淄博京科電氣有限公司
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聯(lián)系我時，請告知來自 紡織服裝機械網(wǎng)開關磁阻電機調速系統(tǒng)在搗固機上的應用分析一、產(chǎn)品介紹開關磁阻電機調速系統(tǒng)是繼直流電機調速系統(tǒng)、變頻調速系統(tǒng)之后的調速電機
開關磁阻電機調速系統(tǒng)在搗固機上的應用分析
一、產(chǎn)品介紹
開關磁阻電機調速系統(tǒng)是繼直流電機調速系統(tǒng)、變頻調速系統(tǒng)之后的調速電機。隨著開關磁阻電機功率的不斷增大，性能的不斷穩(wěn)定，近幾年在國內(nèi)很多行業(yè)，得到了非常廣泛的應用，被傳動領域專家稱為繼直流電機調速系統(tǒng)、變頻調速系統(tǒng)之后的第三代調速系統(tǒng)。
2005年，由中國國家、、環(huán)?？偩窒掳l(fā)的2005年第65號文件，第32項中，明確提出開關磁阻的推廣使用，并對該產(chǎn)品做了以下客觀描述：
“開關磁阻電機系統(tǒng)是一種機電一體化節(jié)能型調速電機系統(tǒng)。它由開關磁阻電機、功率變換器及控制器組成。同傳統(tǒng)的直流及交流電機調速系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點：電機結構堅固、制造成本低；效率高，不僅在額定輸出狀態(tài)下，而且在寬廣的調速范圍內(nèi)也能保持高效率運行；一般系統(tǒng)效率達80%以上；啟動轉矩大、啟動電流?。恢苿有阅芎?，能實現(xiàn)再生制動，節(jié)約電能；系統(tǒng)調控性能好，四象限控制靈活；具有無刷結構，適用于在高粉塵、高速、易燃易爆等惡劣環(huán)境下運行；可以在各行業(yè)應用。
開關磁阻電動機調速系統(tǒng)的出現(xiàn)，引起了電氣傳動界的一個震動，其在性能指標上達到出人意料的高水平。
電氣傳動系統(tǒng)的傳統(tǒng)設計方法都是利用現(xiàn)有的電動機，在此基礎上做系統(tǒng)設計。設計電動機是所做的優(yōu)化僅僅涉及電動機本身，而系統(tǒng)的優(yōu)化設計是在已有電動機的條件下進行設計，只能稱為局部優(yōu)化設計，這種設計方法必然限制系統(tǒng)整體水平的提高。開關磁阻電動機調速系統(tǒng)是由電動機和控制器組成的一個不可分割的統(tǒng)一體，其電動機和控制部分均不能單獨使用，也沒有現(xiàn)成的產(chǎn)品供選用。因此，其設計方法只能是從系統(tǒng)整體性能出發(fā)，同時對系統(tǒng)的每一部分進行設計，而不是單獨進行設計。電動機和電路部分的設計均是從系統(tǒng)整體性能優(yōu)化的角度出發(fā)，而不是只考慮每一部分本身的優(yōu)化。這種設計方法同傳統(tǒng)的設計方法相比，是一種本質區(qū)別，屬于“機械電子學"范疇，在這種思想指導下設計出的產(chǎn)品是典型的機電一體化產(chǎn)品。從這個角度出發(fā)，開關磁阻電動機調速系統(tǒng)的性能指標高于其他傳動系統(tǒng)，也就不難理解了。
因為如此，很多電氣行業(yè)的專家把開關磁阻調速系統(tǒng)的出現(xiàn)稱為電氣傳動系統(tǒng)發(fā)展過程中的一個里程碑，并認為他將作為傳統(tǒng)調速系統(tǒng)的有力競爭對手，出現(xiàn)在各個領域。
二、產(chǎn)品技術特點
1、開關磁阻電機與其他電機的性能比較
2、開關磁阻電機性能特點
（1）效率高，節(jié)能效果好。在所有的調速和功率范圍內(nèi)，SRD效率都可達到85%以上，整體效率比交流異步電動機變頻調速系統(tǒng)（簡稱變頻調速）至少高10%以上，在低速工作的狀態(tài)下其效率能夠提高20~30%以上。與直流調速、串級調速、電磁調速等系統(tǒng)相比，SRD節(jié)電效果更明顯。
（2）起動轉矩大，特別適合于那些需要重載起動和負載變化明顯并且頻繁的場合。SRD控制器從電源側吸收較少的電流，在電機側可得到較大的起動轉矩，起動轉矩達額定轉矩的150%時（車用300%）、起動電流僅為額定電流的30%，比之直流流電動機的99%電流獲得99%的轉矩的性能，優(yōu)勢非常明顯。
（3）調速范圍廣。SR電動機可以在低速下長期運行。由于效率高，在低速下的溫升程度比額定工況時還要低。此外，SR電動機轉速不會像交流電動機那樣受極數(shù)的限制，可以根據(jù)實際需要靈活地設定轉速，轉速可達10000rpm。
（4）可頻繁正、反轉，頻繁起動、停止，電動車等應用場合。
（5）起動電流小，避免了對蓄電池的沖擊，在整個工作范圍內(nèi)，其起動電流小于額定電流。
（7）電機結構簡單、堅固、制造工藝簡單，成本低。工作可靠，能適用于各種惡劣、高溫甚至強振動環(huán)境，不存在直流永磁電機的退磁現(xiàn)象。
（8）由于控制器中功率變換器與電機繞組串聯(lián)，不會出現(xiàn)變頻調速系統(tǒng)功率變換器可能出現(xiàn)的直通故障，可靠性大為提高。
3、開關磁阻電機特性曲線
下面是開關磁阻電機與傳統(tǒng)調速電機的效率比較曲線。
說明：
1，對于大部分工業(yè)應用現(xiàn)場，為了提高設備的整體可靠性，或為了增加電機啟動扭矩，所選配的電機額定功率總是大于實際所需功率，大部分電機長時間工作在輸出功率的80%，70%，60% ，40%，30%甚至更低，故效率偏低，從上圖的功率-效率曲線可見，開關磁阻電機不論在低功率還是高功率，都能夠保持較高的效率，所以，對于那些負載變化頻繁，平均負載率低的場合，能實現(xiàn)比較理想的節(jié)能效果；
2，在很多需要調速的工業(yè)現(xiàn)場，速度越低，傳統(tǒng)電機效率越低，從上圖的速度-效率曲線可見，開關磁阻電機不論在低速還是高速，都能夠保持較高的效率，所以，對于那些速度變化頻繁，平均速度低的場合，能實現(xiàn)比較理想的節(jié)能效果。
三、在搗固機上的應用分析
搗固機是焦化行業(yè)最重要的生產(chǎn)設備，傳統(tǒng)的搗固機利用電動機，帶動減速機構，根據(jù)凸輪的機械特性，不斷的夾放錘柄做往復運動。最終把煤餅搗固成型。我們項目組根據(jù)傳統(tǒng)搗固機存在的缺陷，設計更換為開關磁阻電機，根據(jù)工藝要求，提供了一套控制精確，運行穩(wěn)定，使用壽命長的開關磁阻電機及控制系統(tǒng)。具體完成功能如下：
1、 電機所帶負荷為搗固錘錘桿的重量,480kg,行程0.5m。
2、 從“初始狀態(tài)"到“開始工作"為一種控制方式，工藝上稱放錘。煤箱里面的煤很少，整個搗固錘向下行走的行程。
3、 “工作中"搗固錘做往復運動，為第二種控制方式，上升（通電）時間250ms，上端停頓時間80ms，下降時間280ms，下端停頓時間90ms，以上時間均為可調，一個搗固周期時間為700ms。在下降的過程中開關磁阻電機可以瞬間給搗固錘一個合適的下加力，隨著不斷的往煤箱加煤，煤餅高度逐漸升高。
4、 當煤餅高度達到工藝要求，即“工作完成"。搗固錘要恢復到“初始狀態(tài)"，工藝上稱為收錘。為第三種控制方式，一個工作周期完成。
5、 搗固錘的所有動作均為開關磁阻電機實現(xiàn)，根據(jù)工藝要求自行配備能夠達到要求的元器件。
6、 電機設定過流、過壓、斷電恢復拒動、執(zhí)行元器件失控保護、工作過程中突發(fā)情況保護，可以手動收放搗固錘等一切可以做到的保護措施。
7、 每搗固一個煤餅約為6分鐘，停止9分鐘，焦化廠每天的產(chǎn)量 >150爐。
8、 開關磁阻電機可以頻繁起停、頻繁正反轉（達到1000次/小時），啟動電流僅為額定電流的30%，啟動平緩不會沖擊電網(wǎng)。
四、在搗固機上的電機節(jié)能應用分析
1） 搗固機電機工作特點是負荷變化較大，在上升工作時，處于帶負載工作，在下行返回時，屬于空載狀態(tài)，按上述工作狀態(tài)分析，負載變化較大，平均負荷率較低，所以，搗固機電機從整體工作狀況來說，處于低負荷工作狀態(tài)，故效率偏低，存在較大的節(jié)能空間。從上面的負載-效率曲線可以看出，采用開關磁阻電機，可以實現(xiàn)較大幅度的節(jié)能,節(jié)能25%以上；
2） 其二，開關磁阻電機屬于調速電機，可以滿足不同的起重要求，在需要調速的場合，對速度進行調整，故平均速度低于額定轉速，與不調速電機相比，可以直接明顯降低能耗；與調速電機相比，因為開關磁阻電機在較寬調速范圍內(nèi)效率較高，從上面的速度—效率曲線可以看出，也存在較大的節(jié)能空間，實現(xiàn)理想的節(jié)能。
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