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高压变频技术在攀钢大功率风机中的应用研究

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1 绪论

1.1 项目背景

1.2 高压变频调速技术的发展历程和现状

1.3 高压变频技术的发展趋势

(2)无速度传感器矢量控制技术

(3)直接转矩控制技术

(4)PWM控制技术

1.4 目的和意义

1.5 内容及章节安排

2 攀钢型材厂大功率风机配置

2.1 大功率风机结构

2.2 大功率风机参数

2.3 风机电机的驱动方式

2.4 风机负荷统计

2.5 存在的问题及解决方案

2.6 本章小结

3 高压变频启动方案设计

3.1 高压变频器的选型

3.1.1 交-交变频器

3.1.2 交-直-交变频器

3.1.3 HARSVERT-A型高压变频器的特性

3.2 系统方案设计

3.2.1 主回路设计

3.2.2 控制方案设计

3.2.3 变频器系统配置

3.3 高压变频器硬件设计原理

3.3.1 移相变压器柜硬件设计原理

3.3.2 功率柜硬件设计原理

3.3.3 控制柜配置

3.4 本章小结

4 风机PLC控制系统设计

4.1 控制系统配置

4.2 控制系统模式

4.2.1 风机启停控制

4.2.2 风机频率控制

4.2.3 人机界面系统

4.2.4 系统安全联锁

4.3 控制系统信号接口

4.3.1 风机控制PLC与变频器间接口

4.3.2 风机控制PLC与轧线基础自动化PLC间接口

4.4 散热方案

4.5 本章小结

5 高压变频技术实施效果

5.1 工况条件设定

5.2 风机在风门挡板控制下电机能耗计算

5.3 风机在速度调节控制下电机能耗计算

5.4 其他效果

(1)提高了启动成功率

(2)降低了工作强度

(3)降低了对电网的冲击

5.5 本章小结

结论

参考文献

致谢

大连理工大学学位论文版权使用授权书

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摘要

随着我国钢铁企业盈利水平逐渐减低,做好提高产品质量、降低产品成本已成为钢铁企业生存的关键因素,节能减排更是成为各个钢铁企业降低钢铁生产成本的重要手段,电机系统的节能就显得势在必行。对于电机系统节能来说,不论是在调速、起动性能方面,还是在制动性能方面,采用变频技术都是最为理想的节能途径。 攀钢型材厂型材轧机线的鼓风机高压电机采用软启动降压启动,通过调整风门挡板开口度来调整风量,其相当一部分的能源都浪费在了风压损耗、挡板节流介质扰动和挡板节流上,增大了生产成本,本课题为解决高压电机能耗问题,采用高压变频控制系统替换原有高压软启动系统,具有成本低、实现简单、应用范围广等特点。 本文首先分析研究了各种高压变频器的组成结构、控制原理以及优缺点后,根据现场调研情况,确定采用HARSVERT-A高压单元串联多电平PWM电压源型变频器替换原有的高压软启动器;接着阐述了移相变压器、功率单元组成器件的计算及选型,变频器控制系统的原理及实现,变频器控制系统与基础自动化控制系统之间的数据交互及变频器冷却方式的选择;同时,为实现高压变频器就地启动及电机保护功能,采用西门子S7-300系列PLC作为控制核心,阐述了鼓风机高压电机辅助控制系统PLC的设计、编程等;最后从节电率、投资成本、启动成功率等多角度分析了项目的实施效果。 本课题利用高压变频器以及使用无速度传感器矢量控制技术,使交流电机能够接近于同功率直流电机的启动力矩,解决了启动困难问题,消除电机启动对于供电电网的影响,启动成功率由原系统的70%左右提升到100%;通过采用变频调速替代之前调节风门挡板的方式,月节电率可达32%左右,每年可为攀钢型材厂节约用电费用183万元,极大地降低电机能耗。此外,通过变频调节的方式,降低了机械设备的冲击,延长了设备使用寿命,节约了维护费用。

著录项

  • 作者

    胡文春;

  • 作者单位

    大连理工大学;

  • 授予单位 大连理工大学;
  • 学科 电气工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 盛贤君;
  • 年度 2019
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    高压变频技术; 攀钢; 大功率; 风机;

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