CN202111657U - 窑头排风机调速装置 - Google Patents

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张伟
杨振华
明振强
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Abstract

本实用新型公开了一种窑头排风机调速装置，包括用于检测转子电流的检测装置，并经依次连接的整流电路、斩波器、逆变器和副边连接定子绕组的升压变压器，构成内反馈斩波调速回路。依据本实用新型可有效调整窑头风机转子转速。

Description

窑头排风机调速装置
技术领域
本实用新型涉及一种窑头排风机调速装置。
背景技术
水泥熟料生产线比如5000t/d的熟料生产线，其窑头电收尘动力设备为一台6KV高压绕线式三相异步电动机，额定功率710KW，额定电流为85.38A，额定转速为742r/min，转子开路电压1196V，转子额定电流366A。根据熟料生产线及余热发电的工艺需要，电动机的调速范围应在500-700 r/min之间，系统稳定时长时间工作在640 r/min左右。显然，现有高压绕线式三相异步电动机不具备这样的调整功能。
众所周知，通常风机、水泵类负载多是根据满负荷工作需用量来选型，而实际生产过程中由于工况和产量的变化，系统所需求的风量或流量也随之变化，大部分采用挡风板、阀门来调节风量或流量来实现，而该方法是以增加阻力、牺牲电机的效率来达到要求的。而根据流体力学原理，风机类负载风量与转速成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
发明内容
因此，本实用新型针对目前窑头排风机调速装置不能够有效的调整电机转速，只能采用其他的方式调整排风量的问题，提供了一种可有效调整窑头风机转子转速的调速装置。
本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型窑头排风机调速装置，包括用于检测转子电流的检测装置，并经依次连接的整流电路、斩波器、逆变器和副边连接定子绕组的升压变压器，构成内反馈斩波调速回路。
依据本实用新型的窑头排风机调速装置，构成一电流闭环反馈电路，内反馈高频斩波调速装置来改变设备的运行速度来调节风量或流量的大小，既可以满足生产要求，又达到节约电能，解决了能源浪费的问题。
上述窑头排风机调速装置，还包括与所述内反馈斩波调速回路互锁的并与窑头排风机相连的降压启动回路。
上述内反馈斩波调速回路，所述降压启动回路为液体电阻启动器。
上述内反馈斩波调速回路，还包括用于检测窑头排风机转子转速的传感器，该传感器通过控制器连接用于互锁的电路，以控制降压启动回路与内反馈斩波调速回路的切换。
上述内反馈斩波调速回路，所述液体电阻启动器的主电路还串接有所述内反馈斩波调速回路的辅助触头，以在窑头排风机断电后切换所述液体电阻启动器接入摇头排风机电路，构成减速装置。
上述内反馈斩波调速回路，所述液体电阻启动器的主电路接触器的线圈控制电源为独立设置的电源柜。
附图说明
图1为依据本实用新型的一种内反馈斩波调速回路的结构原理图。
图2为窖头排风机电动机的功率消耗特性曲线。
图中：1-风机转速不变，用阀门调风量曲线；   
    2-液力偶合器调速调风量曲线；
    3-绕线电机用液体电阻调速器调速调风量曲线；   
    4-绕线电机用内反馈高频斩波调速装置调速调风量或交流电机调频曲线；
    5-不计调速装置功率消耗，在不同风量下通风系统的功率计算值曲线；
6、定子绕组，7、转子绕组，8、液体电阻启动器，9、手动开关，10、整流电路，11、斩波器，12、逆变器，13、升压变压器。 
具体实施方式
参照说明附图1，其示出了一种窑头排风机调速装置，包括用于检测转子电流的检测装置，并经依次连接的整流电路10、斩波器11、逆变器12和副边连接定子绕组6的升压变压器13，构成内反馈斩波调速回路。
内反馈高频斩波调速回路将交流调速三相异步电动机的转子电压经转子整流器变为直流电压，通过改变斩波器高频PWM调制调节大功率电子开关的开通和关断时间的比率：当斩波器导通时，转子直流被斩波器短路，形成轴功率。当斩波器开路时，转子直流电流经有源逆变器逆变，干式变压器升压后反馈入电动机定子绕组，形成转差功率。改变斩波器的占空比，即改变两部分的电流分配比例，从而实现电机调速控制，并达到节能的目的。
高频斩波装置是一个BOOST升压电路，在斩波电路稳定工作时，对于某一个占空比D，输入电压Ui=UC(1-D)，转子电势为E20，在转子整流电路电压平衡时，忽略二极管压降，暂不考虑整流电路的换向重叠压降，有方程式：KUV*S*E20= Ui+Id*R
式中：KUV---转子电路整流系数
      S---转差率
      Id---整流电流
      R---等效的转子整流电路及斩波电路总电阻
      E20---转子电路开路电压
这是一个简化式。由公式可以定性地分析高频斩波调速系统的工作原理。在系统工作时，电容器电压UC基本恒定。改变斩波占空比D即可改变转差率S，也就是改变转速。当增大占空比D时，等效的Ui降低，由于机械转动惯量很大，电机转速瞬间不会变化，所以电动机转子整流电流Id很快增大。电机电磁转矩相应增大，电机加速，转速升高，转差率S下降，又使电机电流下降，电磁转矩下降，故又在新的平衡点达到平衡。当减小占空比时亦然，S升高会在新的平衡点稳定运转。
参见说明书附图2，众所周知，通常风机、水泵类负载多是根据满负荷工作需用量来选型，而实际生产过程中由于工况和产量的变化，系统所需求的风量或流量也随之变化，大部分采用挡风板、阀门来调节风量或流量来实现，而该方法是以增加阻力、牺牲电机的效率来达到要求的。而根据流体力学原理，风机类负载风量与转速成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。利用SSC-F5000系列的内反馈高频斩波调速装置来改变设备的运行速度来调节风量或流量的大小，既可以满足生产要求，又达到节约电能，解决了能源浪费的问题。
本方案原理简单、安全可靠：定子电压、频率不变，主磁通亦不变。从而避免了定子控制时因为考虑主磁通的论而进行调压变频的麻烦。可以通过转子的低压控制实现高效率的调速，转子侧电压一般在1000V左右，回避了定子侧控制的高压问题。
本方案还包括与所述内反馈斩波调速回路互锁的并与窑头排风机相连的降压启动回路，减小窑头排风机的起动电压，保证启动的安全性，避免对电网造成不利影响。
进一步地，所述降压启动回路为液体电阻启动器8，调整方便，控制简单。先利用液体电阻起动器将收尘排风机电机限流启动运行，达到全速后水阻柜内转子绕组短接接触器KM2吸合，随后内反馈高频斩波调速装置自动投入使用，调速装置柜内旁路接触器KM1失电将液体电阻起动器甩开。
进一步地，还包括用于检测窑头排风机转子转速的传感器，该传感器通过控制器连接用于互锁的电路，以控制降压启动回路与内反馈斩波调速回路的切换，从而组成了电流和速度双闭环反馈的系统，使速度控制更精确。
所述液体电阻启动器8的主电路还串接有所述内反馈斩波调速回路的辅助触头，以在窑头排风机断电后切换所述液体电阻启动器接入摇头排风机电路，构成减速装置，使窑头排风机平稳停止。
所述液体电阻启动器的主电路接触器的线圈控制电源为独立设置的电源柜，不会因为其他电路的掉电而影响液体电阻启动器的正常工作。

Claims (6)

1.一种窑头排风机调速装置，其特征在于：包括用于检测转子电流的检测装置，并经依次连接的整流电路（10）、斩波器（11）、逆变器（12）和副边连接定子绕组（6）的升压变压器（13），构成内反馈斩波调速回路。
2.根据权利要求1所述的窑头排风机调速装置，其特征在于：还包括与所述内反馈斩波调速回路互锁的并与窑头排风机相连的降压启动回路。
3.根据权利要求2所述的内反馈斩波调速回路，其特征在于：所述降压启动回路为液体电阻启动器（8）。
4.根据权利要求3所述的内反馈斩波调速回路，其特征在于：还包括用于检测窑头排风机转子转速的传感器，该传感器通过控制器连接用于互锁的电路，以控制降压启动回路与内反馈斩波调速回路的切换。
5.根据权利要求4所述的内反馈斩波调速回路，其特征在于：所述液体电阻启动器（8）的主电路还串接有所述内反馈斩波调速回路的辅助触头，以在窑头排风机断电后切换所述液体电阻启动器接入摇头排风机电路，构成减速装置。
6.根据权利要求3至5任一所述的内反馈斩波调速回路，其特征在于：所述液体电阻启动器的主电路接触器的线圈控制电源为独立设置的电源柜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109831141A (zh) * 2019-03-28 2019-05-31 大庆市易瑞达环保科技有限公司 斩波调速内馈节能装置

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