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變頻器在回轉(zhuǎn)窯拖動領(lǐng)域的應(yīng)用
論點：
�、俑鶕�(jù)回轉(zhuǎn)窯的工況對電機、變頻器的選型
�、谡{(diào)試、運行中出現(xiàn)的問題及解決方案
�、蹜�(yīng)用特點及使用效果
一、概況：
“陽泉青山耐火材料公司”擁有一條Φ2.5×50m中空窯回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線，年產(chǎn)量10萬噸。原設(shè)計窯體拖動采用55KW直流電機和直流調(diào)速系統(tǒng)，能耗大，且經(jīng)常出現(xiàn)問題，不能在很低的轉(zhuǎn)速下運行，維修技術(shù)難度及費用較高，故更換為55KW勵磁滑差調(diào)速電機。由于窯體長期運轉(zhuǎn)，受熱膨脹系數(shù)的影響，使窯體變形嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)電機堵轉(zhuǎn)，不能正常運轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的連續(xù)性及產(chǎn)量。因此，2004年8月5日我們建議該回轉(zhuǎn)窯拖動應(yīng)用變頻調(diào)速運行。
二、依據(jù)回轉(zhuǎn)窯的工況對變頻器的選型：
1、根據(jù)回轉(zhuǎn)窯運轉(zhuǎn)特點可知，變頻器驅(qū)動減速器帶動回轉(zhuǎn)窯啟動過程中，開始克服靜摩擦力。零速啟動時，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩并不大，隨著頻率增大到10－13HZ，變頻器輸出電流達(dá)到最大值，是正常運轉(zhuǎn)負(fù)載的3－4倍。這是因為剛開始啟動時，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的物料處于正下方。經(jīng)過一段時間的加速，使物料動態(tài)地“搬運”到回轉(zhuǎn)窯的一側(cè)，這時變頻器所需提供給電機的能量即轉(zhuǎn)矩最大，如無此轉(zhuǎn)矩，頻率再升也無法驅(qū)動回轉(zhuǎn)窯。變頻器繼續(xù)加速，其輸出電流減小。由于回轉(zhuǎn)窯屬于大慣性負(fù)載設(shè)備，一旦變頻器驅(qū)動電機克服了這種大慣性負(fù)載，啟動起來，維持正常運轉(zhuǎn)所需要的驅(qū)動能量即轉(zhuǎn)矩就很小。
2、根據(jù)回轉(zhuǎn)窯這種負(fù)載特點，變頻器以及電機的功率選擇較為復(fù)雜。由于55KW調(diào)速電機經(jīng)常堵轉(zhuǎn)，不能正常運轉(zhuǎn)，加上燒結(jié)溫度較高，熱膨脹系數(shù)較大，窯全變形嚴(yán)重。滿偏電流200A左右，并且考慮到55KW、4極調(diào)速電機轉(zhuǎn)數(shù)為1500r/min，而回轉(zhuǎn)窯正常運行轉(zhuǎn)數(shù)為800r/min左右，非正常運行轉(zhuǎn)數(shù)更低，針對變頻器來說，運行頻率只有25HZ左右，嚴(yán)重影響電機的散熱。
3、鑒于以上情況，對此回轉(zhuǎn)窯拖動選擇了電機90KW、6極電機，變頻器選擇為HF-G7-90T3，此選型可在正常運轉(zhuǎn)800r/min時，電機頻率為40HZ左右，因而避免了由于電機正常運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速較低使電機散熱不好的問題。但是由于其它因素的影響，最終選型定為電機90KW、6極電機，變頻器為HF-G9-160T3，配置為鍵盤或電位器調(diào)速。
三、調(diào)試、運行出現(xiàn)的問題及解決方案：
1、出現(xiàn)的問題：
①變頻器HF-G7-90T3，啟動正常，但在運行中頻繁跳“OC”過流，使生產(chǎn)不能正常。查其原因，發(fā)現(xiàn)由于負(fù)載慣量大，產(chǎn)生一個瞬時峰值電流“340A”，而HF-G7-90T3的過載極限電流為270A，小于其峰值電流。鑒于此種情況，經(jīng)反復(fù)論證計算，最后選型為HF-G9-160T3，為了避免一些電磁干擾，配置了交流輸入電抗器及直流電抗器。
�、谧冾l器HF-G9-160T3，額定電流為320A，過載系統(tǒng)按1.5－1.8計算，過載極限為480－570A，其輸出電流極限是90KW，電機額定電流的280%－300%，是瞬時峰值電流340A的140%－160%，因此足可以克服其瞬時產(chǎn)生峰值電流，運行正常，不再跳“OC”過流。但是在正常停機的情況下，啟動困難，借助輔助設(shè)備才有可能啟動。
2、解決問題的方案：
分析以上情況，判斷為啟動力矩不足，而且提升啟動力矩的V/F補償曲線僅有5條，此參數(shù)設(shè)定最大5，運行頻率上升50HZ，電機只是打顫，而未能啟動。經(jīng)與惠豐電子姜政工程師探討，認(rèn)為提升力矩的V/F補償曲線太少，正向提升電壓不足，5條補償曲線只能針對一般負(fù)載而言，但是對于大慣性負(fù)載回轉(zhuǎn)窯拖動就力不從心了。于是將原設(shè)計V/F補償曲線由5條改為正向提升電壓16條，V/F補償曲線設(shè)定為8，才使啟動運行都正常。
四、應(yīng)用特點及使用效果：
1、變頻調(diào)速在回轉(zhuǎn)窯拖動的應(yīng)用，其調(diào)速范圍寬為0－400HZ，而回轉(zhuǎn)窯調(diào)速為0－50HZ、轉(zhuǎn)速為0－975r/min，正常運行時僅有700－800r/min，運行頻率為40HZ左右，因此完全滿足回轉(zhuǎn)窯工況的要求。
2、變頻調(diào)速具有齊全的保護功能，運行中如出現(xiàn)過流、過載、過壓、缺相及過熱時，變頻器都能及時對電機加以保護，并顯示故障原因，因而縮短了維修時間。
3、電機啟動無沖擊、運行平穩(wěn)。原直流調(diào)速及滑差電機調(diào)速不能在較低的速度下運行，啟動過程設(shè)備振動大。使用變頻后，電機從零速啟動，開始輸入的啟動轉(zhuǎn)矩小，然后漸漸平滑升速，這樣減小對設(shè)備的沖擊，系統(tǒng)故障率顯著降低，為穩(wěn)定回轉(zhuǎn)窯的熱工參數(shù)創(chuàng)造了必要條件。
4、變頻器運行幾個月來，沒有發(fā)生過任何故障，大大減少了維修工作量及費用，同時也提高了回轉(zhuǎn)窯的運轉(zhuǎn)率，節(jié)能效果非常顯著。
安裝變頻調(diào)試前，電機運行電流平均為155A，經(jīng)常出現(xiàn)瞬時峰值電流340A，使設(shè)備無法正常運行，嚴(yán)重影響了產(chǎn)量及質(zhì)量。
安裝變頻調(diào)速后，變頻器輸入電流為60－75A，輸出電流為130－150A，電壓為260－280V，比原來的調(diào)速系統(tǒng)節(jié)電40%左右，間接經(jīng)濟效益更為可觀。因而能夠長期穩(wěn)定運行，減少了因故障停機造成的生產(chǎn)損失，使耐火材料的產(chǎn)量、質(zhì)量有一定的提高，維修費用也大幅度下降。
綜上所述，本人只是對變頻器在回轉(zhuǎn)窯拖動過程中，針對選型、啟動、運行中所發(fā)生的問題進行了簡單闡述。就回轉(zhuǎn)窯大慣性負(fù)載的特點，我認(rèn)為在選型上應(yīng)側(cè)重于功率匹配的矢量型變頻器，效果會更佳。（
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