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新型连铸设备振动变频器预设探究

新型连铸设备振动变频器预设探究

点击数:7577 次   录入时间:03-04 11:33:32   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础
 武钢炼钢总厂三分厂1号连铸机结晶器振动由1台55 kW、980 r/ min、额定电流104 A鼠笼式异步电动机加机械负载组成,不带外部制动。

  其工作原理是,电机输出与浇铸速度相匹配的转速通过减速比1 5的减速机带动结晶器在一定的幅度上下振动。振频范围在50 110次/ min之间,起到使钢水在结晶器内快速结壳成型并避免与结晶器铜板粘连的作用,加上机械上升做功,下降受自重影响,因此,对电机的转速及精度和稳定性有极高的要求。

  原使用的是西门子6SE3575系列变频器,于20世纪90年代引进,已使用多年。由于原工厂设计设备系统供电为三相中心点不接地,而原型变频器是四象限工作没有外部制动单元,采用回馈制动实现能量回馈,制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件,不带进线电抗器。而当外部电网波动,或外部接地等原因就会造成电压叠加,变频器跳闸或烧毁。同时, 6SE3575系列变频器年代已久,已经停产无法补充新备件,现有备件也都修复多次,且不带通讯接口,无法实现远程控制。

  为彻底解决此问题,现将变频器改型,用6SE7031系列替换原有的变频器,利用现有电气柜,现场设备不动,只加装进线电抗器和制动单元。使用能耗电阻改为能耗制动就能有效避免外部因素对设备的影响。

  1原变频器工作特点

  原变频器额定功率95 kW,利用有源逆变技术,将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网,从而实现制动。回馈制动的优点是能四象限运行,电能回馈提高了系统的效率。

  其缺点是: 1)只有在不易发生故障的稳定电网电压下(电网电压波动不大于10 %) ,才可以采用这种回馈制动方式,因为在发电制动运行时,电网电压故障时间大于2 ms,则可能发生换相失败,损坏器件; 2)在回馈时,对电网有谐波污染; 3)控制复杂,成本较高。

  2新变频器慨况

  新变频器采用西门子SIMOVERT 6SE7031 - 8EF60三相电源晶体管PWM变频器,该变频器最大输出电流186 A,功率123 kW,加装了制动单元,及制动电阻,采用矢量U/ f控制高能变频器。其工作原理所示。

  输入电源电压380 V经整流后由直流连接段的电容器滤波后通过IGBT绝缘栅双极性功率管将直流连接段恒定电压转换成三相电源向电机供电, IGBT是由BJT(双极型三极管)和M OS管组成的复合全控型电压驱动式电力半导体器件,具有高输入阻抗,低导通压降两方面的优点。

  3新变频器容量的选择

  变频器容量的确定主要由电机容量、电机额定电流、加速时间等,根据现场负载可通过公式来选择变频器容量。

  注: P M为负载要求的电机轴输出功率;为电机效率(通常约0. 85) ; cos为功率因素; K为电流波形补偿系数(通常PWM方式约1. 05 1. 1)4制动电阻的选择

  现场电动机的减速是通过降低变频器的输出频率而实现的。考虑到电动机因设定频率突降而减速时,如果输出轴转速高于频率所决定的同步转速,则异步电动机处于再生发电运行状态。运行设备所贮存的动能经逆变器回馈到直流侧,中间直流回路的滤波电容器的电压会因吸收这部分回馈能量而提高。如果回馈较大,则有可能使变频器的过压保护功能动作,使用选择合适的制动电阻可以耗散这部分能量,使电动机的制动能力提高,缩短大惯量负载的自由停车时间。

  在制动电阻进行制动的情况下,电动机内部将有20 %的铜损被转换为制动转矩。可以用下式计算制动电阻的值R BO。

  R BO = U C 2 0. 104 7( T B - 0. 2T M)n 1(1)式中U C为直流回路电压; T B为制动转矩; T M为电动机额定转矩; n l为减速始速度。

  若式( 1)中( T B - 0. 2T M) < 0,则没有必要加制动电阻。同时,放电电路由制动电阻和三极管组成。电路电流的最大值取决于三极管本身允许电流I C,即制动电阻所选择的最小值R min。

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