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当10000kw同步电动机变频起动系统

发布时间:2021-09-10 10:37:20 阅读: 来源:滚焊机厂家

100北京化工大学橡塑机械研究所经过量年对熔体齿轮泵的系统研究00kw同步电动机变频起动系统

1 概述

太钢15000m3制氧机,是引进乌克兰成套设备,其中10000kw同步电动机,作为空压机的原动机,在起动时,利用变频起动装置,改变了传统的降低异步起动方式。通过变频起动装置输出的可变三相交流电压,同时加一定的励磁电流,即异步起动,同步加速,将同步电动机从静止状态,起动加速到同步转速,理想的解决了起动问题。变频起动具有以下特点:

(1) 同步电动机变频起动的过程,是近于线性的同步加速过程,其定子电流小于0.5Ie,到同步状态切换并,因而对电不存在电流冲击。

(2) 设备安装简便,不需要特殊的机械基础。

(3) 在有多台同步电动机的场合,可以用一台起动装置,依次起动几台同步电动机。

(4) 属于静止起动装置,维护、检修方便,可以不受时间与电负荷的限制,便于调试,检修试车,故障处理。

2 系统的基本构成框图与功能控制

2.1构成框图

图1中,整流器(B)和逆变器(N)是由普通SCR可控硅组成的三相桥式线路。在整流器和逆变器之间串有平波电抗器L。由图表明,变频起动装置的主电路是典型的交—直—交电流型变频线路。工作时,10kv的三相交流电源,通过交流输入电抗器,加到整流器B,其输出的直流电压送给逆变器N,而逆变器N的输出是一频率,幅值可变的三相交流电,供给同步电动机定子。

控制系统紧紧围绕整流与逆变的工作,分别组成各自的控制环节。在变频起动的全过程中,分为两个状态。当电动机从n=0起动,f2≤5Hz低速运转时,由于同步机定子绕组受转子磁场作用而产生的感应电势很小,不足以使逆变器SCR元件关断,因此采用人工换流方式(即:断续换流)。因不投入励磁,是异步起动,称为P状态。

当逆变桥的输出频率达到5Hz,这时投入同步电动机励磁。逆变器SCR元件换流靠同步机定子的反电势来关断,即采用自控式调频控制的方式,称为D状态。这种状态一直持续到0.9ne,同步加速逐渐减小,系统转入自动整步微调控制,最后完成同步并。变频起动的全过程结束。

2.2变频起动装置调压调速的基本原理

图1中,u1是恒压恒频10kv交流,u2是电压频率可变的交流电压,Ud为整流器B的输出直流电压,其值为Ud=1.35u1cosα。而同步电动机转速的公式为n=60f/p,感应电势为E0=KnΦ0(近似等于U2, Φ0为主磁通)。逆变角为β,令UR为逆变器输入直流电压,则UR=1.35Ecosβ,将E0=KnΦ0代入,则UR=1.35KnΦ0cosβ,若忽略平波电抗器上的压降,那么 Ud=UR,所以 1.35u 1cosα=1.35KnΦ0cosβ,故n=U1cosα/KΦ0cosβ,实际工作中,逆变角β=,事实上β角整定为β=400,且固定不变,即cosβ=C(常数)而u1也是定值,则n正比于cosα,即n正比于Ud ,因此,改变整流电压可达到调速的目的.

图1 变频起动控各行业都在努力将环保融入到企业中去制的基本结构框图

2.3逆变器的换流控制

2.3.1人工换流(断续换流)

P状态下,由于反电势小,换流将不可靠,所以采用人工换流。每当换流时刻,把整流桥推入逆变状态1种是定制的小型面板操控体系,使α=1400。瞬时整流电压极性变反,使逆变器输入电流迅速下降到零。逆变器中的6个可控硅全部断流以致关断,在出现零电流信号,确认可控硅确已关断了,立即解除整流桥的推逆变信号,恢复整流状态;同时触发逆变器对应可控硅元件导通,使之安照A、B、C三相N1、N2、N3、N4、N5、N是用于测定金属资料在动负荷下抵抗冲击的性能6的规律动作。完成逆变器可控硅桥臂的换相,每次换相必定要有回路电流下降到零的过程。这种不依赖于反电势,而断续换流的方式,称为人工换流,电流波形如图2:

600 600 600

P状态整流电流

1200 600 1200

P状态逆变电流

1200

图2 人工换流时的电流波形

2.3.2 自然换流控制

图3 N1向 N3自然换流

同步电动机在变频起动装置的控制下起步低速运转,当逆变器的输出U2≌10%U1,f2=5HZ,这时投入励磁电流ф0。在电机定子绕组就会产生与转速成正比的感应电势E,变频起动进入D状态阶段,逆变器的可控硅就利用这感应的反电势E进行换流,即自然换流。现以图(a)中N1换流到N3为例分析:

设原来N1N2导通,负载电流经+—N1—a相—c相—N2流通,若在图3(b)中,M点所对应的时刻触发N3,N3导通后在M点N1承受的反电压UAB=0,随时间的推移,将有UAB 0,即N1仍承受正向电压无法关断,因此,将M点触发提前到M′点,则N1承受的反向电压UAB 0,只要这时间大于可控硅的关断时间,N1可靠关断,这样可控硅的换流在反电势的作用下自然完成。

2.4逆变器输出三相交流电的频率控制

2.4.1 P状态下f2的控制

U2,f2是逆变器输出三相交流电的电压和频率,是可变化的.U2的大小是通过调节整流电压Ud来控制的,那么f2由什么来控制?调节控制f2就是调节逆变器可控硅工作的时间长短不同,时间长,即周期长,而f2低。缩短可控硅的工作周期,则f2增加。可以达到这个目的,只要按要求产生逆变器可控硅的触发脉冲即可。本装置在P状态采用的方式是:

由一个主控振荡器A5,在积分器A4的控制下,产生周期均匀变化的锯齿波列,再将

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