【摘要】：進入21世界,建設(shè)一個節(jié)能環(huán)保、綠色健康的新型社會已經(jīng)是大勢所趨了。在我們國家,大功率風機是冶煉企業(yè)的高耗能設(shè)備,是節(jié)能降排項目中的重重中之重。云南馳宏鋅鍺股份有限公司曲靖分公司面臨的節(jié)能壓力也越來越大,在大功率風機的運行過程中,如果采用調(diào)節(jié)導葉的方式來控制風機的風量,那么風機的振動較大,噪音也較大。為此,如何降低風機能耗、減輕噪聲污染,是一個亟需解決的實際生產(chǎn)問題。隨著高壓變頻技術(shù)的不斷發(fā)展和性能的提高,越來越廣泛的應用于我國的節(jié)能改造中,例如變頻器在火力發(fā)電行業(yè)、鋼鐵行業(yè)等一些高能耗行業(yè)的應用已經(jīng)非常普遍,也取得了實實在在的應用效果,節(jié)能成果顯著。論文從項目的背景和需要解決的問題出發(fā),論述了高壓變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀,通過對不同調(diào)速方式進行比較,最后選定了最優(yōu)的變頻調(diào)速方案對公司的大功率風機進行改造。文中對變頻器的選型、高壓變頻系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備的調(diào)試運行等進行了論述。在第五章中還選擇了其中的一臺電動機對其進行仿真分析,論證了變頻調(diào)速的優(yōu)點。通過對大功率風機節(jié)能改造的研究,解決了公司風機能耗大、運行效率低、系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題。并且通過運行已經(jīng)驗證了大功率風機變頻調(diào)速改造項目每年可以為公司節(jié)約488萬元左右的成本支出,具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM921.51;TF307
【圖文】：

第二章電動機的調(diào)速原理及方法11（a）正方向串聯(lián)（2p=4）（b）反方向并聯(lián)（2P=2）（c）反方向串聯(lián)（2P=2）(a)seriesinthepositivedirection(2p=4)(b)parallelinthereversedirection(2P=2)(c)seriesinthereversedirection(2P=2)圖2.2改變定子繞組的連接方式時定子的磁極對數(shù)改變Fig.2.2Changingthepolepairofthestatorwhenchangingtheconnectionofthestatorwindings變極調(diào)速所具有的好處是速度調(diào)控的效率很高，控制電路不是很復雜，維護也簡單，在穩(wěn)定工作的過程中對電網(wǎng)及通訊沒有干擾，初期投資少，設(shè)備運行的可靠性也高；它的不足之處是：有級調(diào)控，而且調(diào)節(jié)的級差很大，在變換接線方式的時候必須停止運行、斷電，這樣就會讓它的使用受到約束。多數(shù)電動機適合于按照一個固定調(diào)控檔數(shù)調(diào)節(jié)的場合。2.3.2串級調(diào)速串級調(diào)的方法是在繞線型感應電動機的轉(zhuǎn)子電路中，串聯(lián)接入一個額外的電動勢，通過改變額外電動勢的大小和方向進而可以改變轉(zhuǎn)子總的電動勢，因此只需要通過改變電動機轉(zhuǎn)子的電流，就可以改變電動機的轉(zhuǎn)動速度了，如下圖2.3。圖2.3電氣串級調(diào)速電路原理圖Fig.2.3electricalcascadespeedregulationcircuitprinciplediagram根據(jù)上圖2.3的電路圖可以得到串聯(lián)接入的附加電動勢之后的轉(zhuǎn)子電流公式為：

第二章電動機的調(diào)速原理及方法13一個新的穩(wěn)定轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)矩T將會減小到和負載轉(zhuǎn)矩相平衡。同理可得，當電阻值增加時，電動機的轉(zhuǎn)速就會下降。圖2.4轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的機械特性曲線（2′′′>2′′>2′）Fig.2.4mechanicalcharacteristiccurveofrotorstringresistancegoverning（2′′′>2′′>2′）電動機的轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)接入三組不同的電阻值機械型特性曲線圖如上圖2.4所示，從上圖中可以分析得出，對于像風機與泵類或者恒定轉(zhuǎn)矩這兩種類型的負載，轉(zhuǎn)子繞組回路串聯(lián)接入的電阻值越大，轉(zhuǎn)速下降的就越快，當電阻值為2′′′時機械特性曲線比較軟，只要負載轉(zhuǎn)矩有一個很小的變化就會使轉(zhuǎn)速產(chǎn)生較大的波動，因此轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速不太適用于深度調(diào)速的場合。轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速最主要的缺點就是串聯(lián)接入的電阻有很大的消耗，存在轉(zhuǎn)差功率損耗，只要轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差功率就會越大，這是一種低效調(diào)速的方法。優(yōu)點是可以在一定的范圍內(nèi)對轉(zhuǎn)速實現(xiàn)連續(xù)的調(diào)節(jié)，只用改變電阻值的大小就可以，操作簡單。因此，轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速只適用于中小容量的繞線式異步電動機中而且不需要進行深度的調(diào)速的場合。2.3.4定子調(diào)壓調(diào)速定子調(diào)壓調(diào)速的方法是：首先使用晶閘管交流調(diào)壓裝置把電動機的電源電壓變換為恒定頻率的可調(diào)交流電壓后再輸入到電動機的定子繞組中，根據(jù)電動機的轉(zhuǎn)矩公式可得，電動機的輸入電壓大小的平方值與電磁轉(zhuǎn)矩成正比，因此只要改變定子的電壓大小，就能對電動機的機械特性曲線進行改變，從而對其和負載機械特性曲線的相交點進行改變，該點就是電動機的實際工況點，就可以對電動機進行調(diào)速了。如下圖2.5所示為調(diào)壓調(diào)速的特性曲線，三條曲線所對應的電壓關(guān)系為30<20<10。

昆明理工大學碩士學位論文14圖2.5定子調(diào)壓機械特性曲線Fig.2.5statorpressureregulatingmechanicalcharacteristiccurve從上圖中可以看出，對于恒定轉(zhuǎn)矩的負載來說，當定子的電壓減小到30時，兩個負載的曲線就沒有交點了，由此可見定子調(diào)壓調(diào)速的方式對恒定轉(zhuǎn)矩的負載來說調(diào)速范圍是有限的。然而對于水泵與風機類的平方轉(zhuǎn)矩負負荷的情況，當電壓從10降低到20再降低到30時，其在機械特性曲線所對應的工作點也從點a變?yōu)辄cb最后變?yōu)辄cc，調(diào)速的范圍很大，因此在水泵與風機類負載的場合中應該使用定子調(diào)壓調(diào)速的方式進行調(diào)速。由于定子調(diào)壓調(diào)速的方法只改變電壓的幅值，不改變電壓的頻率，同樣的旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速也不改變，因此就存在轉(zhuǎn)差功率損耗的現(xiàn)象，會使電機的繞組發(fā)熱，這是一種低效的調(diào)速方式。定子調(diào)壓調(diào)速的優(yōu)點是可靠簡單，成本低、占用的空間比較孝使用和維護起來比較方便。缺點是調(diào)速的效率較低，機械特性比較軟，電網(wǎng)以及電動機的噪音和損耗受調(diào)壓裝置產(chǎn)生的高次諧波影響比較大。從上面的分析得出，定子調(diào)壓調(diào)節(jié)速度的方法只適用于水泵和風機的平方轉(zhuǎn)矩負載場合。2.3.5電磁離合器調(diào)速電磁離合器調(diào)速需要安裝電磁調(diào)速電動機來實現(xiàn)，位置是在電動機和負載的中間。電磁調(diào)速電動機是由下面的三部分組成的：三相異步電動機、電磁轉(zhuǎn)差離合器和測速發(fā)電機，三相異步電動機地作用是驅(qū)動器，適合使用于容量在0.40—660KW之間的風機、水泵或壓縮機等負載。需要由電磁離合器和鼠籠式異步電動機組合而成的調(diào)速電動機來進行電磁離合器調(diào)速，電磁離合器電動機就是用于這種調(diào)速的電動機，也叫做滑差電動機，電磁離合器調(diào)速是一種低效的速度調(diào)控方式。如下面的圖2.6所示，電樞、磁極

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本文編號：2796540