的调速系统节电40%左右,间接经济效益更为可观。因而能够长期稳定运行,减少了因故障停机造成的生产损失,使耐火材料的产量、质量有一定的提高,维修费用也大幅度下降。

综上所述,本人只是对变频器在回转窑拖动过程中,针对选型、启动、运行中所发生的问题进行了简单阐述。就回转窑大惯性负载的特点,我认为在选型上应侧重于功率匹配的矢量型变频器,效果会更佳。(此文仅供参考)



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