常规热连轧主传动交流变频调速系统4

电气与控制技术 2015-03-29 20:47:58
    4.8 冷却方式
  交交变频:SCR元件正向压降小,仅为1.2-1.5V左右,由于元件损耗小,冷却方式可采用风冷。
  交直交变频:换流元件正向压降大,通常为3.5-4V左右,由于元件正向压降与开关损耗大,通常无法采用风冷,必须采用水冷,因此必须附带水冷装置并使用大量二次循环冷却水。一次性投资建设费用较高,但冷却效果优良。
    4.9 功率因数
  交交变频电机侧功率因数为1;但电网侧功率因数较低,通常为0.7以下,必须要无功补偿。需要配套SVC 无功补偿装置提高功率因数。交直交变频由于中间电容的作用,电机侧与电网侧功率因数均为1,无需无功补偿。
    4.10 谐波
  交交变频:电网侧产生谐波较高,采用6脉波时通常谐波含量为8%左右,需要滤波装置。
  交直交变频:电网侧谐波较低,通常谐波含量为4.5%左右,轧机有功冲击较大或电网短路容量较小时,也需要滤波装置。
    4.11 配套机械
  交直交变频器输出频率高,电机转速高,为满足轧钢工艺要求需要配套减速机及水冷系统,增加了机械设备投资和建设安装费用;减速机体积大,影响工艺布置。
    4.12 变频器
  交交变频器主要功率设备实现了国产化,国内制造商已经具有成功供货和工程应用经验,价格较低;大功率交直交变频器在较长一段时间内完全依靠进口,设备价格昂贵,维护费用较高。
    4.13 能耗
    交交变频器的风机和空调冷却以及SVC 的能耗较高于交直交变频器。
  综上所述,我们可以看出:
  1. 交交和交直交变频调速系统都是先进的、性能良好的调速方式,它们各有特点。都能满足大型热带轧机主传动的技术性能要求。
  2. 交交变频技术,过载能力大,效率高,简单可靠,可以完全国产化是其显著优点。而交交变频频率低、速度低、功率因数低,需无功补偿等是主要缺点。它适用于大功率中、低速且过载能力大的轧机驱动,如:大型热带轧机、中厚板轧机和型钢轧机。
  3. 交直交变频频率高、速度高、功率因数高,不需无功补偿过载是其主要优点,而其效率较低、过载能力差,使用经验不足,不能国产化,备件和技术服务问题大是其显著缺点。适用于大功率中、高速的风机、水泵及过载能力较小的轧机驱动,如:高速冷轧机、无缝钢管轧机。
    5、结束语
  从国内已投产和正在建设的大型热带轧机主传动系统来看 , 交交变频调速系统无论技术还是数量上仍是主流。分析主要原因是:投资省、效率高, 过载能力强,可以完全实现国产化。我国轧机传动交交变频调速系统能取得长足进步,是因为依托了中国多年积累的晶闸管技术基础。国内交交变频调速技术上十分成熟, 已成功地解决了主传动调速系统很多关键技术,如:轧机传动的高精度和高动态响应;大功率交交变频器;交交变频同步电机设计与制造;交交变频对电网的动态无功、谐波计算与谐波治理;轧机的扭振计算与抑制等。但交交系统产生大量谐波对电网造成一定程度的污染,为此在电网质量要求较高的线路上要额外增加滤波及无功补偿装置,这项缺陷目前还不能完全克服。
  目前传动领域需要大功率的交直交变频的国产化研制。交直交变频技术和设备以其优良的控制性能,较高的功率因数,良好的节电效果正逐步得到推广。随着高电压大功率的电力半导体器件GTO、IGCT、IEGT等功率元件性能提高,设备尺寸随之缩小,以及交交变频装置的输出频率低(最高频率小于1/2电网频率)、电网功率因素低、旁频谐波影响、需要SVC及占地大等因素的影响,新世纪的热轧带钢生产线主传动变频装置正由三电平电压型交直交PWM矢量控制变频装置或直接转矩控制变频装置所取代。
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