大功率交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的研究(1)-wenkub
2023-01-30 02:32:58 本頁(yè)面
【正文】 特點(diǎn)的交直交變頻 調(diào)速開(kāi)始廣泛應(yīng)用于髙速、高性能的傳動(dòng)領(lǐng)域。4新型電力電子器件交直交變頻調(diào)速技術(shù)的研究20世紀(jì)80年代以來(lái)，大功率可關(guān)斷晶閘管 GT0、場(chǎng)控器件絕緣柵雙極晶體管IGBT、集成門(mén)極 換向晶閘管1GCT相繼問(wèn)世，開(kāi)始了一個(gè)以自關(guān)斷 電力電子器件為核心的新時(shí)代。而2000—2005年，國(guó)產(chǎn)化裝備已成熟并占領(lǐng) 市場(chǎng)，我國(guó)乳機(jī)傳動(dòng)交交變頻共239套，其中國(guó)外引圖3國(guó)產(chǎn)第一套礦井提升機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng) Fig. 3 The first domestic mine hoist AC variable speed system進(jìn)74套，國(guó)內(nèi)制造165套，占69 %。圖2國(guó)產(chǎn)第一套熱連軋機(jī)傳動(dòng)交流調(diào)速系統(tǒng) Fig. 2 The first domestic hot strip mill drive AC variable speed system2001年交交變頻技術(shù)被推廣到煤炭行業(yè)，在激 烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中戰(zhàn)勝ABB、西門(mén)子等國(guó)外大公司， 承接了國(guó)內(nèi)最大的礦井提升機(jī)傳動(dòng)工程，攻克了雙 機(jī)拖動(dòng)、系統(tǒng)冗余、髙安全性等難題,研制成功國(guó)產(chǎn) 第一套6 000 kW大型礦井提升機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)(見(jiàn) 圖3)，在淮南煤礦投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)當(dāng)年提煤 507 x 1041，年獲益達(dá)10億元，該項(xiàng)成果填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn) 礦井提升機(jī)大功率交流調(diào)速裝備的空白[4]。采用576支國(guó)產(chǎn)晶閘管研制了 8臺(tái)萬(wàn)千瓦級(jí)大 功率變頻器，驅(qū)動(dòng)8臺(tái)5 000 kW大功率變頻同步電 機(jī)。髙電 壓表面保護(hù)技術(shù)。，使交流調(diào)速達(dá)到高精 度、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)緊跟數(shù)字控制取代模擬控制的發(fā)展趨勢(shì)，采取 自主研發(fā)與引進(jìn)相結(jié)合，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件模 板，自主開(kāi)發(fā)調(diào)速系統(tǒng)的工程應(yīng)用軟件，自主完成工 程設(shè)計(jì)與工程調(diào)試，形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工程控制 軟件。計(jì)算了 熱連軋100多個(gè)不同鋼種、不同軋制工藝，總結(jié)出多 套交交變頻對(duì)電網(wǎng)無(wú)功沖擊及諧波的變化規(guī)律，解 決了多套交交變頻對(duì)電網(wǎng)無(wú)功沖擊及諧波計(jì)算與治 理的難題。從 異步電機(jī)控制出發(fā)，提出阻尼磁鏈定向控制原理，研 制了阻尼磁鏈定向控制系統(tǒng)，提出不要模擬器的工 程調(diào)試方法，使國(guó)產(chǎn)交流調(diào)速系統(tǒng)工程調(diào)試成功，這 些理論豐富并完善了交流同步電機(jī)調(diào)速理論。據(jù)此提出了電機(jī)設(shè)計(jì)的改進(jìn)方案，為阻尼電 流設(shè)計(jì)了合理通路，解決了同步電機(jī)阻尼繞組容易 燒毀的難題，使國(guó)產(chǎn)變頻同步電機(jī)研制成功。圖1交交變頻調(diào)速系統(tǒng) Fig. 1 AC AC variable speed system，解決了電機(jī)繞組燒 毀的難題，帶動(dòng)國(guó)產(chǎn)變頻同步電機(jī)研制成功針對(duì)國(guó)際上變頻同步電機(jī)阻尼繞組存在的模糊 認(rèn)識(shí),深入研究了同步電機(jī)阻尼繞組理論，提出同步 電機(jī)磁場(chǎng)定向控制存在動(dòng)態(tài)過(guò)程磁鏈與轉(zhuǎn)矩控制不 解耦的缺陷，阻尼繞組可以抵消動(dòng)態(tài)過(guò)程的電樞反 應(yīng)，改善磁鏈與轉(zhuǎn)矩解耦控制特性，加快電流響應(yīng)， 維持磁鏈恒定，抑制負(fù)載角振蕩，提高了同步電機(jī)的 過(guò)載能力。此外，交流調(diào)速傳動(dòng)產(chǎn)生的諧波轉(zhuǎn)矩會(huì)引起機(jī) 械振動(dòng)。因此，大功率變頻 器的諧波與無(wú)功的計(jì)算，工程設(shè)計(jì)與諧波治理就成 為該技術(shù)推廣應(yīng)用的難題。電力電子變頻器產(chǎn)生的諧波、無(wú)功沖擊會(huì)對(duì)電 網(wǎng)產(chǎn)生污染公害,諧波治理是近年來(lái)“綠色電能”的 重要課題。 大功率電力電子變頻器面臨的主要問(wèn)題是大功 率、高電壓、大電流、高效率和髙可靠性，而變頻器技 術(shù)主要取決于電力電子器件的發(fā)展。2大功率交流調(diào)速系統(tǒng)的組成和技術(shù)難點(diǎn)大功率交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)由交流變頻電 機(jī)、電力電子變頻器、調(diào)速控制系統(tǒng)三大部分組成。尤其是交流變頻調(diào)速可以節(jié)能 30 %以上，成為當(dāng)前節(jié)能減排，國(guó)家十大節(jié)能工程 電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的重點(diǎn)推廣技術(shù)。該技術(shù)一出現(xiàn)就受到國(guó) 內(nèi)外電工行業(yè)的極大關(guān)注。交直交變頻[中圖分類(lèi)號(hào)]TM32 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]10091742(2〇09)05 0031 06萬(wàn)方數(shù)據(jù)2009年第11卷第5期35[收稿日期]2〇〇9〇1〇5[作者筒介]李崇堅(jiān)(1952 ),男,廣西合浦縣人，冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院總工程師，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事電力電子及電氣傳動(dòng)研究。 MVA三 電平IGCT交直交(ACDCAC)變頻調(diào)速系統(tǒng)的研制，該變頻器結(jié)構(gòu)緊湊、性能良好、運(yùn)行可靠，達(dá)到國(guó)際 先進(jìn)水平。[關(guān)鍵詞]大功率交流電機(jī)。E — mail: licj aritime c171。隨著電力電子技術(shù)、微 電子技術(shù)以及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，大功率交流電 機(jī)變頻調(diào)速得到長(zhǎng)足的發(fā)展，并在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域 廣泛應(yīng)用。隨著鋼鐵行業(yè)飛速 發(fā)展，傳統(tǒng)的直流電機(jī)調(diào)速已不能滿(mǎn)足軋鋼機(jī)向大 型化、髙速化發(fā)展，采用交流調(diào)速取代直流調(diào)速已成 為趨勢(shì)。 交流電機(jī)分異步電機(jī)和同步電機(jī)，由于同步電 機(jī)具有功率因數(shù)高、變頻容量小、動(dòng)態(tài)性能好等顯著 優(yōu)點(diǎn)，國(guó)際上2 0
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