摘要
用變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)代替許多傳統(tǒng)電動執(zhí)行機(jī)枃構(gòu)是節(jié)約能源、改詟工藝流程、提高控制系統(tǒng)品質(zhì)的有效手段。但是,目前大部分變頻裝置依賴進(jìn)口,價格昂貴、一次性投入高,普遍使用變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)還不現(xiàn)實,對老機(jī)組中用變頻調(diào)速后節(jié)能*的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造、尋求高性能價格比的解決方案應(yīng)該成為目前研究的重點。
一、概述
電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、拖動各種生產(chǎn)機(jī)械的要、也是基本的工具,由于生產(chǎn)工藝的要求和節(jié)約能源的需要,可調(diào)速電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)一直成為科技人員的研究對象,其應(yīng)用也越來越廣泛。在可調(diào)速電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展過程中曾出現(xiàn)過直流調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、電磁調(diào)速、電液耦合調(diào)速以及滑差調(diào)速等各種調(diào)速方式,但是,以上各種調(diào)速方法在實際應(yīng)用中都存在著局限性和缺點。隨著電力電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,一種新型的、智能的、集各種高精尖技術(shù)于體的可調(diào)速電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生了,這就是變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。隨看變頻技術(shù)的日趨成熟,變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以其*的性能獲得越來越廣泛的應(yīng)用,與其它的可調(diào)速電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比有如下優(yōu)點：
a.啟動電對生產(chǎn)機(jī)械無以大大延長設(shè)備的使用壽命
b.智能化程度高、自診斷功能和保護(hù)功能齊全,設(shè)備的安全性性提高。
c.安裝簡單、使用方便、維護(hù)成本大大降低
d.機(jī)械特性好、動態(tài)響應(yīng)速度快、可提高控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)
e.風(fēng)機(jī)、泵類等高耗電設(shè)備來用變頻調(diào)速后可降低耗能、節(jié)約成本、提率。
二、變頻裝置原理
變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由變頻裝置(變頻器)和電動機(jī)組成的可調(diào)速拖動機(jī)構(gòu),電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向由變頻裝置控制,按照生產(chǎn)工藝的要求工作。其理論依據(jù)是下面公式：
口n=no(l-s)
口no=60f/p
口其中
口n—電動機(jī)轉(zhuǎn)速
口no—同步轉(zhuǎn)速
口s—滑差
口f—輸入電壓頻率
口d—電動機(jī)極對數(shù)
口從上面公式看出,改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速的方法有三種:一是改變滑差;二是改變電動機(jī)極對數(shù);三是改變輸入電壓頻率。通過引入變煩裝置把固定的電網(wǎng)頻率轉(zhuǎn)換成電動機(jī)所需要的頻率來實現(xiàn)電動機(jī)的調(diào)速就是變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作的理論基礎(chǔ)。變頻裝置一般分為交兩種實現(xiàn)方式。交一交型變煩器的調(diào)節(jié)范圍小、功率因數(shù)低、諧波污染大。現(xiàn)在的大部分變頻裝置都來用交的實現(xiàn)方式,其主要構(gòu)成分四部分:整流器、濾波器、逆變器和以cpu為核心的控制保護(hù)部分。整流器采用可控元件接成三相全控橋,把輸入的三相交流電變成電壓可調(diào)的直流電。濾波器主要是為了獲得較為平直的直流電、吸收電動機(jī)回饋的能量實現(xiàn)緊急剎車制動功能。逆變器采用門極可關(guān)斷晶間管gto、大功率晶體管gtr、絕綠柵雙級型晶體管igbt等元件,采用脈意pwm調(diào)制或矢量控制等方式將直流電逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電。
三、變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在火電廠的應(yīng)用
變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是國外首先研制成功的,國內(nèi)應(yīng)用較早的是石油化工、礦山機(jī)械等行業(yè),電力行業(yè)初是從給粉機(jī)開始使用變頻調(diào)速的,這是因為給粉機(jī)使用低壓電動機(jī),低壓變頻器成熟較早、安裝簡單、對電動機(jī)進(jìn)行變頻改造比較容易。給粉機(jī)來用變頻調(diào)速后不僅取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益,與采用傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)速裝置相比還有如下許多優(yōu)點:給粉機(jī)下粉均勻,媒粉自流現(xiàn)象減少,鍋爐燃嬈穩(wěn)定;燃料控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)范圍加寬,保護(hù)功能和事故處理能力增強(qiáng)為此,大部分電廠相繼對給粉電動機(jī)和直吹式然燒系統(tǒng)的給煤機(jī)進(jìn)行了變頻改造,并且都獲得了良好白行效果。
口隨著高壓變頻技益成熟,高壓變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在電力行業(yè)逐漸開始使用,考慮到節(jié)能效果,國內(nèi)使用高壓變頻裝置的設(shè)督主要集中在灰漿泵、低加疏水泵、升壓水泵和凝結(jié)水泵上,國外已有在給水泵上使用高壓變頻裝置的例子殳有變頻電動執(zhí)行機(jī)之前,火電機(jī)組一直采用電動機(jī)按定速運行,通過調(diào)節(jié)送、引風(fēng)或擋板的開度200mw以上機(jī)組的送、引風(fēng)機(jī)電量大,由此造成的失浪費大用電,很不經(jīng)濟(jì),而和響應(yīng)速度慢影響自動的投入和調(diào)節(jié)質(zhì)。因而,一些老電廠已經(jīng)或正在考慮采用變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)對風(fēng)星的控制方式進(jìn)行改造,考慮到采用整體的變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)雖然有諸多優(yōu)點，但是改造成本高,而原有送、引風(fēng)機(jī)的電動機(jī)在容量等級、防護(hù)等級等指標(biāo)上都能滿足變頻調(diào)速的要求,所以都是在保留原有設(shè)備的基礎(chǔ)上增加變頻裝置,方法有兩種:一種方法是,增加的變頻裝置與原電氣控制路并聯(lián)切換開關(guān)選擇控制電動機(jī)運行的通路,如圖。來用這種方法,當(dāng)變頻裝置故障戓檢修時,可使電動機(jī)恢復(fù)到原有的控制方式,不影響整個機(jī)組的運行,但是兩個控制通路之間需加連鎖,以免短路。第種方法是,去掉原有的電氣控制線路,直接采用變頻器控制電動機(jī)的運行。對老機(jī)組耗能高的高壓電機(jī)設(shè)備采用上述方法改造后不僅改善了相關(guān)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì),提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,更重要的是節(jié)省了廠用電。所以越來越受到電廠的重視,如大慶華能新華電廠對引風(fēng)機(jī)和灰漿泵進(jìn)行了變頻改造:安徴銅陵電廠對低加硫水泵進(jìn)行了變頻改造;清河電廠對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻改造。改造后都取得了較好的經(jīng)済效益和社會效益。
四、結(jié)論
口顯然,用變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)代替許多傳統(tǒng)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是節(jié)約能原、改善工藝流程、提高控制系統(tǒng)品質(zhì)的有效手段。但是,目前大部分變頻裝置依賴進(jìn)口,價格昂貴、一次性投入高,普遍使用變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)還不現(xiàn)實,對老機(jī)組中采用變頻調(diào)速后節(jié)能*的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造、尋求高性能價格比的解決方案應(yīng)該成為目前研究的重點。在對老機(jī)組改造中采用變頻調(diào)速裝置的同時,在新建機(jī)組設(shè)計中盡量采用變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),這樣可以避兔二次投入的浪費;同時,為變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計的變頻電動機(jī)有散熱效果好、電磁損失少、比普通電動機(jī)更節(jié)能等優(yōu)點,可使整個變頻電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作效率更高。