磁阻反应式同步电机在腈纶纺丝生产线的应用
  • 技术应用
  • 2015-10-26 09:07
  • 来源:中国纺织机械网
  • 作者:[db:作者]
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  •   我厂腈纶纺丝生产线是我国为数不多的几家大型腈纶生产厂家,腈纶纺丝生产技术引进美国ACC公司的两步湿法纺丝生产技术,前后共建成六条生产线,工艺流程由进料、溶剂牵伸、热牵伸、蒸汽定型、再牵伸、包装几个部分组成。生产线自动化程度篼,使用大量的电机,由于生产线环境恶劣且电机速度控制精度要求高,因此采用了交流电机变频调速的控制方式。生产线前纺使用的生产调配液为硫氰酸钠水溶液(NascN)具有很强的腐蚀性,所以交流电机采用了环境适应性更好的铝壳磁阻反应式同步电机。电机的使用情况见表1.表1磁阻电机的技术数据位号F1计量泵F2牵引辊F4溶剂牵伸限幅F5溶剂牵伸引出水洗水洗F11预热机F12热牵伸限幅台数功率/kW转速八*min-1额定电压/v额定电流/A频率/Hz功率因数额定转矩/N绝缘等级简单。无滑动接触,制造容易,只需一种电源,过载能力大,不易失步,运行可靠等特点。其结构由一般笼型异步电机派生出来,定子结构基本相同,仅定2磁阻反应式同步电机磁阻反应式同步电机是由转子上交轴和直轴磁阻不等而产生磁阻转矩的同步电机。它具有结构子绕组设计稍有差异。转子一般是在异步电机的转子铁心冲片上加开反应槽而成。加开反应槽可以使直轴和交轴磁阻产生差异,磁阻差别愈大,磁阻转矩就愈大,出力和过载能力亦愈高。磁阻电机转子无励磁绕组,不能自行起动,因此转子上设有供起动用的笼型绕阻。基本工作原理为当定子通入交流电时,在定子电流产生的旋转磁场作用下,由转子交轴、直轴磁阻不等而产生磁阻转矩。磁阻同步电机的起动是借助转子笼型绕组的作用,产生异步转矩,在加速至接近同步转速时,利用磁阻转矩牵入同步运行。如果由于负载变化而引起转子摆动,笼型绕组还可以起阻尼作用,以减少电机振荡。

      为磁阻同步电机的基本工作原理。电机同步运行时,当转子凸极的轴线和定子磁场轴线间的夹角0(即负载角)为零时,通过转子磁路的磁阻*小,气隙磁场没有扭歪现象,其磁阻转矩。为零(图la),此时电机为理想空载情况。转子带负载后,转子凸极轴线对定子磁场轴线滞后一个负载夹角心气隙磁场被扭歪,磁力线所经路径被拉长,磁阻增大,被拉长了的磁力线力图缩短所经路径减小磁阻,这便产生了磁阻转矩。此磁阻转矩和负载转矩相平衡,电机稳定运行。负载增加时J角随负载增加而增大,当0=45*电角度时,电机有*大同步转矩(图lb)。

      如负载转矩大于*大同步转矩亦既当>45*时,电机失步而进入异步运行状态。

      3控制系统纺丝线同步电机控制系统采用日本安川电气公司(YasKawa)提供的变频调速控制系统,由控制器(PLC)、变频器等组成。控制器CP-3300为日本安川电气公司生产的一种可编程序控制器,用于中小型规模控制系统,其目标是产生一种分级,分布式控制系统。它具有一般用途的顶序器功能,以及扩展的通讯功能,如YasKawa的实施磁芯网络传送和国际标准网络*Ethernet*.该设备由电源模块、CPU模块、运转模块和各种I/O通讯模块配置组成,可以提供*佳配置以符合任何需要。各种模块安装在一个标准19英寸机架的安装基座上。用户程序使用梯形程序或SFC语言,并由编程器生成。使用通讯模块传递,可以快速连接,使用RS- 232接口,操作和保养均很简单。变频器为日本安川公司生产的CIMR-H□系统产品,无级变速装置VS-616H3,高性能、数字化专用PM电机变频器驱动装置,采用电压型的电流PWM控制。变频器带有可安装PG速度控制卡,通讯传送接口卡,数字速度基准卡,同步控制卡等插件。带有PG控制的速度波动幅度为0.03%.VS-616H3变频器具有很强的保护功能,当检测到故障时,可以自动在操作器上显示,并经故障触点输出,执行停机或跳闸。充分保证了变频器和电机的正常工作状态……由于同步电机以电源频率决定的同步速度旋转,因此高精度地保持变频器输出频率的精度,即使不用闭环也可精度良好地维持速度。电机采用V/F控制方式运行,其控制回路见,控制回路包括运算、放大、驱动回路(主控制板)、主回路电压检测回路、通讯传输回路。此控制回路无速度负反馈。但设立了正速度反馈回路,即从主回路上测取某一频率下的实际电压作为反馈信号,与变频器输送的定值相比较。产生的偏差信号送到运算回路,然后将运算的结果向变频器发出指令,自动控制变频器改变输出频率及电压值,达到控制输出电压、频率的目的,从而控制电机的转速。

      4结束语磁阻反应式同步电机配合变频器在宽范围无工矿企业采用660V供电时异步电动机绕组的改接线方法山东滨化集团有限责任公司(256619)徐鹏青机绕组的改接线方法,并提出了改接线应注意的问题。

      叙词企业异步电动机绕组进入二十世纪以来,各国相继把提高低压供电系统的额定电压作为当今电力技术发展的重要方向之一。1980年国家发布的GB156― 80中规定,低压供电的额定电压除380V以外,660V电压作为标准电压,我国现行额定电压标准GB156―93中,660V电压仍作为标准电压使用。自1958年我国**个660V供电系统在山西大同旷务局试验成功,至今已有40多年的历史。从国外发展情况来看,660V供电不仅限于煤旷,已在冶金、化工、石油化工、电站等工旷企业广泛推广使用。多年来经升压供电改造企业的运行实践表明,660V供电较目前普遍采用的380V供电具有输电能力强、电能损耗低、电压质量高、节约金属材料、供电安全可靠等优点。三相异步电动机(以下简称电动机)的用电量与电力系统总用电的60%以上,充分利用现有380V额定电压的电动机,通过改变绕组的接线方级调速系统中。其正常工作范围内电机转速和电源入电流的有效值比电机电流大。变频器与电机间的频率成严格的比例关系,而与负载的变动无关。故电缆敷设距离长,则电压降大,会产生电机转矩不在稳速的运行和多电机同步协调方面运用有突出足。特别是变频器输出频率低时其输出电压也低,的优越性,其调速性能、动态特性均优于直流电机电压降所占的比例增大。因此变频器与电机间的电及异步电机,满足了纺丝生产线的环境和控制精度的要求,使电机维护工作量大大降低,减少了生产维护成本,取得了较好的经济效益。但在使用中应注意以下两点:(1)磁阻同步电机的起动电流、额定电流较大,因此对于相同电机容量需要选择较大的变频器。

      (2)电机主电缆的选择。采用变频器进行调速控制电机,根据变频器的输入功率因数,变频器输缆压降以额定电压的2%为允许值。

      (3)采用同步电机,控制方式选择为V/F不适合急剧加减速控制。有时在30Hz以下有不稳定现象。

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