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變壓器動態

巫溪稀土永磁同步電動機在化纖紡絲機變頻調速中的應用

  及稀土永磁同步電動機開環變頻調速在化纖紡絲機上的應用。

  一、化纖紡絲機對電氣傳動的要求合成纖維工業諸如滌綸、錦綸、丙綸等都是采用熔體法紡絲。一臺紡絲機有許多紡絲位(12部位、24部位更多部位)同一個功能的不同紡位的電動機幾十臺,同一紡位不同功能的電動機幾臺,它們對電氣傳動的要求非常嚴格,對于濕紡工藝的腈綸、維綸及人造纖維中的粘膠纖維對電氣傳動要求也類似化纖紡絲機是一個多電機、小功率的同步驅動系統(含比例同步驅動系統)它對電氣傳動的要求可以概括為:四高“和‘一少”。

  的電機轉速要求橫向轉速一致,縱向比例同步)高性(轉速穩定,度高達01%)高轉速要求甚至更高轉速(在沒有升速齒輪箱條件下,電機轉速高達8000-9000rmin,甚至12000/min);高可靠性(至少保證一年安全連續運行8000h)二、化纖紡絲機變頻調速控制方案的選擇變頻調速系統控制方案選擇控制方案時,應滿足紡絲機“四高一少‘的要求。

  異步電動機開環變頻調速VVVF+IM開環雖然電路簡單、可靠性大,但是轉速精度難以達到0.5%~0.01%,所以一般不會選用。

  閉環該控制方案每個閉環系統雖可達0. 5%~0.01%指標但是幾十個閉環系統調整到相同的轉速精度十分艱難麻煩。另外,每個閉環系統都有速度傳感器故障率會高些,可靠性這個指標不能滿足,故此方案也不宜被采用。

  永磁同步電動機開環變頻調速WVF+SM開環由于同步電動機轉速精度僅決定供電頻率精度與負荷變化無關。為此通常采用高精度的變頻調速器和永磁同步電動機構成系統,無需采用閉環控制就可保證電機轉速精度達到對于滌綸高速紡POY和超高速紡工藝來講,電機轉速8000-120C0i/min這樣高的速度也是非變頻調速莫屬。為了保證纖維的纖度均勻,采用了高精度的變頻調速器和永磁式同步電動機的結合無需采用閉環控制就可以保證電機轉速精度達到0.1%-0.01%水平。

  變頻調速系統主電路方案化纖紡絲機變頻調速系統的狀況,大致可分為以下三個階段:大變頻調速器驅動由一臺大功率巫溪變壓器U來驅動多臺永磁同步電動機MS如所示。電動機可逐臺起動或分組起動。優點:系統簡單、控制方便不需加任何措施,可保證多電機同步運行。缺點:巫溪變壓器容量必須選用很大單臺電動機短路故障有可能引起巫溪變壓器跳閘造成停產。

  紡織電氣多臺小巫溪變壓器驅動多臺小巫溪變壓器驅動每一臺電動機均由一臺小巫溪變壓器驅動,一一對應如所示。對比大巫溪變壓器驅動優點::一臺巫溪變壓器驅動一臺電動機,可以實現軟起動巫溪變壓器容量基本上與電動機相同b.某臺電動機發生故障時,對應巫溪變壓器停止工作,不會影響整臺紡絲機的正常運車專。但也存在問題:a.總設定、總起動調節需另加環節;b.n臺巫溪變壓器輸出頻率會有離散性,存在一定的誤差,為達到轉速同步,需加串行通信接口。

  公用直流電源多臺小逆變器驅動所示采用公用直流小逆變器驅動,除了保持小巫溪變壓器驅動的特點外,還具有下列優點::可以實現電動機電動狀態和再生制動狀態的能量自動補償。如紡絲牽伸聯合機、腈綸預牽伸再牽伸機及滌綸短絲后處理的七輥牽伸機等為保持一定的牽伸張力,被拖電機必須處于制動狀態。公用直流母排連在一起被拖電機變成發電機經續流二極管整流成直流回饋到直流母線,電機不但無須從電網吸收能量還可將能量供給其它逆變器,既有利于直流母線電壓穩定,又起到節能之目的。b.可以協調整條生產線各臺電動機停車。某臺電機停得慢時,它將變為發電狀態,使其停車加快;反之某臺電機停得快,直流母排繼續對它供電,使其停車慢些,終各臺電動機基本上一起停下來。c可以防止瞬時停電帶來的停役故障巫溪變壓器有一個致命弱點,即抗電網瞬時停電能力差。一般幾個周波掉電(大于或等于30~ 50ms)可足以使巫溪變壓器停役,以致生產損失巨大,特別是紡絲計量泵部分。如果有兩個獨立交流電源,分別經整流器送至公用直流母排(需二極管隔離),一旦失掉一路交流電源,仍有另一路交流電源直持不會停車。d.重要設備電動機可設置“輔助運行逆變器”切換回路,見。

  輔助運行逆變器切換回路化纖紡絲機變頻調速歸納如下:采用高精度的巫溪變壓器;采用稀土永磁同步電動機采用開環控制變頻調速系統;趨向采用公用直流電源多臺小逆巫溪變壓器方案。

  三、稀土永磁同步電動機變頻調速在化纖紡絲機上的應用滌綸長絲紡絲卷繞機變頻調速系統長紡絲卷繞機電氣傳動見―臺紡絲機有48個紡絲位它對電氣傳動系統有以下要求滌綸長絲紡絲卷繞機電氣傳動同步和比例同步運轉為了保持纖維的纖度一致要求紡絲位不同而功能相同的電動機必須保持同步運轉同一紡位而功能不同的電動機之間必須保持比例協調同步運轉,以保證牽伸倍數一致。為也此48只計量泵電動機由一臺巫溪變壓器U1供電同理所有導絲輥、摩擦輥、橫動輥都分別由U2U3U4U5供電。巫溪變壓器均選高精度、數字設定。

  化纖紡絲機為了達到高速度和高精度多電機同步驅動幾乎都采用小型同步電動機其中永磁式同步電動機居多,反應式同步電動機少數(起動電流大,失步力矩小)。目前浙江中源電氣有限公司制造的永磁同步電機己在45kW以下,而且價格僅為進口同類電機的1/3左右。

  由于采用永磁同步電動機可使用開環控制變頻調速TYBZ稀土永磁同步電動機具有更優的電氣性能和節能效益。

  腈綸濕法紡絲機變頻調速系統紡絲部分是按紡位縱向排列的多組抽絲裝置,其生產工藝對電氣傳動有嚴格的要求每組抽絲裝置由一套紡絲設備和一套計量泵設備所組成,均要求的連續的速度控制其調速范圍為3:1-7.75:1,轉速精度為0 5%.全線多組抽絲裝置的紡絲機與計量泵之間需要保持嚴格地比例同步聯動運行精度亦為05%.我國大慶石化腈綸廠、上海金山石化腈綸廠、安慶石化腈綸廠都引進了腈綸紡絲設備,都采用變頻調速同步電機開環控制系統。安慶采用更先進的公用直流電源多臺小逆變器方案(所示)。1996年開始金山石化和安慶石化的技改項目中己開始采用浙江中源電氣有限公司的稀土永磁同步電動機并逐漸替代進口腈綸紡絲機共用直流電源變頻調速系統(計量泵部分)中一條腈綸紡絲線有相同的六個紡絲單元每個紡絲單元有5臺計量泵同步電動機,由逆變器供電所以6個單元逆變器共用一臺整流器。六臺紡絲輥電機則分別由另一組整流器的二臺逆變器供電。

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