專利名稱：窯頭排風(fēng)機調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種窯頭排風(fēng)機調(diào)速裝置。
背景技術(shù)：
水泥熟料生產(chǎn)線比如5000t/d的熟料生產(chǎn)線，其窯頭電收塵動力設(shè)備為一臺6KV 高壓繞線式三相異步電動機，額定功率710KW，額定電流為85. 38A，額定轉(zhuǎn)速為742r/min， 轉(zhuǎn)子開路電壓1196V，轉(zhuǎn)子額定電流366A。根據(jù)熟料生產(chǎn)線及余熱發(fā)電的工藝需要，電動機的調(diào)速范圍應(yīng)在500-700 r/min之間，系統(tǒng)穩(wěn)定時長時間工作在640 r/min左右。顯然，現(xiàn)有高壓繞線式三相異步電動機不具備這樣的調(diào)整功能。眾所周知，通常風(fēng)機、水泵類負(fù)載多是根據(jù)滿負(fù)荷工作需用量來選型，而實際生產(chǎn)過程中由于工況和產(chǎn)量的變化，系統(tǒng)所需求的風(fēng)量或流量也隨之變化，大部分采用擋風(fēng)板、 閥門來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量來實現(xiàn)，而該方法是以增加阻力、犧牲電機的效率來達到要求的。而根據(jù)流體力學(xué)原理，風(fēng)機類負(fù)載風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。
發(fā)明內(nèi)容因此，本實用新型針對目前窯頭排風(fēng)機調(diào)速裝置不能夠有效的調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，只能采用其他的方式調(diào)整排風(fēng)量的問題，提供了一種可有效調(diào)整窯頭風(fēng)機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的調(diào)速裝置。本實用新型采用的技術(shù)方案為本實用新型窯頭排風(fēng)機調(diào)速裝置，包括用于檢測轉(zhuǎn)子電流的檢測裝置，并經(jīng)依次連接的整流電路、斬波器、逆變器和副邊連接定子繞組的升壓變壓器，構(gòu)成內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路。依據(jù)本實用新型的窯頭排風(fēng)機調(diào)速裝置，構(gòu)成一電流閉環(huán)反饋電路，內(nèi)反饋高頻斬波調(diào)速裝置來改變設(shè)備的運行速度來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量的大小，既可以滿足生產(chǎn)要求，又達到節(jié)約電能，解決了能源浪費的問題。上述窯頭排風(fēng)機調(diào)速裝置，還包括與所述內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路互鎖的并與窯頭排風(fēng)機相連的降壓啟動回路。上述內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路，所述降壓啟動回路為液體電阻啟動器。上述內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路，還包括用于檢測窯頭排風(fēng)機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的傳感器，該傳感器通過控制器連接用于互鎖的電路，以控制降壓啟動回路與內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路的切換。上述內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路，所述液體電阻啟動器的主電路還串接有所述內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路的輔助觸頭，以在窯頭排風(fēng)機斷電后切換所述液體電阻啟動器接入搖頭排風(fēng)機電路，構(gòu)成減速裝置。上述內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路，所述液體電阻啟動器的主電路接觸器的線圈控制電源為獨立設(shè)置的電源柜。
圖1為依據(jù)本實用新型的一種內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為窖頭排風(fēng)機電動機的功率消耗特性曲線。圖中1-風(fēng)機轉(zhuǎn)速不變，用閥門調(diào)風(fēng)量曲線；2-液力偶合器調(diào)速調(diào)風(fēng)量曲線；3-繞線電機用液體電阻調(diào)速器調(diào)速調(diào)風(fēng)量曲線；4-繞線電機用內(nèi)反饋高頻斬波調(diào)速裝置調(diào)速調(diào)風(fēng)量或交流電機調(diào)頻曲線；5-不計調(diào)速裝置功率消耗，在不同風(fēng)量下通風(fēng)系統(tǒng)的功率計算值曲線；6、定子繞組，7、轉(zhuǎn)子繞組，8、液體電阻啟動器，9、手動開關(guān)，10、整流電路，11、斬波器，12、逆變器，13、升壓變壓器。
具體實施方式
參照說明附圖1，其示出了一種窯頭排風(fēng)機調(diào)速裝置，包括用于檢測轉(zhuǎn)子電流的檢測裝置，并經(jīng)依次連接的整流電路10、斬波器11、逆變器12和副邊連接定子繞組6的升壓變壓器13，構(gòu)成內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路。內(nèi)反饋高頻斬波調(diào)速回路將交流調(diào)速三相異步電動機的轉(zhuǎn)子電壓經(jīng)轉(zhuǎn)子整流器變?yōu)橹绷麟妷海ㄟ^改變斬波器高頻PWM調(diào)制調(diào)節(jié)大功率電子開關(guān)的開通和關(guān)斷時間的比率當(dāng)斬波器導(dǎo)通時，轉(zhuǎn)子直流被斬波器短路，形成軸功率。當(dāng)斬波器開路時，轉(zhuǎn)子直流電流經(jīng)有源逆變器逆變，干式變壓器升壓后反饋入電動機定子繞組，形成轉(zhuǎn)差功率。改變斬波器的占空比，即改變兩部分的電流分配比例，從而實現(xiàn)電機調(diào)速控制，并達到節(jié)能的目的。高頻斬波裝置是一個BOOST升壓電路，在斬波電路穩(wěn)定工作時，對于某一個占空比D，輸入電SUi=Uc(I-D),轉(zhuǎn)子電勢為^tl，在轉(zhuǎn)子整流電路電壓平衡時，忽略二極管壓降， 暫不考慮整流電路的換向重疊壓降，有方程式Kuv*S^ffi2Q= Ui+Id*R式中Kuv—轉(zhuǎn)子電路整流系數(shù)S-—轉(zhuǎn)差率Id-—整流電流R-等效的轉(zhuǎn)子整流電路及斬波電路總電阻E20-—轉(zhuǎn)子電路開路電壓這是一個簡化式。由公式可以定性地分析高頻斬波調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。在系統(tǒng)工作時，電容器電壓U?；竞愣ā８淖償夭ㄕ伎毡菵即可改變轉(zhuǎn)差率S，也就是改變轉(zhuǎn)速。 當(dāng)增大占空比D時，等效的Ui降低，由于機械轉(zhuǎn)動慣量很大，電機轉(zhuǎn)速瞬間不會變化，所以電動機轉(zhuǎn)子整流電流Id很快增大。電機電磁轉(zhuǎn)矩相應(yīng)增大，電機加速，轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)差率S 下降，又使電機電流下降，電磁轉(zhuǎn)矩下降，故又在新的平衡點達到平衡。當(dāng)減小占空比時亦然，S升高會在新的平衡點穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。參見說明書附圖2，眾所周知，通常風(fēng)機、水泵類負(fù)載多是根據(jù)滿負(fù)荷工作需用量來選型，而實際生產(chǎn)過程中由于工況和產(chǎn)量的變化，系統(tǒng)所需求的風(fēng)量或流量也隨之變化， 大部分采用擋風(fēng)板、閥門來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量來實現(xiàn)，而該方法是以增加阻力、犧牲電機的效率來達到要求的。而根據(jù)流體力學(xué)原理，風(fēng)機類負(fù)載風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。利用SSC-F5000系列的內(nèi)反饋高頻斬波調(diào)速裝置來改變設(shè)備的運行速度來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量的大小，既可以滿足生產(chǎn)要求，又達到節(jié)約電能，解決了能源浪費的問題。本方案原理簡單、安全可靠定子電壓、頻率不變，主磁通亦不變。從而避免了定子控制時因為考慮主磁通的論而進行調(diào)壓變頻的麻煩。可以通過轉(zhuǎn)子的低壓控制實現(xiàn)高效率的調(diào)速，轉(zhuǎn)子側(cè)電壓一般在1000V左右，回避了定子側(cè)控制的高壓問題。本方案還包括與所述內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路互鎖的并與窯頭排風(fēng)機相連的降壓啟動回路，減小窯頭排風(fēng)機的起動電壓，保證啟動的安全性，避免對電網(wǎng)造成不利影響。進一步地，所述降壓啟動回路為液體電阻啟動器8，調(diào)整方便，控制簡單。先利用液體電阻起動器將收塵排風(fēng)機電機限流啟動運行，達到全速后水阻柜內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組短接接觸器 KM2吸合，隨后內(nèi)反饋高頻斬波調(diào)速裝置自動投入使用，調(diào)速裝置柜內(nèi)旁路接觸器KMl失電將液體電阻起動器甩開。進一步地，還包括用于檢測窯頭排風(fēng)機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的傳感器，該傳感器通過控制器連接用于互鎖的電路，以控制降壓啟動回路與內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路的切換，從而組成了電流和速度雙閉環(huán)反饋的系統(tǒng)，使速度控制更精確。所述液體電阻啟動器8的主電路還串接有所述內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路的輔助觸頭， 以在窯頭排風(fēng)機斷電后切換所述液體電阻啟動器接入搖頭排風(fēng)機電路，構(gòu)成減速裝置，使窯頭排風(fēng)機平穩(wěn)停止。所述液體電阻啟動器的主電路接觸器的線圈控制電源為獨立設(shè)置的電源柜，不會因為其他電路的掉電而影響液體電阻啟動器的正常工作。
權(quán)利要求1.一種窯頭排風(fēng)機調(diào)速裝置，其特征在于包括用于檢測轉(zhuǎn)子電流的檢測裝置，并經(jīng)依次連接的整流電路(10)、斬波器(11)、逆變器(12)和副邊連接定子繞組(6)的升壓變壓器(13)，構(gòu)成內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窯頭排風(fēng)機調(diào)速裝置，其特征在于還包括與所述內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路互鎖的并與窯頭排風(fēng)機相連的降壓啟動回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路，其特征在于所述降壓啟動回路為液體電阻啟動器(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路，其特征在于還包括用于檢測窯頭排風(fēng)機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的傳感器，該傳感器通過控制器連接用于互鎖的電路，以控制降壓啟動回路與內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路的切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路，其特征在于所述液體電阻啟動器(8) 的主電路還串接有所述內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路的輔助觸頭，以在窯頭排風(fēng)機斷電后切換所述液體電阻啟動器接入搖頭排風(fēng)機電路，構(gòu)成減速裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5任一所述的內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路，其特征在于所述液體電阻啟動器的主電路接觸器的線圈控制電源為獨立設(shè)置的電源柜。
專利摘要本實用新型公開了一種窯頭排風(fēng)機調(diào)速裝置，包括用于檢測轉(zhuǎn)子電流的檢測裝置，并經(jīng)依次連接的整流電路、斬波器、逆變器和副邊連接定子繞組的升壓變壓器，構(gòu)成內(nèi)反饋斬波調(diào)速回路。依據(jù)本實用新型可有效調(diào)整窯頭風(fēng)機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
文檔編號H02P27/06GK202111657SQ20112020868
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者張偉, 明振強, 李思宏, 楊延通, 楊振華, 王克東 申請人:魯南中聯(lián)水泥有限公司