变频器在变极调速电动机改造中的应用 .docx

工程建筑学相关资料ENGINEERING ARCHITECTURE RELATED INFORMATION 工程建筑学相关资料 ENGINEERING ARCHITECTURE RELATED INFORMATION PAGE PAGE 1 变频器在变极调速电动机改造中的应用  摘 要：随着人们环保意识的提高，节能减排已是一个重要课题。文章叙述了沙泵电动机改造前的控制原理和变频改造后的控制原理及应用，对两种控制方式进行比较和改造后的节能效果。关键词： 电动机;变极;变频;节能　　　　1改造前状况　　　　沙泵电动机因工艺要求需进行调速，电气方面采用的是三速变极调速。电动机参数为容量（110／75／50）kW，接法为YY／Y／Δ，转速为（1000／750／500）r／min，电流为（205／205／184）A。主电路如图1所示，电动机控制原理如图2所示。从原理图中可知电动机变极调速是通过交流接触器的相互切换来实现定子线圈的不同接法，从而改变电动机的极数来达到变速的目的。　　　　该变极调速存在着以下缺点：　　　　①线路复杂，元器件多，接触器间切换假如操作不当会造成电机开口Δ运行，导致电动机烧毁。电气上选用DZJ智能监控器作电动机保护不是很合理，其原因有二个：一旦监控器失电后，所有的保护都没有了；沙泵电动机在开口Δ型运行时，三相电流不平衡时会造成其保护不动作。　　　　②电动机起动时起动电流是额定电流的5～7倍，造成电动机绕组过热，加快了绝缘的老化；对电网冲击比较大，造成电网压降较大，对其它运行设备的安全运行有很大的影响。　　　　③对联接的机械设备冲击力很大，造成非机械磨损，缩短了机械设备的使用寿命，导致检修费用上升，设备运行周期降低。　　　　④从电动机低、中、高速的额定电流看，转速下降25%～50%，电流下降很少0～21A，电能浪费严重。　　　　⑤在生产过程中，当沙浆浓度不断变化时，电能浪费更加突出，原因是沙泵电动机的速度分得不够精确，沙泵电动机在低浓度运行时，沙泵电动机是不能够停止工作的，所以此时把转速降低到350r/min，更加节约电能。　　　　下面简单的介绍用按钮和交流接触器控制三速异步电动机运行的电路原理：　　　　①合上QS接通电源，电源监视器YJ和低电压监视装置DZJ得电进入监控状态。　　　　②合上SA，按下SB1→KA线圈得电自锁触头闭合，联锁触头断开，为停车做好准备。　　　　③低速启动运行：按下合闸按钮SB2→接触器KM1线圈得电→KM1触头动作→电动机M第一套定子绕组出线端U1、V1、W1（U3通过KM1常开触头与W1并接）与三相电源接通→电动机M接成Δ低速运行。　　　　④低速转为中速运行：先按下分合闸按钮SB3→KM2线圈得电→KM2常闭触头断开→KM1线圈失电→KM1触头复位→电动机M失电；再次分合闸按钮SB3→KM3线圈得电→KM3触头动作→电动机M第二套定子绕组出线端U4、V4、W4与三相电源接通→电动机M接成Y形中速运行。　　　　⑤中速转为高速运行：先按下分合闸按钮SB4→ KM4线圈得电→KM4常闭触头断开→KM3线圈失电→KM3触头复位→电动机M失电；再次分合闸按钮SB4→KM7线圈得电→KM7触头动作（将电动机M第一套定子绕组出线端U1、V1、W1、U3接成Y形），同时KM5线圈得电→电动机M第一套定子绕组出线端U2、V2、W2与三相电源接通→电动机M接成YY形高速运行。　　　　该线路的缺点是在进行速度转换时，必须先按下相应分合闸按钮或停止按钮SB0后，又要重新按下相应分合闸按钮才能实现变速，所以操作非常不便，若不考虑时间差，还有可能会造成短路事故。 　　　　2变频改造　　　　为了改善沙泵电动机的运行性能，满足工艺对调速精度的要求和该矿加大节能降耗的措施，该矿决定对一采场2号沙泵电动机进行变频改造。变频器选用日本三菱公司推出的具有高性能、多功能的FR-F540、110kW型变频器，这种变频器适用于风机、水泵等场合（选400V、110kW），电动机用原旧电动机，选用110kW、6极，首先将U1、V1、W1、U3线头短接后进行焊接并绝缘好，其他不用的电动机出线端进行绝缘包扎后悬空，变频器输出端分别与电动机的U2、V2、W2出线端相接。变频器安装在离沙泵电动机10m远的变频器室，变频器控制小线采用屏蔽电缆，为了变频器能在最佳环境中运行，发挥其优异的性能，房间安装立式空调。　　　　①沙泵电动机采用变频、工频两种控制方式。变频器坏或检修时切换到工频运行，变频与工频回路相互联锁，避免在检修时造成人身触电及设备事故的发生。图3中KM1和KM3是变频运行所用的交流接触器，当交流接触器KM1、KM3吸合时，变频器可以进行编写程序及试