基于变频软启动技术的迁钢高炉鼓风机控制系统设计与实现
发布时间：2020-11-19 06:40
在钢铁行业中,高炉鼓风机是炼铁生产工艺中的重要环节,高炉鼓风系统的稳定运行直接关系到高炉的生产,是高炉炉况顺行的有利保证。高炉电动鼓风机具有容量大;控制、保护系统复杂;控制环节多等特点,其拖动的同步电动机的难点在于启动,而要保证高炉鼓风机正常启动,保证变频软启动装置正常工作是其关键。因此对系统的可靠性、自动化程度和可操作性都提出了较高要求。本文以首钢迁钢公司4#8000m3电动鼓风机变频软启动系统为研究对象,结合生产工艺要求和系统组成,研究了大型电动鼓风机变频软启动系统的设计与应用,实现了应用负载换流同步电机调速技术对高炉鼓风机的启动。本文研究的主要内容如下:(1)分析了高炉鼓风系统的工艺流程和系统组成特点及自控式同步电动机工作原理和运行性能,从变频软启动出发,建立控制系统单线图。(2)针对迁钢电动鼓风机变频软启动系统GL150变频器与上一代SIMOVERT S变频器进行对比并做系统分析。(3)针对高炉鼓风机无刷励磁的特点,提出了负载换流同步电动机调速系统的数字模型及励磁控制方案。(4)根据同步电动机软启动系统励磁控制方案,基于负载换流同步电机调速技术(LCI)分析了迁钢公司4#8000m3电动鼓风机的矢量控制。(5)针对GL150负载换流变频调速控制系统,对迁钢4#高炉鼓风机变频软启动的硬件结构、软件结构、网络拓扑结构及励磁控制原理进行设计并研究。本论文通过负载换流同步电机调速技术的研究,设计先进合理的控制方案,保证鼓风机安全生产运行,降低机组的事故率,对高炉的安全生产运行、产量的提高、节能降耗具有极其重要的意义。并对同行业此类大型软启动设备的研究具有借鉴作用。提出了励磁控制方案的具体措施,使整个系统运行稳定可靠。该系统安装调试完毕,投入运行工作稳定,启动成功率高。在高炉日产量21000吨的前提下,送风能力达到日均8600km3,单耗82.13kWh/km3,运行状态良好,满足高炉生产的控制要求,为高炉生产的顺、稳运行提供了保障,具有较强的实用性。
【学位单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TF325.62;TP273
【部分图文】：
因此要求鼓风机供风参数也要相应的变化。另一方面，气象条件（气温、气压）也??有变化，这些都将影响鼓风机的送风量和风压。所以要求高炉鼓风机具有一定的稳??定调节范围。图２．１为高炉鼓风机供风系统工艺流程图。??空气??－｜＜、????办?＾?；??高炉?滤风室????冷却塔－一一－??Ｘ???：??▼?▼???义＾?Ｔ?过滤??进气管及??▲?器?蓄水池??１１?｜?导、ｋ????热风炉??????Ｉ???■＾ｒ?＼ｙ?＾?＾?润滑油站》－－－?水泵??＜?ｊ??高炉鼓风＾?Ｌ—ｉ??ｕ?Ｉ?机?＜？－－?：动力油站??文氏管?Ａ?Ｉ?Ｉ?＂??．．．１???????＼?液压??Ｔ］＿＿＾放风门??消?《放??音?—风??１１?ｏ???器?ｙ?塔??送朋ｔｅｎ糊］＝以?＿＿??图２．１高炉鼓风机供风系统工艺流程图??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｂｌａｓｔ?ｆｕｒｎａｃｅ?ｂｌｏｗｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??２．１．２局炉鼓风机电机丨ｉｄ制系统主回路??在主回路中，没有其它调速系统中与中间回路滤波电感反并联的续流晶闸管，??这是由于在用于软启动时对速度和电流响应的快速性要求不高，因此不必要在断续??换流期间通过反并联的续流晶闸管保存中间回路滤波电感中的电磁能量，以加快关??断时的断流和开通时的电流建立时间。??为了避免晶闸管串联
第２章迁钢高炉鼓风机变频软启动的需求分析??晶闸管Ｖ?ｉ—Ａ相绕组—Ｃ相绕组—晶闸管Ｖ?２?—电源负极。现在要使电流由Ａ相流通切??换到Ｂ相流通，则应触发晶闸管Ｖ３导通，并关断晶闸管乂！。从图２．５?（ｂ）中可知，如??果按正常位置换流，应在ｋ点触发晶闸管Ｖ３换流，但当晶闸管Ｖ３导通瞬间，Ｖ！将不??承受反压而继续导通，结果造成换流失败。因此，换流时刻应比Ａ、Ｂ两相电动势波??形交点ｋ适当提前一个换流超前角丫〇，例如在图２．５?（ｂ）中的ｓ点换流（丫。＝６０°?）。??当时此时触发Ｖ３时，电动势ｅＡ＞ｅＢ，加在晶闸管Ｖ丨上的反向电压ｅＡＢ＝ｅＡ－ｅＢ＞０，则在??两个导通的晶闸管Ｖ３和电机Ａ、Ｂ两相绕组之间出现一个短路电流ｉＳＬ，其方向??如图２．５?（ａ）所示。当这个短路电流ｉＳＬ达到原来通过晶闸管Ｖ！的负载电流Ｉｄ时，晶??闸管Ｖ！就因流过的实际电流下降至０而开始关断，负载电流Ｉ?ｄ就全部转移到晶闸管??Ｖ３。至此
在电机学中，同步电机中电流和空载电势之间的夹角称为内功率因数角，通常??用Ｏ表示，在负载换流同步电机中，０?＝?７。－￥。在己知换流超前角Ｙ。、换流重叠角??Ｋ以及横轴、纵轴同步电抗Ｘｄ、＼时，就可得到电机的电势矢量图，如图３．２所示。??图中，ｅ〇是空载电势，Ｕ为电机端电压，定子电阻忽略。??－２８－??
【参考文献】
本文编号：2889839
【学位单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TF325.62;TP273
【部分图文】：
因此要求鼓风机供风参数也要相应的变化。另一方面，气象条件（气温、气压）也??有变化，这些都将影响鼓风机的送风量和风压。所以要求高炉鼓风机具有一定的稳??定调节范围。图２．１为高炉鼓风机供风系统工艺流程图。??空气??－｜＜、????办?＾?；??高炉?滤风室????冷却塔－一一－??Ｘ???：??▼?▼???义＾?Ｔ?过滤??进气管及??▲?器?蓄水池??１１?｜?导、ｋ????热风炉??????Ｉ???■＾ｒ?＼ｙ?＾?＾?润滑油站》－－－?水泵??＜?ｊ??高炉鼓风＾?Ｌ—ｉ??ｕ?Ｉ?机?＜？－－?：动力油站??文氏管?Ａ?Ｉ?Ｉ?＂??．．．１???????＼?液压??Ｔ］＿＿＾放风门??消?《放??音?—风??１１?ｏ???器?ｙ?塔??送朋ｔｅｎ糊］＝以?＿＿??图２．１高炉鼓风机供风系统工艺流程图??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｂｌａｓｔ?ｆｕｒｎａｃｅ?ｂｌｏｗｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??２．１．２局炉鼓风机电机丨ｉｄ制系统主回路??在主回路中，没有其它调速系统中与中间回路滤波电感反并联的续流晶闸管，??这是由于在用于软启动时对速度和电流响应的快速性要求不高，因此不必要在断续??换流期间通过反并联的续流晶闸管保存中间回路滤波电感中的电磁能量，以加快关??断时的断流和开通时的电流建立时间。??为了避免晶闸管串联
第２章迁钢高炉鼓风机变频软启动的需求分析??晶闸管Ｖ?ｉ—Ａ相绕组—Ｃ相绕组—晶闸管Ｖ?２?—电源负极。现在要使电流由Ａ相流通切??换到Ｂ相流通，则应触发晶闸管Ｖ３导通，并关断晶闸管乂！。从图２．５?（ｂ）中可知，如??果按正常位置换流，应在ｋ点触发晶闸管Ｖ３换流，但当晶闸管Ｖ３导通瞬间，Ｖ！将不??承受反压而继续导通，结果造成换流失败。因此，换流时刻应比Ａ、Ｂ两相电动势波??形交点ｋ适当提前一个换流超前角丫〇，例如在图２．５?（ｂ）中的ｓ点换流（丫。＝６０°?）。??当时此时触发Ｖ３时，电动势ｅＡ＞ｅＢ，加在晶闸管Ｖ丨上的反向电压ｅＡＢ＝ｅＡ－ｅＢ＞０，则在??两个导通的晶闸管Ｖ３和电机Ａ、Ｂ两相绕组之间出现一个短路电流ｉＳＬ，其方向??如图２．５?（ａ）所示。当这个短路电流ｉＳＬ达到原来通过晶闸管Ｖ！的负载电流Ｉｄ时，晶??闸管Ｖ！就因流过的实际电流下降至０而开始关断，负载电流Ｉ?ｄ就全部转移到晶闸管??Ｖ３。至此
在电机学中，同步电机中电流和空载电势之间的夹角称为内功率因数角，通常??用Ｏ表示，在负载换流同步电机中，０?＝?７。－￥。在己知换流超前角Ｙ。、换流重叠角??Ｋ以及横轴、纵轴同步电抗Ｘｄ、＼时，就可得到电机的电势矢量图，如图３．２所示。??图中，ｅ〇是空载电势，Ｕ为电机端电压，定子电阻忽略。??－２８－??
【参考文献】
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本文编号：2889839
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