軒新軍

1 電機(jī)使用情況

ZSN4系列直流電動(dòng)機(jī)是按水泥回轉(zhuǎn)窯負(fù)載的工況特點(diǎn)開發(fā)的專用系列產(chǎn)品，能承受脈動(dòng)電流與較高電流變化率的工況，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)2.5倍額定轉(zhuǎn)矩的要求。由于其起動(dòng)力矩大，調(diào)速性能優(yōu)良，一次投資費(fèi)用較少，在國內(nèi)水泥廠得到廣泛的使用。

回轉(zhuǎn)窯電動(dòng)機(jī)的功率和電樞電壓也隨生產(chǎn)線生產(chǎn)規(guī)模的不同而變化。國內(nèi)5000t/d以下生產(chǎn)線，電動(dòng)機(jī)功率較小，電樞電壓多為440V，5000t/d及以上生產(chǎn)線，由于電機(jī)功率較大，電樞電壓多為660V。針對(duì)兩種不同的電樞電壓等級(jí)，在選擇啟動(dòng)裝置時(shí)，要區(qū)別對(duì)待。

2 直流調(diào)速裝置的電壓等級(jí)

直流全數(shù)字調(diào)速裝置針對(duì)不同的系統(tǒng)進(jìn)線電壓，其直流輸出電壓也不同。現(xiàn)以ABB公司的DCS800系列直流全數(shù)字調(diào)速裝置為例對(duì)選型進(jìn)行介紹。其輸入輸出電壓如表1所示。回轉(zhuǎn)窯主電機(jī)電樞電壓為440V和660V，則相應(yīng)的系統(tǒng)進(jìn)線電壓為380V和575V。380V電壓工廠的配電系統(tǒng)可以直接提供，575V電壓則需要設(shè)置專用變壓器。變壓器容量和全數(shù)字調(diào)速裝置額定電流的選擇，是選擇的要點(diǎn)。

3 440V電壓等級(jí)選型計(jì)算

新疆喀什某廠2500t/d生產(chǎn)線，回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為：? 4m×60m，主電機(jī)型號(hào)：ZSN4-355-12，功率：355kW，電樞電壓：440V，電樞電流：874A。由于電樞電壓為440V，系統(tǒng)進(jìn)線電壓380V工廠供電系統(tǒng)可以滿足，不需要設(shè)置專用變壓器。只要求調(diào)速裝置的輸出電流能夠滿足回轉(zhuǎn)窯啟動(dòng)力矩的要求，即能夠滿足回轉(zhuǎn)窯2.5倍啟動(dòng)力矩的要求，則要求調(diào)速裝置的輸出電流能夠達(dá)到2.5倍的電樞電流。

式中：

IQ——直流調(diào)速裝置的瞬間輸出電流，A

IN——直流電機(jī)的額定電樞電流，A

直流調(diào)速裝置的選擇以其額定電流為主要參數(shù)，廠家生產(chǎn)的直流調(diào)速裝置的額定電流一般是指裝置輸出的平均電流。直流調(diào)速裝置的整流元件基本采用可控硅元件，可控硅由于自身的過流能力較差，在選型時(shí)應(yīng)考慮足夠的余量。國外品牌的元器件的過流能力一般為1.5倍，但過流能力與時(shí)間有關(guān)，選型時(shí)應(yīng)注意。ABB公司的直流調(diào)速器的最大過載能力是1.5倍，時(shí)間為1min。

選取直流調(diào)速裝置，其額定電流應(yīng)為：

Id≥(2.5～3)IN/k

式中：

Id——直流調(diào)速裝置的額定電流，A

IN——直流電動(dòng)機(jī)的額定電樞電流，A

k——滿足合適起動(dòng)時(shí)間的直流調(diào)速器的允許過載倍數(shù)。

本工程選型為ABB公司的DCS800-S01-1500-04，額定電流為1500A，則其瞬間輸出電流為2250A，能夠滿足IQ和Id的電流值要求。該生產(chǎn)線已投產(chǎn)兩年，調(diào)速裝置的選型完全滿足生產(chǎn)線的運(yùn)行要求。

表1 直流調(diào)速裝置的電壓等級(jí)

4 660V電壓等級(jí)選型計(jì)算

新疆托克遜某廠5000t/d生產(chǎn)線，回轉(zhuǎn)窯規(guī)格：? 4.8m×74m，主電機(jī)型號(hào)：ZSN4-450-092，功率：710kW，電樞電壓：660V，電樞電流1208A。由于此電樞電壓為660V，工廠380V的低壓系統(tǒng)無法直接供電，需要專門配置降壓變壓器。

直流調(diào)速裝置的啟動(dòng)電流按照式（1）進(jìn)行計(jì)算：

IQ=2.5IN=2.5×1208=3020A

直流調(diào)速裝置交流側(cè)的輸入電流為（理想狀態(tài)下）：

Ij為專用變壓器二次側(cè)給直流調(diào)速裝置的輸入電流。

干式變壓器的過載能力與環(huán)境溫度、過載前的負(fù)載情況（起始負(fù)載）、變壓器的絕緣散熱情況和發(fā)熱時(shí)間常數(shù)等有關(guān)，可以采取增加通風(fēng)等措施提高過載能力。直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間一般不大于1min，變壓器1min的過載能力按照2倍計(jì)算，則變壓器的二次額定輸出電流為：

變壓器二次側(cè)額定電壓按照直流調(diào)速裝置輸入電壓的要求（表1），取575V，則變壓器的視在功率為：

考慮相應(yīng)的功率因數(shù)，因變壓器的損耗相對(duì)較小，功率因數(shù)相對(duì)可以取值較大，現(xiàn)取0.95，則變壓器容量為：

當(dāng)生產(chǎn)線正常運(yùn)行時(shí)，直流調(diào)速裝置交流側(cè)的輸入電流為：

此時(shí)變壓器的負(fù)載率為71%，符合變壓器負(fù)載率要求。

通過以上計(jì)算，充分考慮變壓器短時(shí)間的過負(fù)載能力，本工程選擇的變壓器型號(hào)為：SC(B)11-1250kVA，10/0.575kV。

直流調(diào)速裝置的額定電流按照式（2）進(jìn)行計(jì)算：

本工程選型為ABB公司的DCS800-S01-2050-06，額定電流為2050A，則其瞬間輸出電流為3075A，能夠滿足IQ和Id的電流值要求。該生產(chǎn)線已投產(chǎn)一年，變壓器和調(diào)速裝置的選型完全滿足生產(chǎn)線的運(yùn)行要求。

5 結(jié)語

回轉(zhuǎn)窯電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置應(yīng)合理選擇，變壓器和直流調(diào)速裝置的額定容量要計(jì)算好，避免選型過大或過小。實(shí)際選型中應(yīng)充分考慮回轉(zhuǎn)窯的起動(dòng)特性，調(diào)速器的容量與電動(dòng)機(jī)、變壓器的過載能力應(yīng)相一致，從而最大限度地發(fā)揮設(shè)備的能力。

參考資料：

[1]王帆.5000t/d生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯傳動(dòng)系統(tǒng)的配置及選型[J].水泥,2010（3）：47-48.■