CN209593203U - 火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速设备，包括鼠笼式交流异步电机、交流异步伺服调速器、风机和风机叶片，其特征是还包括专用支撑轴承和就地人机交互控制系统，支撑轴承固定连接电机，同时驱动风机叶片转动；在电机上加装增量式编码器A并通过专用电缆接入空冷风机专用调速器，鼠笼式交流异步电机通过专用支撑轴承直接驱动风机叶片；交流异步伺服调速器接收DCS的控制指令驱动鼠笼式交流异步电机和控制风机转速；本实用新型还设计了一套风机转速人机交互系统，调试维护人员可以通过人机交互系统对交流异步伺服调速器进行快速参数设置及调试，降低了对维护人员的要求，调速精度提高了1000倍以上。

Description

火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速设备

技术领域

本实用新型火力发电厂16级低转速鼠笼式交流异步电机自动控制领域。

背景技术

传统空冷风机由鼠笼式交流异步电机，减速机，弹性联轴器，变频器及控制系统组成，存在节能效果不明显、减速机维护量大、变频器故障率较高、风扇易反转、备品备件昂贵、启动困难、调速不精确，变频器及风机发热量大等问题。

本实用新型选用的风机调速器为交流异步伺服调速器，其精度、响应速度、低转速力矩等性能比同步伺服更加优异，专为普通鼠笼式交流异步电机设计，解决了同步伺服永磁电机退磁、高低温、难以大功率化、堵转过流失磁等问题，使空冷风机用普通鼠笼式交流异步电机直驱空冷风机调速成为可能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速设备，中低转速情况下更加节能，中低转速工况下可以完全取消减速机，减速机的取消可以降低维护量及维护成本，避免风机发生反转，通过自动控制系统精确的调整风机转速。

本实用新型的技术方案是，一种火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速设备，包括空冷风机专用调速器、电机、交流异步伺服调速器、风机和风机叶片，其特征是还包括专用支撑轴承和就地人机交互控制系统，支撑轴承固定连接电机，同时驱动风机叶片转动；

在电机上加装增量式编码器并通过专用电缆接入空冷风机专用调速器，电机通过专用支撑轴承直接驱动风机叶片；交流异步伺服调速器接收DCS的控制指令驱动电机和控制风机转速；所述支撑轴承由轴向推力盘，联轴器，驱动轴，第一径向滚珠轴承，O型密封圈，风机驱动轴，法兰底座，第二径向滚珠轴承，风机驱动轴延长底座，驱动轴推力块组成。

优选地，轴向推力盘安装在法兰底座下部，一面和驱动轴推力块上部紧密结合，另一面和驱动轴推力块下部紧密结合。

优选地，第二径向滚珠轴承安装在轴向推力盘下部紧密套住风机驱动轴。

优选地，第一径向滚珠轴承安装在风机驱动轴延长底座末端驱动轴轴套上部紧密套住风机驱动轴。

优选地，O型密封圈安装在风机驱动轴延长底座驱动轴轴套及风机驱动轴引出部位，O型密封圈严密套住风机驱动轴6。

优选地，电机固定在法兰底座上并和联轴器连接，联轴器另一端连接驱动轴，驱动轴通过风机驱动轴直接驱动风机叶片，风机轴向力通过轴向推力盘平衡，风机径向力通过第二径向滚珠轴承和第一径向滚珠轴承平衡。

优选地，交流异步伺服调速器有三种控制模式：远方遥控 DCS控制模式、就地控制模式及调试模式，实现对风机转速精确控制。

所述电机是鼠笼式交流异步电机。

本实用新型的优点：

1、本实用新型通过交流异步伺服调速器H直接驱动16级低转速鼠笼式交流异步电机，在电机上加装增量式编码器A通过专用电缆接入调速器，此调速器有着比同步伺服更加优异性能，低转速工况下力矩是变频器V/F模式的10倍左右，中低转速情况下比变频器更加节能。中低转速工况下力矩的提高可以完全取消减速机，减速机的取消可以降低维护量及维护成本。交流异步伺服调速器H在停运的情况下可以使电机处于锁定状态，使风机避免发生反转。交流异步伺服调速器H取代变频器调速，调速精度提高了1000倍以上。通过自动控制系统精确的调整风机转速。

2、设计加工了一种低转速电机和风机的直联驱动支撑轴承，此支撑装置固定连接电机，同时驱动风机叶片转动。

3、设计了一套风机转速人机交互系统，调试维护人员可以通过人机交互系统对交流异步伺服调速器进行快速参数设置及调试，降低了对维护人员的要求。

附图说明

图1是本实用新型专用支撑装置的结构示意图。

图2是本实用新型电机的安装示意图。

图3是本实用新型的控制系统图。

图4是图3的局部放大示意图。

附图标号：轴向推力盘41，联轴器42，驱动轴43，第一径向滚珠轴承44，O型密封圈45，风机驱动轴46，电机47，法兰底座48，第二径向滚珠轴承49，风机驱动轴延长底座20，风机叶片21，驱动轴推力块22。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应视为对本实用新型公开技术内容的限制。

在图1、图2中，一种火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速设备，包括鼠笼式交流异步电机47、交流异步伺服调速器 H、风机和风机叶片21，其特征是还包括专用支撑轴承和就地人机交互控制系统，支撑轴承固定连接电机47，同时驱动风机叶片21转动；在电机47上加装增量式编码器A并通过专用电缆接入空冷风机专用调速器K，鼠笼式交流异步电机47通过专用支撑轴承直接驱动风机叶片21；交流异步伺服调速器H接收 DCS的控制指令驱动鼠笼式交流异步电机47和控制风机转速；所述支撑轴承由轴向推力盘41，联轴器42，驱动轴43，第一径向滚珠轴承44，O型密封圈45，风机驱动轴46，法兰底座 48，第二径向滚珠轴承49，风机驱动轴延长底座20，驱动轴推力块22组成。

所述支撑轴承由轴向推力盘41，联轴器42，驱动轴43，第一径向滚珠轴承44，O型密封圈45，风机驱动轴46，法兰底座48，第二径向滚珠轴承49，风机驱动轴延长底座20，驱动轴推力块22组成。

轴向推力盘41安装在法兰底座48下部，一面和驱动轴推力块22上部紧密结合，一面和驱动轴推力块22下部紧密结合，起到平衡轴向力的作用。

第二径向滚珠轴承49安装在轴向推力盘41下部紧密套住风机驱动轴46，起到平衡一部分径向力的作用。

第一径向滚珠轴承44安装在风机驱动轴延长底座20末端驱动轴轴套上部紧密套住风机驱动轴46，起到平衡一部分径向力的作用。

O型密封圈45安装在风机驱动轴延长底座20驱动轴轴套及风机驱动轴46引出部位，O型密封圈45严密套住风机驱动轴46，防止润滑油渗出。

电机47固定在法兰底座48上并和联轴器42连接，联轴器 42另一端连接驱动轴43，驱动轴43通过风机驱动轴46直接驱动风机叶片21，风机轴向力通过轴向推力盘41平衡，风机径向力通过第二径向滚珠轴承49、第一径向滚珠轴承44平衡。

火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速器H接受DCS(集散控制系统)集中控制，通过DCS(集散控制系统)发送转速控制指令给空冷风机专用调速器K精确控制风机转速，空冷风机专用调速器K驱动普通鼠笼式交流异步电机47，普通鼠笼式交流异步电机47通过专用设计支撑轴承直接驱动风机叶片21。交流异步伺服调速器H设计有就地人机交互控制系统，可以实现模式选择、参数设置及调试等功能，有三种控制模式：远方遥控DCS(集散控制系统)控制模式、就地控制模式及调试模式，实现对空冷风机转速精确控制。

在图3、图4中，1为交流异步伺服调速器启动指令。2为交流异步伺服调速器停止指令。3为交流异步伺服调速器使能指令。4为交流异步伺服调速器故障复位指令。5为交流异步伺服调速器正反转指令。6指令24VDC公共端。7为交流异步伺服调速器运行信号。8交流异步伺服调速器停止信号。9为交流异步伺服调速器故障信号。10为交流异步伺服调速器准备好信号。11为交流异步伺服调速器0-10V转速指令正信号。12 为交流异步伺服调速器0-10V转速指令负信号。13为交流异步伺服调速器0-10V电流反馈正信号。14为交流异步伺服调速器 0-10V电流反馈负信号。15为交流异步伺服调速器0-10V电压反馈正信号。16为交流异步伺服调速器0-10V电压反馈负信号。 17为交流异步伺服调速器0-10V转速反馈正信号。18为交流异步伺服调速器0-10V转速反馈负信号。19为交流异步伺服调速器0-10V转速反馈负信号。A为增量编码器。B为显示荧幕。 C为负载开关。D为交流异步伺服调速器DO接口24VDC-。E为交流异步伺服调速器DO接口24VDC-。F为交流异步伺服调速器DO接口。K为空冷风机专用调速器。H为交流异步伺服调速器。23为送DCS(集散控制系统)运行信号。24送DCS(集散控制系统)停止信号。25送DCS(集散控制系统)正反转信号。 26为送DCS(集散控制系统)信号24VDC-公共端。27为DCS (集散控制系统)发出启动指令。28为DCS(集散控制系统) 发出停止指令。29为DCS(集散控制系统)发出故障复位指令。30为DCS(集散控制系统)发出正反转指令。31为DCS(集散控制系统)发出的转速调节4-20Ma指令正极。32为DCS(集散控制系统)发出的转速调节4-20Ma指令负极。33为送DCS (集散控制系统)电流4-20Ma反馈正极。34为送DCS(集散控制系统)电流4-20Ma反馈负极。35为送DCS(集散控制系统)转速4-20Ma反馈正极。36为送DCS(集散控制系统)转速4-20Ma反馈负极。

在图3中，由交流异步伺服调速器H发出启动指令1、停止指令2、使能指令3、故障复位指令4、正反转指令5、运行信号7、停止信号8、故障信号9、转速指令11和12一起控制空冷风机专用调速器K的启停、正反转及速度给定。

空冷风机专用调速器K受交流异步伺服调速器H的控制，通过启动指令1、停止指令2、使能指令3、故障复位指令4、正反转指令5一起控制空冷风机专用调速器K的启停及正反转。

空冷风机专用调速器K通过采集交流异步伺服调速器H运行信号7、停止信号8、故障信号9、准备好信号10、0-10V转速指令正信号11、0-10V转速指令负信号12、0-10V电流反馈正信号13、0-10V电流反馈负信号14、0-10V电压反馈正信号 15、0-10V电压反馈负信号16、0-10V转速反馈正信号17、0-10V 转速反馈负信号18对空冷风机进行各项运行参数的监视及保护。

在遥控控制模式下，交流异步伺服调速器H通过DI接口接受DCS(集散控制系统)发出的启动指令27、停止指令28、故障复位指令29、正反转指令30，通过交流异步伺服调速器H的AI接口接受DCS(集散控制系统)发出的转速调节指令31 和32，通过交流异步伺服调速器H的AO接口向DCS(集散控制系统)发出转速反馈35和36、电流反馈33和34，通过交流异步伺服调速器H的DO接口向DCS(集散控制系统)发出运行信号23、停止信号24、正反转信号25，通过交流异步伺服调速器H的DO接口向空冷风机专用调速器K发出启动指令1、停止指令2、使能指令3、故障复位指令4、正反转指令5一起控制空冷风机专用调速器K的启停、正反转及及故障复位，通过交流异步伺服调速器H的AO接口向空冷风机专用调速器K 发出速度0-10V转速指令11和12一起控制空冷风机专用调速器K转速。

交流异步伺服调速器H在就地控制模式下，操作人员通过显示屏幕B可以发出模拟量调速指令、启停操作、正反转控制及故障复位，显示屏幕B发出的所有操作指令均通过RS485通讯转发给交流异步伺服调速器H，并通过交流异步伺服调速器 H的DO接口向空冷风机专用调速器K发出启动指令1、停止指令2、使能指令3、故障复位指令4、正反转指令5控制空冷风机专用调速器K的启停、正反转及及故障复位；通过交流异步伺服调速器H的AO接口向空冷风机专用调速器K发出0-10V 转速指令11和12一起控制空冷风机专用调速器K转速。

显示屏幕B通过RS485和交流异步伺服调速器H进行通讯，显示调速器状态参数、存储及显示历史数据、通过触摸的方式便于参数设置及模式选择，空冷风机专用调速器K通过采集电机增量式编码器A实时转速信号对电机47转速进行精确闭环控制，空冷风机专用调速器K通过三相动力线驱动电机47转动调速。

负载开关C控制空冷风机专用调速器K 380VAC电源通断，并对空冷风机专用调速器K起到过载过流保护。

最后应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速设备，包括空冷风机专用调速器K、电机(47)、交流异步伺服调速器H、风机和风机叶片(21)，其特征是还包括专用支撑轴承和就地人机交互控制系统，支撑轴承固定连接电机(47)，同时驱动风机叶片(21)转动；在电机(47)上加装增量式编码器A并通过专用电缆接入空冷风机专用调速器K，电机(47)通过专用支撑轴承直接驱动风机叶片(21)；交流异步伺服调速器H接收DCS的控制指令驱动电机(47)和控制风机转速；所述支撑轴承由轴向推力盘(41)，联轴器(42)，驱动轴(43)，第一径向滚珠轴承(44)，O型密封圈(45)，风机驱动轴(46)，法兰底座(48)，第二径向滚珠轴承(49)，风机驱动轴延长底座(20)，驱动轴推力块(22)组成。

2.如权利要求1所述的火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速设备，其特征是轴向推力盘(41)安装在法兰底座(48)下部，一面和驱动轴推力块(22)上部紧密结合，另一面和驱动轴推力块(22)下部紧密结合。

3.如权利要求1所述的火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速设备，其特征是第二径向滚珠轴承(49)安装在轴向推力盘(41)下部紧密套住风机驱动轴(46)。

4.如权利要求1所述的火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速设备，其特征是第一径向滚珠轴承(44)安装在风机驱动轴延长底座(20)末端驱动轴轴套上部紧密套住风机驱动轴(46)。

5.如权利要求1所述的火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速设备，其特征是O型密封圈(45)安装在风机驱动轴延长底座(20)驱动轴轴套及风机驱动轴(46)引出部位，O型密封圈(45)严密套住风机驱动轴(46)。

6.如权利要求1所述的火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速设备，其特征是电机(47)固定在法兰底座(48)上并和联轴器(42)连接，联轴器(42)另一端连接驱动轴(43)，驱动轴(43)通过风机驱动轴(46)直接驱动风机叶片(21)，风机轴向力通过轴向推力盘(41)平衡，风机径向力通过第二径向滚珠轴承(49)和第一径向滚珠轴承(44)平衡。

7.如权利要求1所述的火力发电厂空冷风机交流异步伺服调速设备，其特征是所述电机(47)是鼠笼式交流异步电机。