【正文】
中,往往會(huì)使運(yùn)行中的風(fēng)機(jī)出口風(fēng)速風(fēng)量急劇加大,需人工緊急干預(yù)操作擋風(fēng)板風(fēng)門,影響鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。此時(shí)應(yīng)調(diào)整升速時(shí)間,延長(zhǎng)升速過(guò)程或盡可能避免運(yùn)行中由調(diào)速突然向異步的自動(dòng)轉(zhuǎn)態(tài)現(xiàn)象。(2)電機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)過(guò)數(shù)次雷雨天氣造成自動(dòng)轉(zhuǎn)態(tài)的現(xiàn)象。原因是系統(tǒng)對(duì)雷擊比較敏感,尤其是一些電子部件,其中壓敏電阻多次擊穿燒毀,故一般情況下在雷雨天氣來(lái)臨前都將調(diào)節(jié)方式手動(dòng)轉(zhuǎn)至異步狀態(tài),靠調(diào)節(jié)風(fēng)門來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量,以防影響鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。另方面適當(dāng)增大壓敏電阻阻值。(3)工作中的可控硅元件會(huì)發(fā)熱較快,使設(shè)備內(nèi)溫度很高,造成可控硅元件燒壞,特別在南方嚴(yán)酷的夏天,因此要進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)備的通風(fēng)冷卻,加裝足夠容量的空調(diào)器,確保設(shè)備運(yùn)行的安全。(4)整流逆變電路晶閘管冷卻風(fēng)機(jī)故障,風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行,使風(fēng)機(jī)由調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)入異步狀態(tài)下運(yùn)行。(5)快速熔斷器熔斷,原因是短路、容量偏小、雷擊過(guò)壓、調(diào)速電路故障、可控硅損壞以及運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換誤操作等原因造成。對(duì)于可控硅損壞,應(yīng)會(huì)引起快速熔斷器熔斷,如未熔斷,也會(huì)引起PLC裝置動(dòng)作自動(dòng)轉(zhuǎn)態(tài)??煽毓韬脡闹灰獪y(cè)量可控硅的極電阻,就可作出判斷。(6)電機(jī)缺相運(yùn)行,原因可能為交流接觸器、高壓開(kāi)關(guān)、各相關(guān)熔斷器、電機(jī)繞組等故障造成。因有源逆變器對(duì)晶閘管換向的要求是非常嚴(yán)格,一旦出現(xiàn)換向失誤,外接的直流電源就會(huì)通過(guò)晶閘管形成短路,形成很大的短路電流,將導(dǎo)致逆變失敗或叫逆變顛覆,也就是嚴(yán)重短路的后果。在運(yùn)行實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)而造成逆變失敗的原因主要有:(7)數(shù)字觸發(fā)板工作不可靠例如脈沖丟失、脈沖電路抗干擾能力較差、脈沖延遲或響應(yīng)能力不足等,或者觸發(fā)模塊損壞,引起某一個(gè)或多個(gè)擊穿,造成可控硅某一相或多相全導(dǎo)通,直流電流增大,保護(hù)動(dòng)作,運(yùn)行轉(zhuǎn)態(tài)。此時(shí)可以采用代換法,利用備用數(shù)字觸發(fā)板替換有疑點(diǎn)的數(shù)字觸發(fā)板,從而把故障范圍縮小到一定范圍。(8)晶閘管本身性能不好在應(yīng)該阻斷期間晶閘管失去阻斷能力,或在應(yīng)該導(dǎo)通時(shí)而不能導(dǎo)通。也可利用代換法找出性能不良的晶閘管。(9)交流電源故障例如突然斷電、缺相或電壓過(guò)低、瞬時(shí)停電以及接地等。(10)換相的裕量角過(guò)小,主要是對(duì)換相重疊角y估計(jì)不足,使換相的裕量時(shí)間小于晶閘管的關(guān)斷時(shí)間。而當(dāng)換向重疊角過(guò)大時(shí),換相的可靠性越差,嚴(yán)格測(cè)試數(shù)字觸發(fā)板相關(guān)數(shù)據(jù),確保換相裕量角的正確設(shè)置。(11)觸發(fā)回路接觸不良。引起各觸發(fā)信號(hào)錯(cuò)亂,可控硅導(dǎo)通角發(fā)生錯(cuò)亂,引起逆變失敗,從而引發(fā)過(guò)流動(dòng)作。由于受南方潮濕空氣的影響,觸發(fā)信號(hào)與可控硅連接的穿心螺栓極易生銹或由于振動(dòng)等原因而產(chǎn)生接觸不良,運(yùn)行中要注意檢查相關(guān)部件。運(yùn)行實(shí)踐證明,內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速在風(fēng)機(jī)的節(jié)能應(yīng)用中具有很強(qiáng)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性,其調(diào)速控制方式并不復(fù)雜,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。只要熟練掌握內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速技術(shù),充分了解設(shè)備的特性,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障,就能確保內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速電機(jī)在安全、經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下可靠運(yùn)行。電器接觸器控制電路設(shè)計(jì)是否合理,關(guān)系到串調(diào)裝置能否按正確的順序起動(dòng)、切換、運(yùn)行、停車,還關(guān)系到裝置的安全及元件的使用壽命。在設(shè)計(jì)中要注意以下幾點(diǎn):(1)必須有嚴(yán)格的起動(dòng)和切換順序。由于串調(diào)裝置中硅元件的耐壓等級(jí)是按照調(diào)速范圍最低轉(zhuǎn)速時(shí)所承受的電壓來(lái)選擇的,故繼電操作電路必須保證電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在達(dá)到規(guī)定的最低轉(zhuǎn)速以上時(shí)才允許切換至串調(diào)運(yùn)行狀態(tài)。起動(dòng)順序是:給控制回路送電。接通逆變器主電源轉(zhuǎn)子接入頻敏變阻器,接通定子電源,電動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng),電動(dòng)機(jī)加速至規(guī)定轉(zhuǎn)速時(shí)切換至串調(diào)運(yùn)行,此后立即切斷頻敏變阻器。(2)必須有正確的停車順序。一般繞線式異步電動(dòng)機(jī)空載勵(lì)磁電流較大,為電動(dòng)機(jī)額定電流的25%左右,這意味著電動(dòng)機(jī)有較大的磁場(chǎng)能量。因此在電動(dòng)機(jī)分閘時(shí)不允許轉(zhuǎn)子開(kāi)路,否則轉(zhuǎn)子側(cè)將產(chǎn)生嚴(yán)重過(guò)電壓,甚至擊穿電動(dòng)機(jī)絕緣。停車時(shí)也不允許切除所有電源,應(yīng)保證逆變器比整流器遲脫離電網(wǎng)。停車順序?yàn)椋菏勾{(diào)裝置脫離電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子同時(shí)接入頻敏變阻器;切斷電動(dòng)機(jī)定子電源,切斷逆變器電源,切斷控制回路電源。(3)用戶通常要求串調(diào)裝置能選擇“串調(diào)運(yùn)行”及“異步高速運(yùn)行”兩種工作方式,并能相互切換,在切換過(guò)程中必須注意,逆變器應(yīng)比整流器早接入電網(wǎng),在整流器合閘的情況下,不得斷開(kāi)逆變器電源,否則易造成逆變器顛覆。在切換過(guò)程中還應(yīng)避免轉(zhuǎn)子開(kāi)路。串調(diào)裝置發(fā)生故障時(shí)應(yīng)將轉(zhuǎn)子電路短接,整流器和逆變器電路斷開(kāi)。結(jié) 論本論文課題的選擇來(lái)源于實(shí)際工程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的需要,在能源日益緊張、能源費(fèi)用高漲的今天,研究性能更優(yōu)越、節(jié)能效果更好的調(diào)速系統(tǒng),符合國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文的研究也是處于建設(shè)節(jié)能型社會(huì)的大背景之下,是在客觀分析相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對(duì)目前的高壓大功率異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載較有發(fā)展前景的串級(jí)調(diào)速技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。串級(jí)調(diào)速是從電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速,是應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓大功率異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。繞線式異步電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速技術(shù)作為一種高效節(jié)能的調(diào)速方式,在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的歷史已有近二十年了,并且曾經(jīng)在一段時(shí)期里擔(dān)當(dāng)過(guò)異步電動(dòng)機(jī)節(jié)能調(diào)速的主流方案。這與串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)在轉(zhuǎn)子低壓側(cè)的控制方式密切相關(guān)。但同時(shí)由于串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)本身的弊端,如功率因數(shù)低、可靠性差等,使得此種調(diào)速方案的應(yīng)用日漸減少。尤其是近年來(lái)變頻調(diào)速技術(shù)和通用變頻器產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展,使得越來(lái)越多的市場(chǎng)被變頻調(diào)速產(chǎn)品所取代。但事實(shí)上,在大容量風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載的傳動(dòng)調(diào)速中,若選用變頻調(diào)速方式,目前看來(lái)并不十分經(jīng)濟(jì)。而傳統(tǒng)的串級(jí)調(diào)速方式亦無(wú)法達(dá)到現(xiàn)代電網(wǎng)的要求。綜合國(guó)內(nèi)外的研究近況,本論文采用了斬波式內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速方案,通過(guò)改進(jìn)其轉(zhuǎn)子側(cè)的功率的控制方式大大解決了普通串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)存在的功率因數(shù)低,諧波含量高的缺點(diǎn),并且使系統(tǒng)的效率得到了進(jìn)一步的提高。與其它調(diào)速系統(tǒng)相比,它具有成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于高壓大容量風(fēng)機(jī),水泵類負(fù)載的調(diào)速節(jié)能具有突出的優(yōu)越性。因此,斬波式內(nèi)饋串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)對(duì)風(fēng)機(jī),水泵類負(fù)載的節(jié)能調(diào)速具有重要的意義。本文主要得出以下幾個(gè)方面的結(jié)論:l、現(xiàn)代串級(jí)調(diào)速通過(guò)將逆變器的逆變角固定下來(lái)并設(shè)在最小值,通過(guò)調(diào)節(jié)斬波器導(dǎo)通時(shí)間與斬波周期的比率(即占空比),來(lái)改變串入轉(zhuǎn)子回路的等效反電勢(shì)的大小,從而改變轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)差率,達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。斬波式內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速裝置,不僅逆變器容量小,而且無(wú)功功率消耗也小,具有較高的功率因數(shù)和較小的諧波,這種調(diào)速方案比采用強(qiáng)迫換相逆變器的串級(jí)調(diào)速線路簡(jiǎn)單,工作可靠,易于實(shí)現(xiàn)IGBT器件在高壓大容量電動(dòng)機(jī)的節(jié)能調(diào)速中作為斬波開(kāi)關(guān)具有一定的優(yōu)越性。文中對(duì)主回路各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了精確計(jì)算,給出了具體計(jì)算公式,并且把電機(jī)參數(shù)的計(jì)算和所研究的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算用軟件加以實(shí)現(xiàn),以方便系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和推廣。對(duì)所開(kāi)發(fā)的雙閉環(huán)系統(tǒng),用MATLAB軟件進(jìn)行仿真,結(jié)果顯示:采用雙閉環(huán)控制,不僅提高了裝置的可靠性,而且動(dòng)態(tài)性能也得到提高。采用新的電力電子技術(shù)及新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法,探索性的把PYVM變流技術(shù)引入串級(jí)調(diào)速系統(tǒng),用功率器件IGBT構(gòu)成的PWM變流器代替?zhèn)鹘y(tǒng)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的晶閘管逆變器,能夠提高傳統(tǒng)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)、減少調(diào)節(jié)繞組側(cè)諧波含量,還可以有效的防止逆變顛覆。本論文的設(shè)計(jì)思想和方法不僅通過(guò)仿真進(jìn)行了驗(yàn)證,而且還在工程實(shí)際中得到了應(yīng)用,本文最后對(duì)帶斬波環(huán)節(jié)的內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試和分析,證明該調(diào)速系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期目的,具有良好的實(shí)際效果,是一種有特色,適合高壓大功率異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載節(jié)能的有效途徑,極具推廣應(yīng)用價(jià)值。本文應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略,探索性地研究了高壓大功率異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的調(diào)速技術(shù),本人認(rèn)為以下方面方面還有待后續(xù)研究和完善:(l)本文把PWM變流技術(shù)引入串級(jí)調(diào)速,但只完成了電壓型PWM變流器的理論分析和仿真,而沒(méi)有應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),因此要真正的把PWM整流技術(shù)引入串級(jí)調(diào)速并成功地應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),還會(huì)遇到比如IGBT過(guò)流保護(hù)等很多問(wèn)題,也有很多工作需要去研究和完善,而且其主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可以用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),相信會(huì)有許多研究人員介入這方面的研究工作。(2)串級(jí)調(diào)速通常是串接頻敏變阻器啟動(dòng),啟動(dòng)電流一般為23倍的額定值,為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng),啟動(dòng)平穩(wěn),啟動(dòng)電流限制在額定值附近,可以將串級(jí)調(diào)速啟動(dòng)方式改為串入電阻啟動(dòng)方式,要使串級(jí)調(diào)速裝置串入電阻軟啟動(dòng),在軟啟動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)調(diào)速運(yùn)行,還需要做很多研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作。隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)及電機(jī)控制理論的發(fā)展,當(dāng)然也少不了各國(guó)學(xué)者的科研努力,人們對(duì)功率變換規(guī)律有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),以后就會(huì)出現(xiàn)更新、更好的新型電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略,從而必將引起高壓大功率調(diào)速技術(shù)的更大發(fā)展。由于時(shí)間以及本人水平有限,論文之中難免有不足之處,尚待完善。敬請(qǐng)各位老師,各位專家批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)[1]陳伯時(shí)主編,:219241[2]王兆安,:43149[3]姜泓,:192[4]王宏文,陳在平,:112115[5],:8298[6],機(jī)械工業(yè)出版社。1992:5689[7]:58145[8]張小畫(huà)。2005:112145[9]吳竟昌,孫樹(shù)琴,宋文南,:水利電力出版社,1988,45~55[10],電氣傳動(dòng),1989,19(6):50~55[11]George 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