Industrial Furnace Vol. 28 No. 6 Nov. 2006
-0027-03 文章编号:1001-6988(2006) 06
硅碳棒加热控制方式的应用分析
李志军
(陕西华星窑炉设备有限公司, 陕西咸阳710099)
摘 要:结合设计和使用经验, 对常见的几种硅碳棒加热控制方式进行了剖析和对比, 给出了不同要求和场合下的
控制方式的选择意见。
关键词:硅碳棒; 控制方式; 电压调整器中图分类号:TM242 文献标识码:B
Analysis and Application of Control Means for Silicon Carbide Bar Heating
LI Zh-i jun
(Shanxi Huaxing Furnace Equipment Co Ltd, Xianyang 710099, China)
Abstract:Based on the experie nce of design and application, the controlling means of silicon ca rbide bar heating are analyzed, contrasted and summarized. The choice opinion in different requirement and occasion is put for ward.
Key words:silic on carbide bar; control means; voltage regulator 硅碳棒电热元件具有使用温度范围宽、高温下不易变形、升温快、热效率高、耐腐蚀、操作维护方便等优点, 在电子陶瓷、新型电子粉体材料、冶金等行业工业加热炉中被广泛使用, 但它在高温(1000e 以上) 会被缓慢地氧化, 即/老化0。通常厂家给出的使用寿命为2000~4500h(3~6个月) , 而实际使用寿命一般在1~18个月之间, 造成使用寿命相差甚远的原因, 除与棒使用的炉温、表面负荷、气氛、使用方式等因素有关外, 与电气控制方式也有很大关系, 因此研究探讨硅碳棒电阻炉的控制方式, 对降低设备的一次成本投入和运行费用、提高设备的综合性价比, 具有重要的实际意义。
(a)
调档, 其电路见图1
。
1 几种常见控制方式的应用分析
常用的电路形式及碳棒结法(以电炉某一温区单相为例) 有以下几种。111 无变压器过零控制方式
TGQ 为固态继电器, 电路十分简单可靠, 对电网和环境无高次谐波干扰, 成本低廉, 缺点是对电网的冲击较大, 电流表指针摆动大, 硅碳棒老化时, 不能
收稿日期:2006-07-07
作者简介:李志军(1964) ) , 男, 工程师, 从事工业炉窑设计和调
试及技术管理工作.
(b)
图1 无变压器过零控制方式示意图
在实际应用时通常通过加大初装功率, 以延长硅碳棒使用寿命。初装功率太大会影响电网和设备成本(功率器件电流增大, 硅碳棒加粗) , 一般按1. 5倍额定功率(P e) 装机, (P e 的确定是通过热工计
经验交流:硅碳棒加热控制方式的应用分析
算、类比决定的, 一般留有1. 2~1. 3倍的余量) 。这样硅碳棒在实际使用功率范围约为1. 5~0. 75的P e, 对应电阻值允许老化范围R ~2R 内, 设备可以正常使用, 按照硅碳棒使用手册给出的使用寿命, 当电阻由R 老化到2R 时, 大于3000h 。另外, 配合老化时改变硅碳棒接法也可以延长使用寿命, 只是操作麻烦些。如果在设计时加以考虑, 使用时按说明改变调线也很方便。根据近几年的实际应用效果来看, 一般使用寿命是在3~5个月以上, 而且对于炉温在1300e 以下时, 使用寿命可以到4~8个月左右。
这种用法硅碳棒串联较多, 有电压高、易老化、断一支棒时无电流需要及时换棒的缺点。根据实际情况来看, 直接使用220V 、380V 在有安全防护罩的情况下对使用并无影响。断一只棒时无电流与混联、并联接法相比更易发现断棒, 混联、并联接法对电流减小不多的情况下, 现场操作人员较难直观断定是断棒还是老化, 如果误判断棒为老化而调高电压时, 反而会加急剩余碳棒的老化。
针对串联支路阻值高而使棒易老化的特点, 在设计使用时应加以注意, 以图1(b) 为例:6支串联, 单支额定功率P e=U 2/36R , 其中一支阻值偏高或偏低为KR 时(K ) 硅碳棒电阻值偏差系数) , 功率为P 1=KU 2/R (5+K ) 2, P 1/P e =36K /(5+K ) 2, 比值见表1:
表1 K 、P 1/Pe 比值表
K P 1/P e K P 1/P e
0. 80. 851. 51. 28
0. 90. 931. 61. 32
1. 01. 01. 71. 36
1. 11. 061. 81. 40
1. 21. 121. 91. 44
1. 31. 182. 01. 47
1. 41. 23
器, 首次投资高, 对电网的冲击较大, 电流表指针摆动大, 固态继电器电流大, 安装时大线配线增加。
变压器抽头数量的确定原则上是, 多抽头有利于细调电压。考虑到变压器的制造工艺和实际操作不宜过多, 但又不能太少, 否则粗调电压会加速硅碳棒老化。实践中选4档比较合适。
变压器抽头电压确定方法为:硅碳棒第一档为电压U e, 第4档电压的确定, 通常设计时认为硅碳棒阻值老化到4R 时寿命已到, 即在保证功率的前提下第4档电压为2U e, 硅碳棒2、3档电压等分为1. 3U e 和1. 7U e,
见图2。这种方式可靠性高、性价比适中, 通常硅碳棒使用寿命可以到4~12个月左右, 前些年用的较多, 近几年来由于变压器成本上涨, 用的逐渐减少, 多在一些外资和大中型企业中使用。
图2 变压器副边过零控制方式示意图
113 变压器原边过零控制方式
TGQ 为专门的过零控制组件, 除变压器副边过
零控制方式具有的优点外, 该方式还有主回路功率器件小、配线小、安装配线合理顺畅等优点。缺点是用专门的过零控制组件、技术要求较高、国内生产的厂家不多、技术不是十分过关以及价格较高。这种方式可靠性、性价比一般, 采用的不多, 见图3。
从列表中看出阻值偏差2倍时, 功率增加47%, 实际配阻时, 做到阻值偏差不超过20%~30%是很容易实现的(在有条件的情况下, 使用一段时间还可以再次配阻) 。另外在设计时表面负荷留有20%~30%的余量, 这样即使阻值偏差40%~50%, 表面负荷也在正常使用范围内, 不会很快老化。
这种控制方式可靠性、性价比最高, 在近几年中被广泛采用。
112 变压器副边过零控制方式
TGQ 为固态继电器, 电路简单可靠, 对电网和环境无高次谐波干扰, 硅碳棒老化时可以换档调压, 延长硅碳棒使用寿命, 降低运行费用, 缺点是增加变压图3 变压器原边过零控制方式示意图
另外, 需要注意的是变压器原边过零控制不能直接用固态继电器SSR 控制, 否则会产生冲击电流, 当选择断路器电流为3倍的额定电流时, 仍会出
现随机的跳闸现象。
114 无变压器电压型移相控制方式
TGQ 为电压调整器, 这种方式输出电压连续可调, 对电网和硅碳棒冲击小, 电路较简单, 成本较低, 缺点是对电网和环境有高次谐波干扰, 自身各温区之间也容易产生干扰。一般电源装机功率无需考虑老化因素放大, 选用有输出限幅的仪表或电压调整器, 硅碳棒老化时靠人工逐步调高输出限幅值, 以延长硅碳棒使用寿命。但新棒使用时, 电压调整器导通角较小, 对电网和环境的高次谐波干扰严重, 应选择抗干扰能力强的电压调整器, 可控硅需加阻容吸收回路, 配线时应考虑防止干扰。这种方式的性价比较高, 用的较多。
115 变压器副边电压型移相控制方式
TGQ 为电压调整器, 这种方式具备了过零和移相控制的共同优点, 设计时尽量让导通角大些, 调压由变压器换档和移相调压共同配合完成。缺点是功率器件容量大、配线大、成本高。这种方式硅碳棒寿命很长, 通常在4~18个月左右, 但是性价比不高, 过去用的多, 现在用的逐渐减少。116 变压器原边电压型移相控制方式
TGQ 为电压调整器, 这种方式优点同上, 并克服了以上缺点。缺点是电压调整器原边控制技术要求高, 实现成本较高。这种方式硅碳棒寿命也很长, 但性价比不高, 用的不多。117 恒流型移相控制方式
TGQ 为恒流电压调整器, 负载功率为:P 0=(I @N ) 2@R Z
式中, N ) 变比, I ) 原边电流, 总电阻R Z =2R /3
在第一档内使用时输出功率在0~P e 范围内调节, 当出现硅碳棒老化和断棒时, 从电流表电流值下降可以发现, 输出最高电压受U e 的限制, 硅碳棒不会出现过负荷现象。
当输出电压调至第2~4档时, 如果选择调档时机不当, 电压余量过高时, 当出现一支路断棒时, 总电阻R Z 增加(I 恒定) , 导致输出功率P 0增加, 会出现过负荷, 加速老化, 反过来加快总电阻R Z 迅速上升, 连锁反应使输出功率P 0大大增加。结果出现恶性循环老化过程, 其余两支路前后很快断完, 而且
由于电流指示恒定, 值班人员不能及时发现, 只有彻底断完后才能发现。一般使用寿命是在1~4个月左右。这种控制方式对操作要求很高, 一般较少采用。注意, 设计使用时变压器副边必须抽头。118 无变压器恒功率型移相控制方式
TGQ 为恒功率电压调整器, 这种控制方式较为
理想, 当硅碳棒老化时, 输出电压自动升高, 保证功率恒定, 使用时无须人工干预, 十分方便。但设计时注意要留够电压调整量, R Z =U 2/4P e, 缺点是移相控制对电网和环境的高次谐波干扰依然存在, 这种恒功率电压调整器国内尚处于试制阶段, 国外和合资产品价格较高, 目前用的极少, 随着国内产品的研制, 预测今后会被广泛采用。
119 变压器原边恒功率型移相控制方式
TGQ 为恒功率电压调整器, 控制方式同上, 增加变压器, 当硅碳棒老化时, 配合调档调压, 尽量增大可控硅导通角, 克服以上对电网和环境有高次谐波干扰的不足, 同时降压方式可以减少棒的串联数量。但当输出电压调至第2~4档时, 如果选择调档时机不当, 电压余量过高时, 当出现一支路断棒时, 同样会出现总电阻R Z 增加(输出功率P 0=P e 恒定) , 导致单支棒的输出功率增加, 会出现过负荷, 加速老化, 如果换棒不及时, 也会加速其余两支路硅碳棒的老化, 使用时应加以注意。
2 应用情况综合比较
应用情况综合比较见表2。
3 结束语
(1) 注重性价比的一般应用场合, 推荐用无变压器过零或电压型移相控制方式。
(2) 要求较高的应用场合, 推荐用带变压器过零或电压型移相控制方式。
(3) 对电网要求较高的场合不宜选用移相控制方式。
(4) 对硅碳棒负载恒流型移相控制方式应慎用。(5) 恒功率型移相控制方式, 随着控制器成本的降低, 预计是今后的发展方向。
(6) 不同的控制方式对控温精度影响不大, 实际应用选用带PID 自整定的仪表, 炉温稳定度均可达到? 1e 。
(下转第35页)
故障, 只是对转距提升电压进行多次调整, 大大减少了工作量和检修费用, 带电效果也十分明显。现在电动机运行在1100r/min 左右, 设置频率在36Hz 左右, 运行电流在100A 左右, 比原绕线电机拖动节电20%左右。重要的是实现了无级平滑调速, 且能够在低速下运行, 实现了设备软启动, 满足了烧制高温氧化铝的工艺要求和质量要求, 达到了优质高产, 节电效果明显, 间接经济效益更为可观。这也为在其他大型回转窑上应用奠定了基础。
4 结语
在焙烧窑拖动电机变频调速技术应用中, 应注意以下几点:
(1) 焙烧窑属于大惯性负载生产设备, 要求启动转矩足够大, 在选择变频器时应尽量选择启动转矩大的变频器, 变频器的容量应比电动机容量至少大1~2个容量等级。
(2)变频器的转距提升电压应根据负载变化调整, 只有通过反复试验, 才能找出既符合工艺技术要求, 又能使电动机安全运行, 且功率因数相对较高的
运行特性。
(3) 为满足冷窑、检修窑和紧急停窑的需要, 焙烧窑的辅传动装置是必不可少的。
(4) 电动机选择应注意电机极对数, 应使电动机运行在频率35~50Hz 之间, 频率过低, 电机风扇风量小, 散热效果差。
(5) 变频器室应通风良好, 变频器运行环境温度应在50e 以下, 多台变频器安装场所, 应该安装空调降温。
(6) 为便于实现微机自动化控制, 同一工序的设备应选择同一厂家的变频器。
(7) 明电变颇器早已推出VT230S 系列变频器, 其性能、控制功能更完善, 更合理。一体化多模式驱动, 操作更简单。
(注:文章中A01-0、A02-0、B001-1、B01-1、B01-0、B02-0、1111.. . 等为明电变频器面板系统内各程序的编号)
参考文献:
[1] 日本怡和明电工程有限公司. 明电变频调速器V T210S 系列使
用说明书[Z]. 1994.
(上接第29页)
表2 应用情况综合比较表
过零控制
电压型
比较项目
无变压器
变压器副边控制
大无高简单较简单较易发现
大? 1长无中高n n
变压器原边控制
大无高较复杂较简单较易发现
大? 1长无较低中n n n n
无变压器
小大低较简单较麻烦易发现较小? 1较长有较高较高n n n n
变压器副边控制
小较大高较简单较麻烦较易发现
小? 1长无中较高n n
变压器原边控制
小较大很高较复杂较麻烦较易发现
小? 1长无较低中n n n
变压器原边控制
小较大很高复杂麻烦不易发现
小? 1短无低中n
n n n
n n
无较高
无低
无变压器
小大高复杂简单易发现较小
变压器原边控制小较大很高复杂麻烦不易发现小
移相控制
恒流型
恒功率型
对电网的冲击对电网和环境的污染
成本费用
电路设计设备操作发现断棒难易对硅碳棒的冲击控制精度(仪表稳定度) /e
硅碳棒使用寿命对仪表输出限幅功能的要求
性价比设备可靠性推荐指数
大无很低很简单简单易发现大? 1较长无高高n n n n n
参考文献:
[1] 江尧忠. 工业电炉[M]. 北京:清华大学出版社, 1993. [2] 辽阳市碳化物厂. 碳化硅电热元件使用技术手册[Z]. 2000.
[3] 张家港市四通电子设备厂. K T 系列功率控制器使用技术手册
[Z]. 1999.
[4] 台湾泛达仪控有限公司. SCR 电力控制使用技术手册[Z].2003.
Industrial Furnace Vol. 28 No. 6 Nov. 2006
-0027-03 文章编号:1001-6988(2006) 06
硅碳棒加热控制方式的应用分析
李志军
(陕西华星窑炉设备有限公司, 陕西咸阳710099)
摘 要:结合设计和使用经验, 对常见的几种硅碳棒加热控制方式进行了剖析和对比, 给出了不同要求和场合下的
控制方式的选择意见。
关键词:硅碳棒; 控制方式; 电压调整器中图分类号:TM242 文献标识码:B
Analysis and Application of Control Means for Silicon Carbide Bar Heating
LI Zh-i jun
(Shanxi Huaxing Furnace Equipment Co Ltd, Xianyang 710099, China)
Abstract:Based on the experie nce of design and application, the controlling means of silicon ca rbide bar heating are analyzed, contrasted and summarized. The choice opinion in different requirement and occasion is put for ward.
Key words:silic on carbide bar; control means; voltage regulator 硅碳棒电热元件具有使用温度范围宽、高温下不易变形、升温快、热效率高、耐腐蚀、操作维护方便等优点, 在电子陶瓷、新型电子粉体材料、冶金等行业工业加热炉中被广泛使用, 但它在高温(1000e 以上) 会被缓慢地氧化, 即/老化0。通常厂家给出的使用寿命为2000~4500h(3~6个月) , 而实际使用寿命一般在1~18个月之间, 造成使用寿命相差甚远的原因, 除与棒使用的炉温、表面负荷、气氛、使用方式等因素有关外, 与电气控制方式也有很大关系, 因此研究探讨硅碳棒电阻炉的控制方式, 对降低设备的一次成本投入和运行费用、提高设备的综合性价比, 具有重要的实际意义。
(a)
调档, 其电路见图1
。
1 几种常见控制方式的应用分析
常用的电路形式及碳棒结法(以电炉某一温区单相为例) 有以下几种。111 无变压器过零控制方式
TGQ 为固态继电器, 电路十分简单可靠, 对电网和环境无高次谐波干扰, 成本低廉, 缺点是对电网的冲击较大, 电流表指针摆动大, 硅碳棒老化时, 不能
收稿日期:2006-07-07
作者简介:李志军(1964) ) , 男, 工程师, 从事工业炉窑设计和调
试及技术管理工作.
(b)
图1 无变压器过零控制方式示意图
在实际应用时通常通过加大初装功率, 以延长硅碳棒使用寿命。初装功率太大会影响电网和设备成本(功率器件电流增大, 硅碳棒加粗) , 一般按1. 5倍额定功率(P e) 装机, (P e 的确定是通过热工计
经验交流:硅碳棒加热控制方式的应用分析
算、类比决定的, 一般留有1. 2~1. 3倍的余量) 。这样硅碳棒在实际使用功率范围约为1. 5~0. 75的P e, 对应电阻值允许老化范围R ~2R 内, 设备可以正常使用, 按照硅碳棒使用手册给出的使用寿命, 当电阻由R 老化到2R 时, 大于3000h 。另外, 配合老化时改变硅碳棒接法也可以延长使用寿命, 只是操作麻烦些。如果在设计时加以考虑, 使用时按说明改变调线也很方便。根据近几年的实际应用效果来看, 一般使用寿命是在3~5个月以上, 而且对于炉温在1300e 以下时, 使用寿命可以到4~8个月左右。
这种用法硅碳棒串联较多, 有电压高、易老化、断一支棒时无电流需要及时换棒的缺点。根据实际情况来看, 直接使用220V 、380V 在有安全防护罩的情况下对使用并无影响。断一只棒时无电流与混联、并联接法相比更易发现断棒, 混联、并联接法对电流减小不多的情况下, 现场操作人员较难直观断定是断棒还是老化, 如果误判断棒为老化而调高电压时, 反而会加急剩余碳棒的老化。
针对串联支路阻值高而使棒易老化的特点, 在设计使用时应加以注意, 以图1(b) 为例:6支串联, 单支额定功率P e=U 2/36R , 其中一支阻值偏高或偏低为KR 时(K ) 硅碳棒电阻值偏差系数) , 功率为P 1=KU 2/R (5+K ) 2, P 1/P e =36K /(5+K ) 2, 比值见表1:
表1 K 、P 1/Pe 比值表
K P 1/P e K P 1/P e
0. 80. 851. 51. 28
0. 90. 931. 61. 32
1. 01. 01. 71. 36
1. 11. 061. 81. 40
1. 21. 121. 91. 44
1. 31. 182. 01. 47
1. 41. 23
器, 首次投资高, 对电网的冲击较大, 电流表指针摆动大, 固态继电器电流大, 安装时大线配线增加。
变压器抽头数量的确定原则上是, 多抽头有利于细调电压。考虑到变压器的制造工艺和实际操作不宜过多, 但又不能太少, 否则粗调电压会加速硅碳棒老化。实践中选4档比较合适。
变压器抽头电压确定方法为:硅碳棒第一档为电压U e, 第4档电压的确定, 通常设计时认为硅碳棒阻值老化到4R 时寿命已到, 即在保证功率的前提下第4档电压为2U e, 硅碳棒2、3档电压等分为1. 3U e 和1. 7U e,
见图2。这种方式可靠性高、性价比适中, 通常硅碳棒使用寿命可以到4~12个月左右, 前些年用的较多, 近几年来由于变压器成本上涨, 用的逐渐减少, 多在一些外资和大中型企业中使用。
图2 变压器副边过零控制方式示意图
113 变压器原边过零控制方式
TGQ 为专门的过零控制组件, 除变压器副边过
零控制方式具有的优点外, 该方式还有主回路功率器件小、配线小、安装配线合理顺畅等优点。缺点是用专门的过零控制组件、技术要求较高、国内生产的厂家不多、技术不是十分过关以及价格较高。这种方式可靠性、性价比一般, 采用的不多, 见图3。
从列表中看出阻值偏差2倍时, 功率增加47%, 实际配阻时, 做到阻值偏差不超过20%~30%是很容易实现的(在有条件的情况下, 使用一段时间还可以再次配阻) 。另外在设计时表面负荷留有20%~30%的余量, 这样即使阻值偏差40%~50%, 表面负荷也在正常使用范围内, 不会很快老化。
这种控制方式可靠性、性价比最高, 在近几年中被广泛采用。
112 变压器副边过零控制方式
TGQ 为固态继电器, 电路简单可靠, 对电网和环境无高次谐波干扰, 硅碳棒老化时可以换档调压, 延长硅碳棒使用寿命, 降低运行费用, 缺点是增加变压图3 变压器原边过零控制方式示意图
另外, 需要注意的是变压器原边过零控制不能直接用固态继电器SSR 控制, 否则会产生冲击电流, 当选择断路器电流为3倍的额定电流时, 仍会出
现随机的跳闸现象。
114 无变压器电压型移相控制方式
TGQ 为电压调整器, 这种方式输出电压连续可调, 对电网和硅碳棒冲击小, 电路较简单, 成本较低, 缺点是对电网和环境有高次谐波干扰, 自身各温区之间也容易产生干扰。一般电源装机功率无需考虑老化因素放大, 选用有输出限幅的仪表或电压调整器, 硅碳棒老化时靠人工逐步调高输出限幅值, 以延长硅碳棒使用寿命。但新棒使用时, 电压调整器导通角较小, 对电网和环境的高次谐波干扰严重, 应选择抗干扰能力强的电压调整器, 可控硅需加阻容吸收回路, 配线时应考虑防止干扰。这种方式的性价比较高, 用的较多。
115 变压器副边电压型移相控制方式
TGQ 为电压调整器, 这种方式具备了过零和移相控制的共同优点, 设计时尽量让导通角大些, 调压由变压器换档和移相调压共同配合完成。缺点是功率器件容量大、配线大、成本高。这种方式硅碳棒寿命很长, 通常在4~18个月左右, 但是性价比不高, 过去用的多, 现在用的逐渐减少。116 变压器原边电压型移相控制方式
TGQ 为电压调整器, 这种方式优点同上, 并克服了以上缺点。缺点是电压调整器原边控制技术要求高, 实现成本较高。这种方式硅碳棒寿命也很长, 但性价比不高, 用的不多。117 恒流型移相控制方式
TGQ 为恒流电压调整器, 负载功率为:P 0=(I @N ) 2@R Z
式中, N ) 变比, I ) 原边电流, 总电阻R Z =2R /3
在第一档内使用时输出功率在0~P e 范围内调节, 当出现硅碳棒老化和断棒时, 从电流表电流值下降可以发现, 输出最高电压受U e 的限制, 硅碳棒不会出现过负荷现象。
当输出电压调至第2~4档时, 如果选择调档时机不当, 电压余量过高时, 当出现一支路断棒时, 总电阻R Z 增加(I 恒定) , 导致输出功率P 0增加, 会出现过负荷, 加速老化, 反过来加快总电阻R Z 迅速上升, 连锁反应使输出功率P 0大大增加。结果出现恶性循环老化过程, 其余两支路前后很快断完, 而且
由于电流指示恒定, 值班人员不能及时发现, 只有彻底断完后才能发现。一般使用寿命是在1~4个月左右。这种控制方式对操作要求很高, 一般较少采用。注意, 设计使用时变压器副边必须抽头。118 无变压器恒功率型移相控制方式
TGQ 为恒功率电压调整器, 这种控制方式较为
理想, 当硅碳棒老化时, 输出电压自动升高, 保证功率恒定, 使用时无须人工干预, 十分方便。但设计时注意要留够电压调整量, R Z =U 2/4P e, 缺点是移相控制对电网和环境的高次谐波干扰依然存在, 这种恒功率电压调整器国内尚处于试制阶段, 国外和合资产品价格较高, 目前用的极少, 随着国内产品的研制, 预测今后会被广泛采用。
119 变压器原边恒功率型移相控制方式
TGQ 为恒功率电压调整器, 控制方式同上, 增加变压器, 当硅碳棒老化时, 配合调档调压, 尽量增大可控硅导通角, 克服以上对电网和环境有高次谐波干扰的不足, 同时降压方式可以减少棒的串联数量。但当输出电压调至第2~4档时, 如果选择调档时机不当, 电压余量过高时, 当出现一支路断棒时, 同样会出现总电阻R Z 增加(输出功率P 0=P e 恒定) , 导致单支棒的输出功率增加, 会出现过负荷, 加速老化, 如果换棒不及时, 也会加速其余两支路硅碳棒的老化, 使用时应加以注意。
2 应用情况综合比较
应用情况综合比较见表2。
3 结束语
(1) 注重性价比的一般应用场合, 推荐用无变压器过零或电压型移相控制方式。
(2) 要求较高的应用场合, 推荐用带变压器过零或电压型移相控制方式。
(3) 对电网要求较高的场合不宜选用移相控制方式。
(4) 对硅碳棒负载恒流型移相控制方式应慎用。(5) 恒功率型移相控制方式, 随着控制器成本的降低, 预计是今后的发展方向。
(6) 不同的控制方式对控温精度影响不大, 实际应用选用带PID 自整定的仪表, 炉温稳定度均可达到? 1e 。
(下转第35页)
故障, 只是对转距提升电压进行多次调整, 大大减少了工作量和检修费用, 带电效果也十分明显。现在电动机运行在1100r/min 左右, 设置频率在36Hz 左右, 运行电流在100A 左右, 比原绕线电机拖动节电20%左右。重要的是实现了无级平滑调速, 且能够在低速下运行, 实现了设备软启动, 满足了烧制高温氧化铝的工艺要求和质量要求, 达到了优质高产, 节电效果明显, 间接经济效益更为可观。这也为在其他大型回转窑上应用奠定了基础。
4 结语
在焙烧窑拖动电机变频调速技术应用中, 应注意以下几点:
(1) 焙烧窑属于大惯性负载生产设备, 要求启动转矩足够大, 在选择变频器时应尽量选择启动转矩大的变频器, 变频器的容量应比电动机容量至少大1~2个容量等级。
(2)变频器的转距提升电压应根据负载变化调整, 只有通过反复试验, 才能找出既符合工艺技术要求, 又能使电动机安全运行, 且功率因数相对较高的
运行特性。
(3) 为满足冷窑、检修窑和紧急停窑的需要, 焙烧窑的辅传动装置是必不可少的。
(4) 电动机选择应注意电机极对数, 应使电动机运行在频率35~50Hz 之间, 频率过低, 电机风扇风量小, 散热效果差。
(5) 变频器室应通风良好, 变频器运行环境温度应在50e 以下, 多台变频器安装场所, 应该安装空调降温。
(6) 为便于实现微机自动化控制, 同一工序的设备应选择同一厂家的变频器。
(7) 明电变颇器早已推出VT230S 系列变频器, 其性能、控制功能更完善, 更合理。一体化多模式驱动, 操作更简单。
(注:文章中A01-0、A02-0、B001-1、B01-1、B01-0、B02-0、1111.. . 等为明电变频器面板系统内各程序的编号)
参考文献:
[1] 日本怡和明电工程有限公司. 明电变频调速器V T210S 系列使
用说明书[Z]. 1994.
(上接第29页)
表2 应用情况综合比较表
过零控制
电压型
比较项目
无变压器
变压器副边控制
大无高简单较简单较易发现
大? 1长无中高n n
变压器原边控制
大无高较复杂较简单较易发现
大? 1长无较低中n n n n
无变压器
小大低较简单较麻烦易发现较小? 1较长有较高较高n n n n
变压器副边控制
小较大高较简单较麻烦较易发现
小? 1长无中较高n n
变压器原边控制
小较大很高较复杂较麻烦较易发现
小? 1长无较低中n n n
变压器原边控制
小较大很高复杂麻烦不易发现
小? 1短无低中n
n n n
n n
无较高
无低
无变压器
小大高复杂简单易发现较小
变压器原边控制小较大很高复杂麻烦不易发现小
移相控制
恒流型
恒功率型
对电网的冲击对电网和环境的污染
成本费用
电路设计设备操作发现断棒难易对硅碳棒的冲击控制精度(仪表稳定度) /e
硅碳棒使用寿命对仪表输出限幅功能的要求
性价比设备可靠性推荐指数
大无很低很简单简单易发现大? 1较长无高高n n n n n
参考文献:
[1] 江尧忠. 工业电炉[M]. 北京:清华大学出版社, 1993. [2] 辽阳市碳化物厂. 碳化硅电热元件使用技术手册[Z]. 2000.
[3] 张家港市四通电子设备厂. K T 系列功率控制器使用技术手册
[Z]. 1999.
[4] 台湾泛达仪控有限公司. SCR 电力控制使用技术手册[Z].2003.