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变频器在钢铁工业中的作用
发表日期:2021年10月25日  人气:411  录入:admin
一、简述钢铁工业以及生产流程
  资料工业水平是一个可以很好地体现国家的世界竞赛力的标准。钢铁工业则是归于资料工业中的重点,是构成一个国家的重工业与军工业基石,这是因为钢铁具有杰出的物理和化学功能。钢材有较高的机械强度和耐性,耐热,耐腐蚀,耐磨,电磁功能好,容易焊接加工,可满意多方面需要和特别功能要求。此外,钢铁价格便宜,储量丰富(铁元素的地壳丰度为5.6%),加之冶炼和加工办法简略,功率高,规划大,产量高而成本低,尽管面临其他资料剧烈竞赛(包含代用资料和塑料、水泥和铝等竞赛),但国内外都是以大型化、新工艺、新设备、临海钢铁厂、自动化和电子计算机的运用等手法,使钢铁工业不断技术进步,而保持多年价格不变,故钢铁是现代工业中运用最广,开展最快的金属资料,是建筑、轿车、铁路、航运、电器、电力、食品等工业不可缺少的资料。
  钢铁企业大都由一系列工厂组成,规划大。钢铁工业如图1所示,是联合企业型式,包含采矿、选矿、然后把选得的精矿烧结或制成球团,造成合适于高炉所需块度的原料,经高炉炼成钢,铸成锭今后,经各式轧机轧成板材、管材、型材和线材等,生产进程十分复杂,设备极其不同。
  由矿石到钢材的生产有多种流程,但主要是下列两种流程:烧结球团和焦化-高炉-转炉-轧机流程、直接复原或熔融复原-电炉-轧机流程。前者被称为长流程,后者则被称为短流程。两者都是由一系列分厂或车间组成的钢铁总厂,前者一般分为原料场,烧结、球团、焦化(或炼焦、化工)、炼铁、炼钢(含铁水预处理、转炉、炉外精炼、接连铸钢)和各类轧钢(钢管、热轧带钢、冷轧板带、线棒材、型钢、轨梁、中厚板等)等分厂;此外还有一些辅佐分厂,如动力部(包含发电、供电、煤气、氧气、给水等分厂)。选矿厂一般在矿山邻近(一般与采矿合为矿山公司),只有矿山较近时才设在钢铁厂内。后者没有烧结、球团、焦化分厂
  二、沟通调速及变频器在钢铁工业中的运用
  我国电工产品耗电约占全国发电量的70%,而冶金体系年耗电量约占全国发电量的9.3%左右(包含电弧炉、铁合金电炉等),而驱动的电动机占很大一部分,因而其有用操作和节能降耗是至关重要的。钢铁企业运用的电动机有直流电动机和沟通电动机,因为有许多要求调速的生产机械对电气操控体系有一定的要求,如调速规模、动态呼应、静差度等,过去因为沟通电动机操控体系不能满意这些要求。
  因而直流电动机一向占主导地位,但直流电动机有一系列缺点,如结构上有换向器及电刷使日常维护量增加、电刷与整流子常常发生火花而要求较好的设备环境及不能用于易燃易爆和环境恶劣的场所、与同容量沟通电动机比体积和重量及转动惯量都较大价格也较高、功率低比沟通电动机低2~3%等,而沟通电动机近十多年随着电力电子技术、微电子技术开展和现代操控理论运用,使沟通调速迅速开展,它克服了直流电动机的缺点,且调速特性与直流调速功能完全一样乃至超越,如过渡进程快等。故近来主要是运用沟通电动机驱动和沟通调速,特别是新建的机组,乃至大功率(单机达9000kW)、要求严格的带钢热连轧机也运用沟通电动机驱动和沟通调速(参看表1)。
  沟通调速有多种办法(异步电动机的变极调速、调压调速、转子串电阻调速、电磁转差离合器调速,液力耦合器调速、机械差动调速、变频调速等),但干流是变频调速。变频调速的变频电源有旋转变频机组和停止变频设备。前者由异步或同步电动机-直流发电机和直流电动机-同步发电机两套机组组成。后者则由电力电子器材和微电子器材组成,无可动部分。因为旋转变频机组设备巨大、有可动部分、维护量大、功率低和功能差,故已被停止变频设备替代。
  停止变频设备便是现在广泛运用的变频设备,可分为交-直-交变频和交-交变频两大类,交-直-交变频又可分为电压型和电流型两大类,交-交变频多位电压型、也有少数运用电流型。变频操控方法分为电压型、电流型、脉冲宽度调制型等。其主回路的拓扑、操控策略都有多种方法可以选择,如功率器材有SCR(晶闸管,Thyristor)、GTO(门极关断晶闸管,GateTurn-OffThyristor)、IGBT(绝缘栅双极晶体管,Insulated-GateBipolarTransistor)、IGCT(集成门极换流晶闸管,IntegratedGateCommutatedThyristor,是一种新式半导体功率器材,在GTO的基础开展起来的)等;主回路的拓扑结构可选择两电平、三电平、负载换相式SCR电流型变频器等,操控策略可选择V/f操控、矢量操控、直接转矩操控、脉冲宽度操控(PWM)或脉冲幅度调制(PAM)等,电压也有高压(3~6kV,主要是大容量的同步或异步电动机)、中压或低压(如一般的小功率380V和轧钢辅传动的电动机)等,一般地说,1000kW以下的电动机较合适选用IGBT的通用变频器。国外电气公司,如德国西门子、法国阿尔斯通、瑞典ABB、美国GE、意大利ANSOLDO、日本日立、日本三菱、日本安川等公司都生产各种容量、不同电压的通用变频器可供选用,选择时可适当参照其成绩及在相似或同样机组运用状况和经历与作用。
  变频所用电动机也需注意,一般1000kW以下的电动机,选用异步电动机功能价格比较好,关于容量较大的可选用同步电动机或异步电动机。异步电动机一般选用线绕电机,而容量较小的电动机一般选用鼠笼电机。因为传动操控体系一般选用PWM变频器,故电机也须特别规划,以满意PWM变频调速的要求(按不同机组状况,包含答应过载%、过载时间、工作制、绝缘等级、维护等级、额定电压等)。
  钢铁企业许多机械要求调速,传统的用阀门调理流量的风机、水泵为节能也要求调速,此外,不要求调速的大功率的同步电动机(如功率达40000kW的高炉电动鼓风机,功率超越7600kW的烧结主抽鼓风机等)和异步电动机(如选矿的球磨机等)也需要运用调速的软启动和泊车,因而要求调速的电动机,特别从容量来说,占绝大部分(据统计,钢铁工业要求调速的电动机从数量上说大致为20%,而容量上说,却占80%)。
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