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回转窑主驱动装置的选型与常见故障分析升降机

发布时间:2022-07-29 06:27:33

回转窑主驱动装置的选型与常见故障分析

回转窑主驱动装置的选型与常见故障分析 2011年12月10日 来源: 由于直流电动机的起动力矩大,调速性能优良,一次投资费用较少,在国内水泥厂的回转窑普遍采用直流驱动装置。

1 装置构成及控制原理

回转窑的主驱动装置由直流电动机和直流调速器构成。直流电动机现多采用Z4系列回转窑专用电动机,现普遍采用调压调速方式,即通过改变电枢的电压来改变电动机转速,从而改变窑转速。

直流调速器有模拟控制系统及数字控制系统。

2 选型原则

回转窑有以下特点,即:

回转窑在起动时,由于自身及热工原因,所需的起动力矩较大,相应起动电流较高,但在正常运行时电流并不高。回转窑在停窑时,有回窑现象。在停窑瞬间,窑筒体由于惯性反转,窑转速从减速机侧传至电动机,电枢的速度很快,电动机瞬间做发电状态运行,如果激磁电流不变,反电势很高,在换向器表面会形成灼痕,甚至会将换向器打出凹坑,对换向器的使用寿命有影响。

鉴于以上原因,回转窑直流传动,在选择直流调速装置时,对于直流电动机及直流调速装置的元器件以及控制方案均有所要求。

2.1 电动机选型

基于水泥回转窑的特点,各直流电动机生产厂家一般都有回转窑专用的型号,如:使用较多的上海南洋电机厂的ZSN4系列,该系列电动机有较好的动态性能,并有较大的过载倍数,其值可达2.5倍左右。并且,通常由于窑主机的额定转速不高,如果电动机自带风叶散热效果不好,通常需要加装强冷风机,加强冷却。

2.2 直流调速装置选型

直流调速装置的整流元件基本采用可控硅元件,可控硅由于自身的过流能力较差,在选型时应考虑足够的裕量。直流调速器的主要参考值如下:

1)额定电压:直流调速装置的额定输出电压一般与直流电动机的额定电压相一致。可控硅元件额定电压一般是正常工作电压峰值的2~3倍值。

2)额定电流:厂家生产的直流调速装置的额定电流一般是指装置输出的平均电流,国外品牌的元器件的过流能力一般为1.5倍,但过流能力与时间有关,选型时应注意。如:西门子的6RA70系列直流调速器的过载能力和时间关系如表1所示。

AB公司的直流调速器的最大过载能力是1.5倍,时间为1min。而国内厂家的直流调速器很少在时间的前提下提出过载倍数。

选取直流调速器,对于国外品牌其额定电流应为:Id≥(2.5~3)Ie/k

式中:Ie——直流电动机的额定电流;

k——满足合适起动时间的直流调速器的允许过载倍数。

对于国内厂家的产品额定电流应为:Id>Ie。整流装置所需的过流能力已从可控硅元件的选择上做了保证。如:北京整流器厂的KGSF系列可控硅传动装置在设备说明书中对于起动性能的描述如下:在任意给定转速下,均可满负荷起动。

可控硅元件的额定电流:带较大电感性负载时,整流装置输出的电流波形连续,流过可控硅元件的平均电流为整流输出平均电流的1/3,即:IT=Id/3。

式中:IT——可控硅元件的平均电流;

Id——直流调速装置输出的平均电流。

决定可控硅元件允许电流大小的是温度,具体说是指管芯PN结的温度。此指标主要与电流的有效值有关。但可控硅的额定电流是指在常温和正常的冷却条件下,带电阻性负载的单相工频正弦半波电路中,管子全导通时结温不超标所允许的最大平均电流。因此需要在电流有效值相等的原则下,将实际允许的平均电流与额定电流进行换算。考虑裕量,可控硅的额定电流:

ITa=(ITd×Kf/1.57)×Kt

式中:ITa——可控硅实际允许的平均电流,实际计算中可选为电动机最大过载倍数电流的1/3;

Kf——整流波形系数(对于电感性负载,三相全控整流桥,其值取为1.73);

Kt——电流裕量系数,一般可取1.5~2倍。

整流装置的额定输出电流的大小应与可控硅元件相匹配。

直流调速器实际选型中应充分考虑回转窑的起动特性,调速器的容量与电动机的过载能力应相一致,从而最大有效地发挥二者的能力。

直流调速装置的选型实例:

我厂的1、2号窑为年产熟料35万t的湿法窑。回转窑的主传动采用双传动方式,2台电动机的电枢相串联。窑主电动机的主要参数如下:

单机功率:220kW

电枢电压:220V;电枢电流:960A

所选的直流调速装置如下:

型号:KSF22-1000/440

额定输入电压:380V额定输出电压:440V

额定输入电流:816A额定输出电流:1000A

生产厂商:西安电力整流器厂

从该设备的选型可见,基本满足前面所述的选型要求,运行情况良好。

四川双马水泥集团的7号窑,为年产水泥50万t的湿磨干烧窑,窑中主传动电动机采用单传动方式,窑主电动机参数如下:<

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