襄陽源創(chuàng)電氣有限公司小王告訴我們：
水泥職業(yè)首要的用電設(shè)備有破碎機(jī)、球磨機(jī)、輥壓機(jī)和風(fēng)機(jī)四種，這四種設(shè)備占悉數(shù)水泥廠耗電量的98%以上，其間破碎機(jī)、球磨機(jī)和輥壓機(jī)在水泥職業(yè)中占耗能的70%，風(fēng)機(jī)占悉數(shù)能耗的20%左右。這些大型用電設(shè)備能耗高，而在運(yùn)轉(zhuǎn)中功率因數(shù)過低，存在很多的無功損耗景象。因而，怎么有用削減此類大中型繞線電機(jī)形成的無功損耗變成很多水泥廠節(jié)能降耗的要害。尤其是破碎機(jī)和輥壓機(jī)這類負(fù)載改動起伏大、改動速度快的電機(jī)的無功抵償更是其間的難點(diǎn)。
2 無功功率抵償方法的挑選
目前，國內(nèi)針對繞線式電機(jī)的就地?zé)o功功率抵償方法首要有三種：電機(jī)定子側(cè)并聯(lián)電容器、電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串接旋轉(zhuǎn)式進(jìn)相器和電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串接停止進(jìn)相器等。這三種抵償方法首要適用于電機(jī)負(fù)載根本穩(wěn)定或緩慢改動的場合，對電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩改動劇烈的運(yùn)用場合，卻不能獲得抱負(fù)的抵償作用。而我公司在多年無功功率抵償設(shè)備出產(chǎn)的經(jīng)歷基礎(chǔ)上，選用現(xiàn)代微電子技能、交交變頻技能、優(yōu)化的PID操控策略等先進(jìn)技能或理論，自立研制的新式變負(fù)載進(jìn)相器，完美處理了驟變式負(fù)載工況下的繞線電機(jī)就地抵償難的疑問，一起也能夠?qū)徛冐?fù)載及穩(wěn)定負(fù)載的繞線電機(jī)進(jìn)行有用的就地抵償。
2.1 電機(jī)定子側(cè)并聯(lián)電容器
首要，電容抵償僅僅對除電機(jī)以外的電網(wǎng)無功進(jìn)行抵償，削減電網(wǎng)上無功傳輸量，而對電機(jī)的電流、功率因數(shù)等運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)并無任何改動。其次，因?yàn)殡娙萜鞯謨斄客ǔ９潭ú蛔�，即便將電容器分級來改動抵償量，也不能滿足功率因數(shù)改動頻率高、范圍大、速度快的驟變負(fù)載電機(jī)的抵償請求。并且電容的運(yùn)轉(zhuǎn)受諧波的影響較大，電容器在諧波存在的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)會形成過電流和過負(fù)荷，損害電容器的運(yùn)用壽命。
2.2 電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串接旋轉(zhuǎn)式進(jìn)相器
旋轉(zhuǎn)式進(jìn)相機(jī)是旋轉(zhuǎn)的，它與電機(jī)的聯(lián)接是經(jīng)過滑環(huán)和碳刷完成的。碳刷怕塵埃，易磨損，壽命短，使旋轉(zhuǎn)式進(jìn)相機(jī)修理量大，需求備用元件，旋轉(zhuǎn)式進(jìn)相機(jī)有噪音，會發(fā)生火花。旋轉(zhuǎn)式進(jìn)相機(jī)的抵償量是固定的，不能依據(jù)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況調(diào)理。別的，旋轉(zhuǎn)式進(jìn)相機(jī)通常直接聯(lián)接在電機(jī)上，如果旋轉(zhuǎn)式進(jìn)相機(jī)呈現(xiàn)毛病，會形成電機(jī)轉(zhuǎn)子開路運(yùn)轉(zhuǎn)或停機(jī)，修理只能在停機(jī)狀況進(jìn)行，影響出產(chǎn)的接連性。
2.3 電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串接一般停止進(jìn)相器
一般停止進(jìn)相器無電容器，無滾動部件，不怕塵埃、可靠性高、運(yùn)用壽命長、修理便利，幾乎沒有聲音，不會發(fā)生火花，沒有電容器和旋轉(zhuǎn)式進(jìn)相器缺乏。進(jìn)相器呈現(xiàn)毛病后能夠主動退出運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)過轉(zhuǎn)接設(shè)備將轉(zhuǎn)子接入起動器，電機(jī)能夠持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時對進(jìn)相器進(jìn)行修理，修理好后能夠不停機(jī)再投入運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠極好的確保出產(chǎn)的接連性。水泥職業(yè)的球磨機(jī)、風(fēng)機(jī)等繞線電機(jī)，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時負(fù)載對比穩(wěn)定，改動起伏不大，關(guān)于這類電機(jī)，用一般停止進(jìn)相器就能夠獲得極好的抵償作用，故一般停止進(jìn)相器逐步被廣大的水泥用戶承受和認(rèn)可。
但一般停止進(jìn)相器因?yàn)榈謨敺椒▽Ρ葐我�，抵償量根本穩(wěn)定，在水泥職業(yè)的首要用電設(shè)備的破碎機(jī)和輥壓機(jī)上運(yùn)用時，因?yàn)槠扑闄C(jī)和輥壓機(jī)的負(fù)載改動起伏大、速度快，簡單呈現(xiàn)兩種極端景象，要么輕載抵償缺乏，要么重載過補(bǔ)，不能夠進(jìn)行有用的盯梢與抵償，故達(dá)不到極好的抵償作用。
2.4 電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串接變負(fù)載進(jìn)相器
變負(fù)載進(jìn)相器除具有一般停止進(jìn)相器的悉數(shù)長處外，另具有一般停止進(jìn)相器所不具有的兩大杰出特色：
�。�1）變負(fù)載進(jìn)相用具有雙單片機(jī)操控系統(tǒng)，內(nèi)置多種抵償形式，能夠主動盯梢負(fù)載改動情況，依據(jù)負(fù)載的改動情況主動調(diào)理有關(guān)參數(shù)，使其抵償作用不管在何種負(fù)載情況下一直保持在抱負(fù)的抵償狀況，徹底滿足負(fù)載驟變工況下的無功抵償請求。
（2）能夠?qū)崟r檢查電機(jī)負(fù)載的改動，動態(tài)調(diào)整附加在轉(zhuǎn)子上的電動勢幅值，以使電機(jī)的功率因數(shù)保持在期望值上。因而，WVP變負(fù)載進(jìn)相器在水泥職業(yè)破碎機(jī)和輥壓機(jī)這種改動負(fù)載的工況下，使功率因數(shù)到達(dá)抱負(fù)的作用，處理了一般停止進(jìn)相器在這類改動負(fù)載下的抵償不行或過補(bǔ)的缺點(diǎn)，使水泥職業(yè)各類繞線電機(jī)得到全部抱負(fù)的抵償。
（3）經(jīng)過格外的信號采樣電路，能夠檢查電機(jī)輕載情況下的低頻轉(zhuǎn)子電流信號。
3 變負(fù)載進(jìn)相器的作業(yè)原理
如圖1和圖2所示，變負(fù)載進(jìn)相器運(yùn)用現(xiàn)代微電子及大功率開關(guān)器材構(gòu)成交交變頻器，把工頻50Hz的溝通電壓變換為與轉(zhuǎn)子電流頻率一樣、相位滯后轉(zhuǎn)子電流90°的抵償電壓作為附加電勢，在電機(jī)轉(zhuǎn)子回路參加該附加電勢來改動繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子回路電流和電壓的相位聯(lián)系，進(jìn)而改動電機(jī)定子電流和電壓的相位聯(lián)系，到達(dá)改動電機(jī)功率因數(shù)的意圖。一起依據(jù)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)功率因數(shù)的巨細(xì)，實(shí)時主動調(diào)整附加電勢的幅值，改動轉(zhuǎn)子電流的巨細(xì)，以習(xí)慣負(fù)載的改動，到達(dá)動態(tài)抵償功率因數(shù)的意圖。
當(dāng)電機(jī)在某一負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)時，其轉(zhuǎn)子電流為I2e、定子電流為I1e,向量圖如下所示:
從電機(jī)學(xué)咱們知道，激磁電流Im由聯(lián)系式Im = I1e － I2e，從圖3可得出Im。當(dāng)變負(fù)載進(jìn)相器的電勢疊加在轉(zhuǎn)子回路后，轉(zhuǎn)子電流的相位變?yōu)閳D3中的I2。因?yàn)樨?fù)載不變，激磁電流Im不變。此刻的定子電流I1由聯(lián)系式I1=Im＋I(xiàn)2從圖3可得出I1，如圖所示。從圖3中能夠看出I1的功率因數(shù)角和幅值都比I1e小，說明電機(jī)的功率因數(shù)得到進(jìn)步，定子電流有所下降。
4 變負(fù)載進(jìn)相器的功用特色
1）選用先進(jìn)的交-交變頻技能和微機(jī)操控技能,可靠性高。
2）功率因數(shù)從0.90～0.99可接連設(shè)置，能主動將電機(jī)功率因數(shù)抵償就任一設(shè)定值。
3）選用優(yōu)化的功率因數(shù)閉環(huán)操控，使動態(tài)抵償精度達(dá)±2%。
4）下降電機(jī)定子電流15％～25％，下降線損、銅損20％～40％。
5）電機(jī)無功功率下降60%以上。
6）電機(jī)的溫升明顯下降，過載才能及功率大為增強(qiáng)。
7）對不一樣工況的抵償習(xí)慣性強(qiáng)于現(xiàn)有抵償設(shè)備。選用優(yōu)化功率因數(shù)閉環(huán)操控，動態(tài)呼應(yīng)速度快，主動調(diào)理抵償量，然后克服了其它抵償設(shè)備所存在的抵償作用隨電機(jī)電流的波動或負(fù)載改動而改動的缺乏，其抵償精度高、作用好。
8）對不一樣負(fù)載改動呼應(yīng)時刻≤2ms。
9）完備的保護(hù)功用：輸出失流保護(hù)、超溫保護(hù)、外部毛病輸入保護(hù)和轉(zhuǎn)子缺相保護(hù)等。對每種保護(hù)均有相應(yīng)的毛病代碼顯現(xiàn)輸出，便運(yùn)用戶判斷處理。
10）完全的聯(lián)鎖功用：開機(jī)聯(lián)鎖使條件不具備時，電機(jī)不能起動；投入聯(lián)鎖使電機(jī)沒有起動結(jié)束時，不能投入；跳閘聯(lián)鎖使電機(jī)在WVP呈現(xiàn)重大毛病時跳閘停機(jī)。
11）用戶界面友愛，操作便利。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊、占地面積小。裝置、調(diào)試及平時保護(hù)便利。
12）可廣泛用于冶金、鍛燒、熔融、石油化工、水泥、造紙及制糖等大型高耗能職業(yè)的90-21000KW繞線電機(jī)，并格外適用于拖動驟變式負(fù)載的電機(jī)。
5 變負(fù)載進(jìn)相器在水泥職業(yè)的典型運(yùn)用實(shí)例
新疆某水泥有限責(zé)任公司有一臺800KW的高壓電機(jī)用在破碎機(jī)上，高壓電機(jī)參數(shù)如下：
類型YRKK630-8 額外功率800KW 額外電壓10KV
額外電流 60A 轉(zhuǎn)子開路電壓1076.8V 額外功率因數(shù)0.81
轉(zhuǎn)子額外電流445.5A 額外轉(zhuǎn)速742 r/min
這臺用于破碎機(jī)負(fù)載的電機(jī)，負(fù)載改動量大，電機(jī)頻頻作業(yè)在輕載或許過載兩種極限狀況（空載時的運(yùn)轉(zhuǎn)電流33A，功率因數(shù)為0.5以下，運(yùn)轉(zhuǎn)電流可到72A，過載量到達(dá)20％，功率因數(shù)為0.87），存在較大的沖擊性電流，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工況十分惡劣。
因?yàn)殡姍C(jī)輕載時功率因數(shù)很低，而過載時電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)電流超越額外電流較多形成電機(jī)的溫度增加，危及電機(jī)的可靠性及運(yùn)用壽命，該水泥公司于2008年7月購買了別的公司的一臺一般停止進(jìn)相器，投入運(yùn)用后發(fā)現(xiàn)輕載時功率因數(shù)不能進(jìn)步到0.9以上，并且進(jìn)相后電流隨負(fù)載的改動擺動較大，作用不抱負(fù)，故運(yùn)用一段時刻后被用戶閑置不用。2009年6月投運(yùn)了我公司一臺QCVP2－800G進(jìn)相器，編號為20905262。投入進(jìn)相器以后電機(jī)輕載時運(yùn)轉(zhuǎn)電流由33A降至12A，功率因數(shù)從0.5以下進(jìn)步到0.98，電機(jī)帶載時運(yùn)轉(zhuǎn)電流從72A降至62A，功率因數(shù)從0.87進(jìn)步到0.99，電機(jī)溫升下降，無過補(bǔ)或欠補(bǔ)景象存在，運(yùn)用效益十分明顯，用戶十分滿足。
6 結(jié)束語
關(guān)于水泥職業(yè)來說，球磨機(jī)、風(fēng)機(jī)這類負(fù)載平穩(wěn)的繞線電機(jī)運(yùn)用一般停止進(jìn)相器即可獲得極好的抵償作用。而在破碎機(jī)、輥壓機(jī)這類存在負(fù)載驟變的條件下，運(yùn)用一般停止進(jìn)相器通常不能獲得最好的抵償作用，選用LVP變負(fù)載進(jìn)相器則彌補(bǔ)了一般停止進(jìn)相器的缺乏，處理了驟變式負(fù)載工況下的繞線電機(jī)就地抵償難的疑問。經(jīng)過對水泥職業(yè)很多運(yùn)用的繞線電機(jī)的無功損耗進(jìn)行有用抵償，能夠下降功耗以節(jié)約電費(fèi)的付出，進(jìn)步功率因數(shù)以避免供電部門的罰款，進(jìn)步設(shè)備運(yùn)用率以削減電器設(shè)備的容量增大的出資，下降電機(jī)溫升以避免電機(jī)過熱焚毀，下降定子電流和進(jìn)步過載才能以進(jìn)步出產(chǎn)才能，然后給運(yùn)用公司帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
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