一、概述
电动执行组织是把电能转化成机械能、拖动各种出产机械的最重要、也是最基本的东西,因为出产工艺的要求和节省能源的需求,可调速电动执行组织一向成为科技人员的研讨目标,其运用也越来越广泛。在可调速电动执行组织的发展过程中曾呈现过直流调速、调压调速、电磁调速、电液耦合调速以及滑差调速等各种调速办法,可是,以上各种调速办法在实践运用中都存在着局限性和缺陷。跟着电力电子技能、主动操控技能、计算机技能的迅猛发展,一种新式的、智能的、集各种高精尖技能于一体的可调速电动执行组织产生了,这便是变频电动执行组织。
跟着变频技能的日趋老练,变频电动执行组织以其独具的功用取得越来越广泛的运用,与其它的可调速电动执行组织比较有如下长处:
a.发动电流小、对出产机械无冲击,能够大大延伸设备的运用寿命。
b.智能化程度高、自确诊功用和维护功用完全,设备的安全性、可靠性进步。
c.设备简略、运用方便、维护本钱大大下降。
d.机械特性好、动态呼应速度快、可进步操控体系的调理质量。
e.风机、泵类等高耗电设备选用变频调速后可下降耗能、节省本钱、进步功率。
二、变频设备原理
变频电动执行组织是由变频设备(变频器)和电动机组成的可调速拖动组织,电动机的转速和转向由变频设备操控,依照出产工艺的要求作业。其理论依据是下面公式:
n=no(1-s)
no=60f/p
テ渲校
n——电动机转速
no——同步转速
s——滑差
f——输入电压频率
D——电动机极对数
从上面公式看出,改动电动机转速的办法有三种:一是改动滑差:二是改动电动机极对数;三是改动输入电压频率。经过引进变频设备把固定的电网频率转换成电动机所需求的频率来完结电动机的调速便是变频电动执行组织作业的理论基础。
变频设备一般分为交一交、交一向一交两种完结办法。交一交型变频器的调理规模小、功率因数低、谐波污染大。现在的大部分变频设备都选用交一向一交的完结办法,其首要构成分四部分:整流器、滤波器、逆变器和以CPU为中心的操控维护部分。
整流器选用可控元件接成三相全控桥,把输入的三相交流电变成电压可调的直流电。
滤波器首要是为了取得较为平直的直流电、吸收电动机回馈的能量完结紧迫刹车制动功用。
逆变器选用门极可关断晶闸管GTO、大功率晶体管GTR、绝缘栅双级型晶体管IGBT等元件,选用脉宽PWM调制或矢量操控等办法将直流电逆变为频率可调的交流电。
以CPU为中心的操控维护部分是整个变频设备的指挥中心、其经过输入CPU的软件程序来完结操控、维护等各种功用,并且完结与DCS、PLC及其它操控体系的接口。
变频设备按其作业电压还有高压、低压之分,高压变频器又可分为直接高压型和高一低一高型。各种类型的变频器有不同的运用场合,即使是相同类型的变频器因其技能上的不同也有着不同的质量和价格。因此在变频电动执行组织的运用中要科学的挑选变频器和电动机,力求最好的功用价格比。
变频电动执行组织中的电动机便是异步电动机,可是因运用的场合和变频设备选用的技能不同,有的能够运用一般的异步电动机,有的需选用专用的电动机。因此,对本来选用异步电动机定速运转的执行组织进行变频改造时要稳重 研讨:是否能够保存原电动机,假如保存原电动机还需科学的挑选变频设备。
三、变频电动执行组织在火电厂的运用
变频电动执行组织是国外首要研制成功的,国内运用较早的是石油化工、矿山机械等职业,电力职业开始是从给粉机开始运用变频调速的,这是因为给粉机运用低压电动机,低压变频器老练较早、设备简略、对电动机进行变频改造比较简单。给粉机选用变频调速后不只取得了明显的经济效益,与选用传统的机械调速设备比较还有如下许多长处:给粉机下粉均匀,煤粉自流现象削减,锅炉焚烧安稳;燃料操控体系调理规模加宽,维护功用和事端处理才能增强。正因为此,大部分电厂相继对给粉电动机和直吹式焚烧体系的给煤机进行了变频改造,并且都取得了杰出的运转作用。
跟着高压变频技能的日益老练,高压变频电动执行组织在电力职业逐步开始运用,考虑到节能作用,国内运用高压变频设备的设备首要会集在送风机、引风机、灰浆泵、低加疏水泵、升压水泵和凝聚水泵上,国外已有在给水泵上运用高压变频设备的比如。
例如,在没有变频电动执行组织之前,火电机组一向选用电动机按定速运转,经过调理送、引风机导叶或挡板的开度来操控锅炉炉膛的风量。而200MW以上机组的送、引风机都选用高压大功率电动机,耗电量大,由此形成的节省丢失糟蹋很多的厂用电,很不经济,并且因为非线形和呼应速度慢影响主动的投入和调理质量。因此,一些老电厂现已或正在考虑选用变频电动执行组织对风量的操控办法进行改造,考虑到选用全体的变频电动执行组织虽然有许多长处,可是改造本钱高,而原有送、引风机的电动机在容量等级、防护等级等指标上都能满意变频调速的要求,所以都是在保存原有设备的基础上添加变频设备,办法有两种:一种办法是,添加的变频设备与原电气操控线路并联,经过切换开关挑选操控电动机运转的通路,如图。选用这种办法,当变频设备毛病或检修时,可使电动机康复到原有的操控办法,不影响整个机组的运转,可是两个操控通路之间需加连锁,防止短路。第二种办法是,去掉原有的电气操控线路,直接选用变频器操控电动机的运转。
对老机组耗能高的高压电机设备选用上述办法改造后不只改进了相关操控体系的调理质量,进步了操控体系的安稳性和可靠性,更重要的是节省了厂用电。所以越来越遭到电厂的注重,如大庆华能新华电厂对引风机和灰浆泵进行了变频改造:安徽铜陵电厂对低加疏水泵进行了变频改造;清河电厂对引风机进行了变频改造。改造后都取得了较好的经济效益和社会效益。
四、定论
明显,用变频电动执行组织替代许多传统电动执行组织是节省能源、改进工艺流程、进步操控体系质量的有用手法。可是,现在大部分变频设备依靠进口,价格昂贵、一次性投入高,遍及运用变频电动执行组织还不实际,对老机组中选用变频调速后节能作用明显的执行组织进行改造、寻求高功用价格比的解决方案应该成为现在研讨的要点。
在对老机组改造中选用变频调速设备的一起,在新建机组规划中尽量选用变频电动执行组织,这样能够防止二次投入的糟蹋;一起,为变频电动执行组织规划的专用变频电动机有散热作用好、电磁丢失少、比一般电动机更节能等长处,可使整个变频电动执行组织作业功率更高。