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變頻器在回轉窯拖動領域的應用
論點：
�、俑鶕�(jù)回轉窯的工況對電機、變頻器的選型
�、谡{試、運行中出現(xiàn)的問題及解決方案
�、蹜锰攸c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中空窯回轉窯生產線，年產量10萬噸。原設計窯體拖動采用55KW直流電機和直流調速系統(tǒng)，能耗大，且經(jīng)常出現(xiàn)問題，不能在很低的轉速下運行，維修技術難度及費用較高，故更換為55KW勵磁滑差調速電機。由于窯體長期運轉，受熱膨脹系數(shù)的影響，使窯體變形嚴重，經(jīng)常出現(xiàn)電機堵轉，不能正常運轉，嚴重影響了生產的連續(xù)性及產量。因此，2004年8月5日我們建議該回轉窯拖動應用變頻調速運行。
二、依據(jù)回轉窯的工況對變頻器的選型：
1、根據(jù)回轉窯運轉特點可知，變頻器驅動減速器帶動回轉窯啟動過程中，開始克服靜摩擦力。零速啟動時，驅動轉矩并不大，隨著頻率增大到10－13HZ，變頻器輸出電流達到最大值，是正常運轉負載的3－4倍。這是因為剛開始啟動時，回轉窯內的物料處于正下方。經(jīng)過一段時間的加速，使物料動態(tài)地“搬運”到回轉窯的一側，這時變頻器所需提供給電機的能量即轉矩最大，如無此轉矩，頻率再升也無法驅動回轉窯。變頻器繼續(xù)加速，其輸出電流減小。由于回轉窯屬于大慣性負載設備，一旦變頻器驅動電機克服了這種大慣性負載，啟動起來，維持正常運轉所需要的驅動能量即轉矩就很小。
2、根據(jù)回轉窯這種負載特點，變頻器以及電機的功率選擇較為復雜。由于55KW調速電機經(jīng)常堵轉，不能正常運轉，加上燒結溫度較高，熱膨脹系數(shù)較大，窯全變形嚴重。滿偏電流200A左右，并且考慮到55KW、4極調速電機轉數(shù)為1500r/min，而回轉窯正常運行轉數(shù)為800r/min左右，非正常運行轉數(shù)更低，針對變頻器來說，運行頻率只有25HZ左右，嚴重影響電機的散熱。
3、鑒于以上情況，對此回轉窯拖動選擇了電機90KW、6極電機，變頻器選擇為HF-G7-90T3，此選型可在正常運轉800r/min時，電機頻率為40HZ左右，因而避免了由于電機正常運轉轉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速。
三、調試、運行出現(xiàn)的問題及解決方案：
1、出現(xiàn)的問題：
�、僮冾l器HF-G7-90T3，啟動正常，但在運行中頻繁跳“OC”過流，使生產不能正常。查其原因，發(fā)現(xiàn)由于負載慣量大，產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。
②變頻器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載而言，但是對于大慣性負載回轉窯拖動就力不從心了。于是將原設計V/F補償曲線由5條改為正向提升電壓16條，V/F補償曲線設定為8，才使啟動運行都正常。
四、應用特點及使用效果：
1、變頻調速在回轉窯拖動的應用，其調速范圍寬為0－400HZ，而回轉窯調速為0－50HZ、轉速為0－975r/min，正常運行時僅有700－800r/min，運行頻率為40HZ左右，因此完全滿足回轉窯工況的要求。
2、變頻調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)。原直流調速及滑差電機調速不能在較低的速度下運行，啟動過程設備振動大。使用變頻后，電機從零速啟動，開始輸入的啟動轉矩小，然后漸漸平滑升速，這樣減小對設備的沖擊，系統(tǒng)故障率顯著降低，為穩(wěn)定回轉窯的熱工參數(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，同時也提高了回轉窯的運轉率，節(jié)能效果非常顯著。
安裝變頻調試前，電機運行電流平均為155A，經(jīng)常出現(xiàn)瞬時峰值電流340A，使設備無法正常運行，嚴重影響了產量及質量。
安裝變頻調速后，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損失，使耐火材料的產量、質量有一定的提高，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。就回轉窯大慣性負載的特點，我認為在選型上應側重于功率匹配的矢量型變頻器，效果會更佳。（
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