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維修技術(shù)
高壓電機變頻調速方案探討。
內容簡(jiǎn)介:變頻調速裝置是機電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品,從變頻器裝置的發(fā)展過(guò)程與發(fā)展趨勢來(lái)看,仍是以功率器件為主要代表。變頻調速具有較高的效率、較寬范圍與較高的精度,且規格齊全,能滿(mǎn)足各種不同的需求,適用范圍較廣,是最具發(fā)展前途的理想的調速方法。
      隨著(zhù)電力、電子技術(shù)、計算機技術(shù)的不斷發(fā)展,交流電機變頻技術(shù)得到了日益完善并迅猛的發(fā)展,中小容量的低壓變頻(690V以下)已被廣泛的應用。除節能降耗外,在機械、造紙、冶金、石化、礦山、建材、電力等領(lǐng)域其已成為必不可少的關(guān)鍵設備。然而,對于中大容量、高壓交流電機的變頻調速,除了價(jià)格因素之外,合理的改造方案或者設計方案,以及綜合投資和性?xún)r(jià)比,也成為了制約其被廣泛推廣應用的因素。

      1、高壓電機變頻調速方案現狀

      高壓大容量的變頻調速器是一種難度大、技術(shù)含量高的高新技術(shù),其開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)的難度有:因為高壓變頻器的供電電壓高,但是世界上電力電子元器件的耐壓水平較低;高壓大功率變頻器的技術(shù)難度大,制造技術(shù)也要求高。然而它主要被應用于風(fēng)機、水泵等的節能運行,需要低投入,由節電費用來(lái)償還投資。

      2、高壓變頻方案的分類(lèi)及特點(diǎn)

      2.1 高―低―高方案

      此方案以通用的低壓變頻器為核心,即:在低壓變頻器的輸入側加入一臺降壓變頻器,把6KV/3KV降至低壓變頻器適配的輸入電壓;在變頻器的輸入側加入一臺升壓變壓器,從而使得輸出電壓和電動(dòng)機的額定電壓相匹配。高―低―高的變頻調速方案,在國內市場(chǎng)較為普遍,也是目前應用最多的一種,在市場(chǎng)上主要是以西門(mén)子產(chǎn)品為主。在此方案中,按照直流供電整流單元的形式可分為6脈動(dòng)整流單元與12脈動(dòng)整流單元。6脈動(dòng)整流單元的系統結構簡(jiǎn)單,硬件構成的用費較低;12脈動(dòng)整流單元卻是由一臺次邊相差30度的三繞組變壓器與兩臺完全相同的整流單元所構成的,且在變壓器的二次側必須接入進(jìn)線(xiàn)電抗器,因此其相對成本較高,但是,從諧波分量上看,12脈動(dòng)整流的效果要比6脈動(dòng)好,6脈動(dòng)的諧波分量為5、7、11、13、17、19、23、25次,12脈動(dòng)的諧波分量為11、13、23、25次。

      此方案最適宜用于改造項目,優(yōu)點(diǎn):(1)方案成熟。僅以西門(mén)子的產(chǎn)品為例,目前已在國內應用的套數已出具規模。(2)原有的電機電纜無(wú)須進(jìn)行改動(dòng)。(3)便于實(shí)現切換的功能。(4)相比于高―高方案的投資較低。其缺點(diǎn):系統構成環(huán)節相對高―低或者高―高方案較多,因為濾波器以及升壓、降壓變壓器的損耗,長(cháng)期的運行費用也就相對較高。

      2.2 高―低―低方案

      高―低―低方案的核心仍然是以低壓變頻器為主,在變頻器的輸入側加裝一臺雙繞組的降壓變壓器,把高壓電機變成可用的低壓變頻驅動(dòng)的電壓等級。此方案目前在國內的用戶(hù)較多。西門(mén)子產(chǎn)品的應用較多,系統主要由雙繞組降壓變頻器、變壓器組成,此系統方案構成較簡(jiǎn)單,特別適用于新建項目,對于改造的項目,更換電機就會(huì )增加項目的開(kāi)支。其諧波分量主要為5、7、11、13、17、19、19、23、25次。

      此方案的優(yōu)點(diǎn)在于:(1)方案成熟。低壓IGBT或者IGCT功率器件已經(jīng)很成熟,應用范圍也很廣。(2)構成簡(jiǎn)單,維護的環(huán)節少。(3)投資少,見(jiàn)效快。低壓變頻器的價(jià)格低廉,市場(chǎng)價(jià)格相當透明。(4)升壓變壓器的損耗、長(cháng)期運行的費用低。此方案的缺點(diǎn):當用于改造項目時(shí),需要更換電機,增加改造的工作量,從而也使得項目投資增加,延長(cháng)施工周期。

      2.3 高―高方案

      高―高變頻器是高壓電源經(jīng)過(guò)高壓開(kāi)關(guān)柜后,直接送至高壓變頻器,經(jīng)高壓變頻后,直接將電壓供給給高壓電動(dòng)機的定子。

      此中高壓變頻調速系統主要有4種形式:(1)功率元件(GTO、SCR、SGCT)串聯(lián)式;(2)中點(diǎn)箝為位式,也就是三點(diǎn)平式(GTO、IGBT);(3)多電平式,其中常用的有四電平、五電平等(IGBT);(4)單相逆變器串聯(lián)式。這些高壓變頻器都是近年推出的,并且技術(shù)先進(jìn),效率高,占地面積也小,為高壓變頻器的主要發(fā)展方向。

      高―高方案采用單元串聯(lián)的方式(IGBT),利用移相疊加的原理(移相變壓器),有效的抑制諧波干擾,使得輸出的波形近乎成正弦波形。其具備以下優(yōu)點(diǎn):無(wú)需增加任何的輸出濾波或者功率補償裝置;使用效率可高達97%,功率因數較高,在無(wú)需任何補償裝置的情況下,當負載>20%時(shí),功率因數大于95%負載>20%;無(wú)諧波所引起的脈動(dòng)轉矩產(chǎn)生,可以避免負載共振,延長(cháng)電機與機械設備的使用壽命;可以使主電機、電纜絕緣避免受到dv/dt應力的損傷;電機不受共模電壓的影響;在壓降允許范圍內電機電纜無(wú)任何長(cháng)度的限制;對電網(wǎng)不產(chǎn)生污染;主器件由于采用冗余設計可靠性高,可適應極端的工況;功率單元具有自動(dòng)旁路功能,能夠提升供電的可靠性;具有瞬時(shí)停電不停機的功能,當電源電壓發(fā)生瞬時(shí)降壓或者停電(5s以?xún)龋冾l器不會(huì )停機。在電源電壓恢復后,就會(huì )立即重新加速,并恢復到原狀。當電源瞬停時(shí),在300ms以?xún)龋冾l器不會(huì )停止運轉。

      3、高壓變頻器的選擇原則

      在選擇高壓變頻器時(shí),應將各廠(chǎng)家的高壓變頻器進(jìn)行綜合的比較,不要被某些宣傳廣告與不實(shí)事求是的文章所誤導,更不能夠受習慣因素的影響。在選擇高壓大容量變頻器時(shí),應當注意一下原則:首先,可靠性及售后服務(wù);其次,價(jià)格;再次,主要的技術(shù)指標;最后,供貨期及廠(chǎng)家的信譽(yù)。

      4、結語(yǔ)

      變頻調速裝置是機電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品,從變頻器裝置的發(fā)展過(guò)程與發(fā)展趨勢來(lái)看,仍是以功率器件為主要代表。變頻調速具有較高的效率、較寬范圍與較高的精度,且規格齊全,能滿(mǎn)足各種不同的需求,適用范圍較廣,是最具發(fā)展前途的理想的調速方法。

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西瑪電機絕緣測試測量哪些部位的絕緣?
  在按照安全法規和西瑪電機操作規程正常操作裝置期間,使用電壓適當的兆歐表對電機進(jìn)行各種絕緣測量。通常,電機和電纜連接在一起測試絕緣。只有在檢測到故障時(shí),才需要在絕緣試驗拆除之前對電機或電纜進(jìn)行區分。
西瑪電機堵轉保護方式及其原理。
  根據西瑪電機其過(guò)載能力,允許短期運行。但是,如果故障不能及時(shí)排除,電機繞組會(huì )過(guò)熱,絕緣會(huì )降低,電機會(huì )燒毀。因此,堵轉保護是避免這類(lèi)錯誤的有效武器。
西瑪電機關(guān)于繞線(xiàn)轉子電機的甩包情況分析。
  即使繞線(xiàn)轉子電機在質(zhì)量和可靠性方面沒(méi)有問(wèn)題,在實(shí)際運行條件下長(cháng)時(shí)間超速或打滑也會(huì )導致電機甩包。可以說(shuō),在極限轉速下拒包是繞線(xiàn)轉子可靠性最大的質(zhì)量隱患。
西瑪電機防護結構與散熱方式之間的關(guān)系分析。
  西安西瑪電機的防護與通風(fēng)散熱密切相關(guān),實(shí)施的方法和手段直接決定著(zhù)電機的味道。增壓結構電機的防護等級可以達到普通封閉式電機的水平,但通風(fēng)散熱效率要高得多,特別適合防護要求高和受限空間的應用。
西瑪高壓電機應用快速怠速加熱方法分析
  西瑪高壓電機溫度高,盲目拆卸節溫器。冷卻液只能運行一個(gè)大循環(huán),冷卻強度無(wú)法調節。很難確保高壓電機在更合適的溫度下運轉。高壓電機經(jīng)常在低溫下工作,這會(huì )導致高壓電機性能和磨損的降低,加速和增加油耗。
電機維修之高壓電機的斷條改進(jìn)方法。
  做好電動(dòng)機的定期檢查和維護工作,及時(shí)判斷故障原因,進(jìn)行相應處理,是防止故障擴大,保證電動(dòng)機安全運行,延長(cháng)使用壽命的有效措施。
為什么要對永磁直流電機進(jìn)行穩磁處理?
  即事先人工預加可能發(fā)生的最大去磁效應,人為地決定回復線(xiàn)的起始點(diǎn)的位置,使永磁直流電機在規定或預期的運動(dòng)狀態(tài)下,回復線(xiàn)的起始點(diǎn)不再下降。
直流電機為什么需要適當的補水。
  如果給直流電機補充水水量較多,過(guò)多的水量占用了一部分氣體空間(也可以認為是水環(huán)厚度增加之故),使氣量和排氣壓力降低。過(guò)多的水量還會(huì )增加功率的消耗,降低效率,產(chǎn)生噪音和振動(dòng)。
三相異步電動(dòng)機的定期檢修項目。
  三相異步電動(dòng)機的檢修方法是:將電動(dòng)機進(jìn)行解體,對各零部件先進(jìn)行清理,再對它們作表觀(guān)檢查,查看是否有異常,并對電機繞組作電氣檢查。
三相異步電機達到能量轉換的目的
  三相異步電機是靠同時(shí)接入380V三相交流電源(相位差120度)供電的一類(lèi)電動(dòng)機,由于三相異步電機的轉子與定子旋轉磁場(chǎng)以相同的方向、不同的轉速成旋轉,存在轉差率,所以叫三相異步電機。
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