交流同步電機高壓變頻調速裝置成功投運及技術

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交流同步電機高壓變頻調速裝置成功投運及技術

發布日期:2015-06-18 17:17 來源:http://www.optixautolabs.com 點擊:

1.引言

    由于交流同步電機(簡稱同步電機)在可靠性與維護量、功率因數、電機尺寸與轉動慣量、控制精度、弱磁比等方面有其自身的優勢,對于大容量電機,世界各國已 基本趨向于使用同步電機。比如工業應用上大功率空氣壓縮機、水泵、煤炭與有色金屬行業中的大功率提升機和鋼廠大容量軋鋼機等均采用同步電機驅動。

    交流同步電機的調速是電氣驅動領域的一大難題,我國從20世紀70年代開始進行交流同步電機調速技術的研究,80年代初已研制成功交—交變頻同步電機的實驗樣機,但大功率交流變頻調速裝置直到90年代后期才得到發展。

    目前國產大功率變頻裝置成功應用于同步電機的實例很少,都是國外品牌一統天下。目前我國大型同步電機應用變頻調速雖然剛剛起步,但國外已經廣泛使用。通過 他們長期的運行實踐表明:應用高壓大功率變頻調速系統的經濟效益良好、其可靠性也可以得到保證。因此我國高壓同步電機變頻調速裝置將來的市場前景巨大。

    上海發電設備成套設計研究院電氣所自1999年開始通過對國內外高壓變頻裝置進行廣泛的調研,同時收集資料進行比較,確立了總的技術方案,采取單元串聯多 電平方式。經過幾年不懈努力,2002年底1250kw/6kv高壓變頻裝置樣機研制成功,2003年7月通過由上海市經委主持的產品技術鑒定。2003 年9月正式投入運行,產品一經推出,獲得諸多榮譽。2005年底,我公司成功研制生產了國產最大容量高壓變頻裝置,容量5000kw,在寧夏多維藥業有限 公司成功投運。2006年,我公司開始著手研制容量9600kw/10kv的高壓變頻裝置,2007年初已成功申請獲得國家高技術研究發展計劃(863計 劃)專題課題。目前公司已成功研制出maxf同步電機高壓變頻調速裝置,于2007年10月在河南心連心化肥有限公司空壓機同步電機上成功投運。

    2.同步電機變頻調速技術的難點分析

    同步電機與普通異步電機運行上主要的區別是同步電機在運行時,電樞電壓矢量與轉子磁極位置之間的夾角必須在某一范圍之內,否則將導致系統失步。因此同步電 機變頻調速時必須時刻控制這一夾角在允許的范圍內變動,這一點就是同步電機變頻和異步電機變頻的主要區別。以下將簡要介紹同步電機變頻調速過程遇到的難點 及maxf變頻裝置相應解決措施:

    (1)同步電機的啟動投勵過程

    通常同步電機啟動有兩種方式:一種先投勵,同步啟動;一種異步啟動,后順極性投勵。對于同步電機變頻啟動均采用先投勵,同步啟動,但常會出現轉子位置判斷 不正確導致電機啟動失敗。針對同步電機變頻調速改造,很容易采用異步啟動,順極性投勵方式,所以maxf變頻裝置對同步電機進行異步軟啟動,實現額定啟動 力矩,將同步電機啟動到8hz左右進行順極性投勵,具體所投勵磁大小及投勵時頻率可以根據不同應用場合調試確定。至此,電動機轉子磁場和定子磁場間夾角經 過小量有阻尼震蕩后,電機轉子磁極被定子磁極可靠吸引,同步電機進入同步運行狀態。變頻器按照預先設定的加速度,逐漸加速到給定頻率。此時,同步電機電樞 電壓矢量與轉子磁極位置之間的夾角逐漸拉大到某一常值,電機轉子磁極在定子磁場的吸引下逐漸加速至期望轉速,同步電機起動過程完成。


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