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高压变频器在7100kW/6kV吸风机上的应用

作者: 时间:2016-12-21 来源:网络 收藏
一、 现场情况概述

电机参数:

本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/201612/332251.htm变频器参数:

现场设计结构如图(1)所示,由于电流比较大,回路切换均使用高压断路器,正常情况下依次合闸QF0-QF2-QF3,电机变频主回路接通,QF1在检查到变频器带高压时延时自动合闸,抑制变频器上电瞬间的励磁涌流。

变频器启动后电机变频运行,但当变频器发生重故障跳闸时,自动分开QF2、QF3,变频器判断是否可以切工频,如果非电机过流故障,非电机接地故障,发出合工频允许信号,DCS根据锅炉运行情况分析是否可以切工频,如果允许就合QF4,电机切换至工频运行。

做电机变频切工频转换时大多会遇到过这样的情况:电机由变频运行状态直接向工频运行状态切换时有时会产生特别大的冲击电流,能达到其直接启动电流的两倍,约 为其额定电流的十四五倍,但有的时候却几乎没有电流冲击;而断开变频一段时间后再转向工频时就不会再出现太大的冲击电流,延时的时间越长出现的冲击电流的 峰值就会越小。但时间越长容易导致风机转速下降,炉膛正压造成危险,所以具体多长时间切是个关键问题。

二、问题的分析

三相电动机正常运行时,以同步转速旋转的主磁场在定子三相绕组内感应对称的三相电动势。若断开电源后,主磁场消失,但曾经被主磁场磁化的转子铁芯依然存在剩 磁,与此同时由于惯性转子依然高速旋转,在定子线圈产生的感应电动势并不会在极短的时间内消失,只是有所衰减。图2是电机两相之间,在断开变频器输出前、后的的定子绕组的电压波形,由此可看出,断开电源后定子线圈的感应电动势逐渐衰减的过程。图3是图2的展开,仔细观察该图可以看出,随着转速的降低,转子绕组电压频率也在缓慢的下降。


图2 定子电压衰减波形1


图3 定子电压衰减波形2

由于变频器输出的是PWM波,其相位不易观察,测得在工频状态下的电压波形进行进一步的分析。因为变频器50Hz时的输出电压与工频电压作用在电机上基本时等效的,并不影响分析结果。图4是电机在工频电源下突然断开电源后的电压波形图,由该图可以看出,电压波形没有跳变,所以断开瞬间感应电动势与电源电压是 同相位的,其幅值也是基本相等的。随着剩磁的慢慢消失,电压幅值逐渐降低,同时伴随着转速的降低感应电动势的频率逐渐下降,其相位也逐渐与电源相位拉开。频率越低,单位时间内拉开的相位差也就越大。

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