增容型變頻方案與Vacon變頻器的完美結(jié)合

Vacon培訓(xùn)中心編寫的《變頻器尺寸測(cè)量和變頻器計(jì)算》中指出造成軸承電流的原因有：

　　1)磁失衡;

　　2)電機(jī)供電不平衡(電纜、FC);

　　3)接地電流;

　　4)軸承損壞及噪音。

　　通過電子顯微鏡下的圖像，可以看到初期損壞由熔斷口導(dǎo)致，末期損壞是凹槽模式。

　　解決方案是確保電流通道與軸承隔開，措施有：

　　1)絕緣軸承;

　　2)接地電刷;

　　3)變頻器、電機(jī)和負(fù)載之間接地良好;

　　4)磁環(huán)。

　　本方案電動(dòng)機(jī)非負(fù)荷端軸承采用了絕緣結(jié)構(gòu)，即在電機(jī)后端蓋軸承的外圍和兩側(cè)加裝薄層絕緣材料，然后機(jī)械加固。借以切斷感生的軸電壓和軸電流，從而延長(zhǎng)軸承的大修期和使用壽命。

　　3 綜合效益分析

　　增容型高-低壓變頻方案與Vacon變頻器的完美結(jié)合，同國(guó)內(nèi)外高壓變頻方案對(duì)比，具有四“高”、四“低”、四“省”特點(diǎn)。

　　1)高功率在保持原高壓電動(dòng)機(jī)磁通密度和電流密度基本不變、且機(jī)械特性容許的條件下，可提高額定功率1～3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功率等級(jí)。在保持普通低壓變頻器額定電流不變前提下，可提高其輸出功率10%～30%，同時(shí)，還可提高傳動(dòng)設(shè)備的生產(chǎn)能力10%～20%。

　　2)高效率本變頻系統(tǒng)效率>96%。其中變頻器效率為98%，變壓器效率為98.8%，電動(dòng)機(jī)的額定效率可提高0.5～5個(gè)百分點(diǎn)。

　　3)高功率因數(shù)本變頻系統(tǒng)高壓側(cè)功率因數(shù)可達(dá)0.95以上。

　　4)高可靠性一是采用無油枕全密封變壓器或者干式變壓器均系免維護(hù)類型;二是選用技術(shù)成熟的低壓大容量變頻器安全可靠，使用壽命長(zhǎng)達(dá)70 000 h;三是利用高等級(jí)絕緣的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在低壓變頻工況下，絕緣壽命可謂無限長(zhǎng);四是非負(fù)荷端軸承采用絕緣結(jié)構(gòu)，切斷軸電流和軸電壓，從而延長(zhǎng)軸承使用壽命;五是備有變頻/工頻切換開關(guān)，一旦變頻器發(fā)生故障即可及時(shí)切換到工頻啟動(dòng)—運(yùn)行模式，即使是工頻運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)仍可增容。

　　5)低諧波本變頻系統(tǒng)高壓側(cè)電壓總諧波1.6%(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限定值4%)。這是因?yàn)楸咀儔浩鞲?低壓兩側(cè)繞組采取分立式絕緣隔離結(jié)構(gòu)，高壓側(cè)或者低壓側(cè)采用帶有升壓線圈的延邊三角形連接結(jié)構(gòu)，無零線供電模式，可有效地隔離、吸收和抑制變頻過程中產(chǎn)生的高次諧波，使高次諧波分量遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限定值。

　　6)低成本所用全密封無油枕變壓器、通用型低壓大容量變頻器以及變頻/工頻低壓切換開關(guān)價(jià)格都比常規(guī)高壓變頻裝置低得多。比國(guó)外高壓變頻裝置單價(jià)低50%左右，比國(guó)內(nèi)高壓變頻裝置單價(jià)低30%左右。

　　7)低溫升本裝置一是實(shí)現(xiàn)了變壓器、變頻器與電動(dòng)機(jī)的電壓制式的最佳匹配;二是將電動(dòng)機(jī)絕緣材料合理減薄，使機(jī)內(nèi)冷卻空氣量增加17%左右，從而有效地降低了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫升;三是增容而未增載時(shí)，即相當(dāng)于降低電流密度運(yùn)行，將進(jìn)一步降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫升，延長(zhǎng)其使用壽命。

　　8)低壓安全由于變壓器將高/低壓隔離，從變壓器的輸出側(cè)→變頻器→電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓只有幾百伏，頗有安全感，便于操作和維護(hù)。

　　9)省工期本變壓器的制造周期只要15～20天;變頻器的供貨周期只需1～2 月;電動(dòng)機(jī)改壓大約1周左右，增容改壓大約1 個(gè)月左右;控制柜加工不超過1周;安裝(包括敷設(shè)低壓動(dòng)力電纜和控制屏蔽電纜，無須重打地基和更換對(duì)輪)約1 周左右，當(dāng)天調(diào)試當(dāng)天投運(yùn)?？偸┕て?即見效期)僅為0.5～3個(gè)月。

　　10)省投資不但現(xiàn)場(chǎng)改造(電動(dòng)機(jī)改繞定子繞組)成本低，而且新建項(xiàng)目(電動(dòng)機(jī)采用新數(shù)據(jù)繞制，可節(jié)省改制費(fèi)用和時(shí)間)成本更低，即投資省，見效快，投資回收期一般約為1～2年左右。

　　11)省能源實(shí)施本技術(shù)方案的微觀(單臺(tái))節(jié)電率為20%～50%，宏觀(全國(guó))年節(jié)電能力可達(dá)600多億kW·h。

　　12)省原材料在同等原材料和元器件配置前提下，本方案能提高電動(dòng)機(jī)的額定功率1～3個(gè)等級(jí)，提高變頻器的額定容量5%～25%，即0.5～2個(gè)功率等級(jí);在同等功率前提下，本方案可節(jié)省制造高壓電動(dòng)機(jī)的鋼材和矽鋼片10%～15%，節(jié)約高壓絕緣材料40%～60%。