交流變頻調(diào)速在鋼鐵工業(yè)中的進展、問題與展望 １
鋼鐵工業(yè)是材料工業(yè)，由于鋼鐵具有良好的物理和化學(xué)性能，故鋼鐵是現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用最廣、發(fā)展最快的金屬材料，是建筑、汽車、鐵路、航運、電器、電力、食品等工業(yè)不可缺少的材料。
（1）鋼鐵工業(yè)耗電量極大，我國電工產(chǎn)品耗電約占全國總發(fā)電量的70%，而冶金系統(tǒng)年耗電量約占全國發(fā)電量的9.3%左右[1>，驅(qū)動的電動機占很大一部分，其中要求調(diào)速的占80%以上（據(jù)統(tǒng)計，鋼鐵工業(yè)要求調(diào)速的電動機從數(shù)量上說約為20%，而容量上說卻占80%），故其有效操作和節(jié)能降耗是至關(guān)重要的。（2）鋼鐵工業(yè)產(chǎn)量大、經(jīng)濟效益大，要求作業(yè)率高。如板帶熱連軋廠年產(chǎn)量大都超過600萬噸，稍有故障停車，損失就很大，故提高作業(yè)率極為重要。鋼鐵企業(yè)使用的電動機有直流電動機和交流電動機，由于許多要求調(diào)速的生產(chǎn)機械對電氣控制系統(tǒng)有一定的要求，如調(diào)速范圍、動態(tài)響應(yīng)、靜差度等，過去直流電動機一直占主導(dǎo)地位，但直流電動機有一系列缺點，如結(jié)構(gòu)上有換向器及電刷使日常維護量增加、電刷與整流子經(jīng)常產(chǎn)生火花而要求安裝環(huán)境較好及不能用于易燃易爆場所、與同容量交流電動機比體積和重量及轉(zhuǎn)動慣量都較大、價格也較高、效率比交流電動機低2～3%等，交流電動機則無直流電動機的缺點，維護量較少，作業(yè)率較高。特別是近十多年隨著電力電子和微電子技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)代控制理論應(yīng)用，使交流調(diào)速迅速發(fā)展，其調(diào)速特性與直流調(diào)速性能完全一樣甚至超過，完全可代替直流電動機及其調(diào)速系統(tǒng)。（3）變頻調(diào)速經(jīng)濟效益高。交流調(diào)速有多種方法（異步電動機的變極調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速，液力耦合器調(diào)速、機械差動調(diào)速、變頻調(diào)速等），但主流是變頻調(diào)速。變頻調(diào)速的變頻電源有旋轉(zhuǎn)變頻機組和靜止變頻裝置。前者由異步或同步電動機—直流發(fā)電機和直流電動機—同步發(fā)電機兩套機組組成。后者則由電力電子器件和微電子器件組成，無可動部分。由于旋轉(zhuǎn)變頻機組設(shè)備龐大、有可動部分、維護量大、效率低和性能差，故已被靜止變頻裝置代替。現(xiàn)在所指的變頻調(diào)速是指靜止變頻調(diào)速裝置（變頻器）。據(jù)統(tǒng)計使用靜止變頻調(diào)速以后，可節(jié)電1～3%。因此交流電動機驅(qū)動和變頻調(diào)速在鋼鐵廠已廣泛應(yīng)用[2>，特別是新建的機組，甚至大功率（單機達10000kw）、要求嚴(yán)格的帶鋼熱連軋機也使用交流電動機驅(qū)動和交流調(diào)速。
2 交流調(diào)速及變頻器在鋼鐵工業(yè)應(yīng)用的進展變頻調(diào)速在鋼鐵工業(yè)的應(yīng)用，經(jīng)過多個階段。
交流調(diào)速開始為節(jié)能而用于風(fēng)機、水泵代替要耗能的恒速運行但調(diào)節(jié)閥門的方法，到上世紀(jì)80年代初日本川崎鋼鐵公司首先在連鑄車間全交流化，取得了良好的效果，以后，不但在連鑄車間使用，而且推及到各工序、各車間全交流化。由于由于熱軋板帶軋機要求嚴(yán)格、產(chǎn)量大（年產(chǎn)600萬噸以上），稍有故障或性能達不到要求，損失就很大,故直到數(shù)字控制技術(shù)和矢量控制技術(shù)完全實用化（矢量控制的電動機軸上裝有脈沖發(fā)生器，并以此進行速度反饋構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，用數(shù)字控制方式進行速度控制或力矩控制，因而調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高，動態(tài)性能已達到直流調(diào)速。而vvvf控制為開環(huán)系統(tǒng)，按照電壓／頻率（v/f）一定，用模擬技術(shù)進行控制，因而調(diào)速范圍小，約為1:40，調(diào)速精度受限制，動態(tài)性能不如直流調(diào)速，尤其是小容量、低速情況下不理想），才為熱軋板帶軋鋼廠軋機主傳動交流化創(chuàng)造基礎(chǔ)，但開始仍只限于在要求沒有串列的精軋機嚴(yán)格的粗軋機，然后經(jīng)過試驗和多年后才用于精軋機。
（1）鋼鐵工業(yè)耗電量極大，我國電工產(chǎn)品耗電約占全國總發(fā)電量的70%，而冶金系統(tǒng)年耗電量約占全國發(fā)電量的9.3%左右[1>，驅(qū)動的電動機占很大一部分，其中要求調(diào)速的占80%以上（據(jù)統(tǒng)計，鋼鐵工業(yè)要求調(diào)速的電動機從數(shù)量上說約為20%，而容量上說卻占80%），故其有效操作和節(jié)能降耗是至關(guān)重要的。（2）鋼鐵工業(yè)產(chǎn)量大、經(jīng)濟效益大，要求作業(yè)率高。如板帶熱連軋廠年產(chǎn)量大都超過600萬噸，稍有故障停車，損失就很大，故提高作業(yè)率極為重要。鋼鐵企業(yè)使用的電動機有直流電動機和交流電動機，由于許多要求調(diào)速的生產(chǎn)機械對電氣控制系統(tǒng)有一定的要求，如調(diào)速范圍、動態(tài)響應(yīng)、靜差度等，過去直流電動機一直占主導(dǎo)地位，但直流電動機有一系列缺點，如結(jié)構(gòu)上有換向器及電刷使日常維護量增加、電刷與整流子經(jīng)常產(chǎn)生火花而要求安裝環(huán)境較好及不能用于易燃易爆場所、與同容量交流電動機比體積和重量及轉(zhuǎn)動慣量都較大、價格也較高、效率比交流電動機低2～3%等，交流電動機則無直流電動機的缺點，維護量較少，作業(yè)率較高。特別是近十多年隨著電力電子和微電子技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)代控制理論應(yīng)用，使交流調(diào)速迅速發(fā)展，其調(diào)速特性與直流調(diào)速性能完全一樣甚至超過，完全可代替直流電動機及其調(diào)速系統(tǒng)。（3）變頻調(diào)速經(jīng)濟效益高。交流調(diào)速有多種方法（異步電動機的變極調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速，液力耦合器調(diào)速、機械差動調(diào)速、變頻調(diào)速等），但主流是變頻調(diào)速。變頻調(diào)速的變頻電源有旋轉(zhuǎn)變頻機組和靜止變頻裝置。前者由異步或同步電動機—直流發(fā)電機和直流電動機—同步發(fā)電機兩套機組組成。后者則由電力電子器件和微電子器件組成，無可動部分。由于旋轉(zhuǎn)變頻機組設(shè)備龐大、有可動部分、維護量大、效率低和性能差，故已被靜止變頻裝置代替。現(xiàn)在所指的變頻調(diào)速是指靜止變頻調(diào)速裝置（變頻器）。據(jù)統(tǒng)計使用靜止變頻調(diào)速以后，可節(jié)電1～3%。因此交流電動機驅(qū)動和變頻調(diào)速在鋼鐵廠已廣泛應(yīng)用[2>，特別是新建的機組，甚至大功率（單機達10000kw）、要求嚴(yán)格的帶鋼熱連軋機也使用交流電動機驅(qū)動和交流調(diào)速。
2 交流調(diào)速及變頻器在鋼鐵工業(yè)應(yīng)用的進展變頻調(diào)速在鋼鐵工業(yè)的應(yīng)用，經(jīng)過多個階段。
交流調(diào)速開始為節(jié)能而用于風(fēng)機、水泵代替要耗能的恒速運行但調(diào)節(jié)閥門的方法，到上世紀(jì)80年代初日本川崎鋼鐵公司首先在連鑄車間全交流化，取得了良好的效果，以后，不但在連鑄車間使用，而且推及到各工序、各車間全交流化。由于由于熱軋板帶軋機要求嚴(yán)格、產(chǎn)量大（年產(chǎn)600萬噸以上），稍有故障或性能達不到要求，損失就很大,故直到數(shù)字控制技術(shù)和矢量控制技術(shù)完全實用化（矢量控制的電動機軸上裝有脈沖發(fā)生器，并以此進行速度反饋構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，用數(shù)字控制方式進行速度控制或力矩控制，因而調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高，動態(tài)性能已達到直流調(diào)速。而vvvf控制為開環(huán)系統(tǒng)，按照電壓／頻率（v/f）一定，用模擬技術(shù)進行控制，因而調(diào)速范圍小，約為1:40，調(diào)速精度受限制，動態(tài)性能不如直流調(diào)速，尤其是小容量、低速情況下不理想），才為熱軋板帶軋鋼廠軋機主傳動交流化創(chuàng)造基礎(chǔ)，但開始仍只限于在要求沒有串列的精軋機嚴(yán)格的粗軋機，然后經(jīng)過試驗和多年后才用于精軋機。
文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。
服務(wù)咨詢