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英威腾Goodrive200A 在长伸缩式吹灰器控制中的应用

www.cechina.cn2016.12.26阅读 1161

  一、引言 在传统的火力发电厂锅炉吹灰器控制中,吹灰器的电机一般采用接触器控制,在启动前进和前进到位后退时,电机直接启动,这一控制方式存在着很多局限和不足,特别是对于目前1000WM机组火力发电厂锅炉使用的超过16米行程的长伸缩式吹灰器控制,启动停止及正反转切换时,电机速度突变,枪管太长造成晃动很大,严重影响安全运行。
  为了解决接触器控制电机的不足,拟采用变频器控制吹灰器电机来进行升级改造,使长伸缩式吹灰器能安全平稳运行,对保障火力发电厂安全发电有重要意义!


  图 1 湖北某公司的HX-HMI系列锅炉吹灰控制系统示意图


  图 2 湖北某公司生产车间的长伸缩式吹灰器外形图


  二、控制要求
  本文以 英 威 腾 变 频 器 在对原以接触器控制进行升级发行为例进说明具体要求如 下 :
  a)原吹灰器控制运行时晃动量约为150mm,前进到位后退瞬间晃动量约为200mm。
  b)吹灰器电机功率为2.2KW,每台锅炉有长伸缩式吹灰器约50台左右。
  c) 因吹灰器同一时间只运行2台,变频器需要进行一拖多控制(一般为一拖四),每台锅炉所需要变频器20多台,集中安装在动力柜内。
  d)启动和停止加减速时间需要根据运行要求进行设置,控制晃动量120mm以内。
  e)正反转切换时需要柔性转换,死区时间能进行设置,控制晃动量100mm以内。
  改造前,对原接触器控制吹灰器原理进行分析:


  图 3 湖北华兴公司吹灰器本体接线示意图


  1、电机主回路
  吹灰器需要前进和后退,这就需要电机能够正转和反转,通过二个接触器对电机相序进行调换,控制电机进行正反转,实现吹灰器进退伸缩运动。


  图 4 普通吹灰器采用接触器控制的动力主回路


  2、控制原理简述
  在吹灰器前极限位置和后极限位置,安装有行程开关,在本体接线盒中安装有控制开关、前进和后退按钮。将控制开关拨到ON位置,按下前进按钮,持续5秒钟,前进接触器吸合,吹灰器电机开始正转,吹灰器开始前进,离开后行程开关,前进接触器通过后行程开关自锁吸合,当吹灰器前进到前行程开关后,前行程开关常闭触点断开,前进接触器弹起,吹灰器电机停止正转,同时,后退接触器吸合,并通过后限位常闭触点自锁,吹灰器电机开始反转,当吹灰器后退到后行程开关时,后行程开关常闭触点断开,使后退接触器弹起CONTROL ENGINEERING China版权所有,吹灰器电机停止工作。


  图 5 普通吹灰器采用接触器控制的控制回路


  3、使用英威腾变频器升级改造后的主动力回路


  图 6 升级后的英威腾变频器一拖多动力回路


  4、使用英威腾变频器升级改造后的变频器控制回路


  图 7 升级后的英威腾变频器控制回路


  三、英威腾 Goodrive200A 系列变频器介绍
  Goodrive200A 变频器是深圳市英威腾电气股份有限公司新开发的一款高性能闭环矢量变频器,具有优异的矢量控制性能,实现转矩控制、速度控制的一体化,能满足不同客户多种应用需求。同时,Goodrive200A变频器具有超出同类产品的防跳闸性能和适应恶劣电网、温度、湿度和粉尘能力,极大提高产品可靠性。
  1. 产品可实现准确的参数自学习,提供优异的电机驱动性能;
  2. 具有先进的开环矢量控制性能,良好的电压、电流控制技术;
  3. 产品设计严格遵循IEC国标标准,并通过了CE认证测试;
  4. 标配内置RS485通讯接口,支持Modbus通讯协议;易用的上位机软件,便于监控和调试;
  5. 内置选配C3滤波器,可外置选配C2滤波器,EMC性能更优秀,使产品在电磁干扰场合更适用;
  6. 30KW(含)以下变频器内置制动单元,全系列标配可进行参数拷贝的高性能键盘,极大方便客户使用和操作;
  7. 产品支持共直流母线方案,支持直流供电模式控制工程网版权所有,可提供直流、能耗、短路和磁通四种制动方式www.cechina.cn,具有简易供水、瞬时掉电不停机等多种功能,可较好地满足客户各种使用需求;
  8. 产品为半书本型结构、独立风道设计,支持壁挂、法兰、落地安装方式,为客户提供更可靠、更经济的安装使用方式。
  四、系统接线及调试
  整个系统是通过英威腾变频器为核心,通过独立的接触器来实现一拖多的控制。按设计图纸进行接线;
  4.1 系统调试
  调试主要要解决的是:在确保长伸缩式吹灰器运行中枪管晃动量最小的前提下,试验并确定参数的范围:(因仅为试验CONTROL ENGINEERING China版权所有,此次调试使用的变频器为一拖一控制)
  一 .启动及停止时的加减速时间调试,使枪管平稳启动旋转。
  二 .正反转的死区时间调试,使枪管在正反转切换时,不产生量变晃动。
  三 .中途掉电后再启动时需要反转CONTROL ENGINEERING China版权所有,使吹灰器退回至原位。


  图 8 使用英威腾变频器控制的长伸缩式吹灰器枪管伸出时照片


  原吹灰器控制运行时枪管晃动量约为150mm,前进到位后退瞬间晃动量约为200mm。使用英威腾Goodrive200A变频器升级改造后,经过调试修改各项参数,使吹灰器在运行中枪管的晃动量保持在100mm以内,特别是在启动及停止阶段,晃动量小于50mm,在正反转切换时,晃动量在60mm以内。改造后的枪管晃动量小,参数好于预期,调试成功,适合大范围改造!


  图 9 使用英威腾变频器控制的调试用临时控制盒接线照片


  4.2 变频器参数设置:Goodrive200A变频器部分关键参数见表1。


  表1:Goodrive200A 主要参数设置情况表


  英威腾Goodrive200A变频器具有短路 、过载、过压、缺相、失速等多种保护和故障输出功能, 能有效保证系统安全高效的运行。 英威腾变频器功能强大,在长伸缩式吹灰器控制中虽然只用到了少部分功能,满足了长伸缩式吹灰器安全平稳运行的需求!
  五、结束语
  英威腾Goodrive200A变频器在长伸缩式吹灰器控制中的应用,只是使用了英威腾变频器众多强大功能中的某一部分,却使吹灰器枪管晃动从200mm降低到100mm以内,极大的提高了吹灰器运行的平稳可靠性,对火力发电厂锅炉的安全运行有重大意义!
  目前国内的长伸缩式吹灰器普遍还采用接触器直接启动电机来控制,使用英威腾变频器来进行柔性控制,降低运行中的枪管晃动,使长伸缩式吹灰器安全平稳运行,还只是在进行试验探讨,目前在车间调试效果良好。后期需要进一步完善控制方案,英威腾变频器控制再配合机械设计上的改良,使安全平稳运行的长伸缩式吹灰器,能够大量运用到火力发电厂中去!
  参考文献
  [1] 《英威腾 Goodrive200A系列变频器 产品说明书》深圳市英威腾股份有限公司

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