吳長(zhǎng)波

（神華國(guó)能寶清煤電化有限公司，黑龍江 雙鴨山 155600）

每臺(tái)爐有8臺(tái)給煤機(jī)，功率分別為7.5kW（變頻器為11kW）和15kW（變頻器為18.5kW），采用AB 22P變頻器，設(shè)備投運(yùn)后，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電流一般分別在12A和18A左右，電動(dòng)機(jī)為變頻專用電機(jī)，但電動(dòng)機(jī)外殼溫度達(dá)到70℃，特別是夏天，環(huán)境溫度高，電機(jī)本體溫度更高，影響給煤機(jī)安全運(yùn)行，臨時(shí)外加750W的軸流風(fēng)機(jī)輔助散熱，電機(jī)發(fā)熱問(wèn)題一直困擾著維護(hù)人員。

1 變頻器參數(shù)設(shè)置和矢量控制方式

給煤機(jī)是恒轉(zhuǎn)矩類(lèi)負(fù)載的機(jī)械，選用具有低速恒轉(zhuǎn)矩、機(jī)械動(dòng)態(tài)特性好、抗負(fù)載沖擊功能的變頻器，為了實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，采用加大變頻器容量的辦法，并采用矢量控制方式。變頻器容量不能完全代表一個(gè)變頻器的實(shí)際帶載能力，只有變頻器額定電流是能反映變頻器負(fù)載能力的關(guān)鍵參數(shù)。因此，變頻器的額定電流總是要大于電動(dòng)機(jī)的額定電流為依據(jù)來(lái)選擇變頻器容量，電動(dòng)機(jī)額定功率只作為參考。所以，確定變頻器容量前應(yīng)了解設(shè)備的工藝及電動(dòng)機(jī)參數(shù)，并適當(dāng)留有一定的裕度。

為適應(yīng)給煤機(jī)動(dòng)態(tài)性能需要，給煤機(jī)變頻器采用無(wú)速度傳感器的矢量控制調(diào)速方式，在變頻器中先進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如電機(jī)額定功率、額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、加減速時(shí)間、輸出頻率及其下限、輸出電流及其下限，以及本地、故障復(fù)位等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，其他參數(shù)在變頻器出廠時(shí)已設(shè)置好，按缺省參數(shù)即可，如果更改，更改的功能碼應(yīng)按實(shí)際負(fù)載類(lèi)型進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，如果參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，變頻器運(yùn)行性能會(huì)下降，甚至導(dǎo)致變頻器無(wú)法啟動(dòng)等問(wèn)題。AB 22P變頻器默認(rèn)是矢量控制調(diào)速方式，也可以在變頻上設(shè)置L361=1轉(zhuǎn)矩性能模式，變頻器通電進(jìn)行電動(dòng)機(jī)參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)辯別、自適應(yīng)，變頻器會(huì)根據(jù)辯別結(jié)果自動(dòng)調(diào)整控制算法的有關(guān)參數(shù)，然后再投入正式運(yùn)行。如果在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間接有電抗器，會(huì)影響變頻器自動(dòng)檢測(cè)的準(zhǔn)確度，所以在進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)前，應(yīng)暫時(shí)將電抗器配件拆除。

矢量控制主要是適用于動(dòng)態(tài)性能要求，當(dāng)?shù)皖l運(yùn)行時(shí)，比如，在1Hz時(shí)，也能產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)矩；在整個(gè)頻率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，都具有較硬的機(jī)械特性，使機(jī)械特性基本上都是平行的；動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間一般都小于100ms。

矢量控制是分別控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流，并通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓頻率使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流與電動(dòng)機(jī)相應(yīng)的磁通量達(dá)到一致，以實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器的矢量控制，可按下面公式對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行近擬推算。

式中，fn為電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速；T2為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路時(shí)間常數(shù)；I2為轉(zhuǎn)矩電流；Im為勵(lì)磁電流；I2為定子電流。

2 給煤電動(dòng)機(jī)過(guò)熱

異步交流電動(dòng)機(jī)是按正弦波電源設(shè)計(jì)的，而交-直-交變頻器的逆變部分是將直流轉(zhuǎn)換為三相交流電，通過(guò)控制IGBT導(dǎo)通、關(guān)斷來(lái)實(shí)現(xiàn)三相交流電流的輸出，給煤機(jī)變頻器逆變采用PWM方式，輸出電流與正弦波幅值等效，但電流波形是由一系列矩形波組成的。因變頻器逆變回路產(chǎn)生了多次電流諧波，在電動(dòng)機(jī)定子繞組回路中就會(huì)含有多次諧波，增加了電動(dòng)機(jī)繞組銅損耗和鐵心損耗，繞組的損耗與頻率的平方根成正比，鐵心的損耗與頻率的平方成正比，由于諧波引起附加損耗，從而導(dǎo)致電機(jī)本體發(fā)熱，溫度比較高。同時(shí)，電機(jī)過(guò)熱和諧波會(huì)影響電機(jī)絕緣，縮短電機(jī)的使用壽命。

3 處理方法

（1）變頻參數(shù)不當(dāng)引起電機(jī)發(fā)熱。給煤機(jī)變頻器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)不一定是變頻器廠家生產(chǎn)的配套電動(dòng)機(jī)，在變頻器中輸入設(shè)備參數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，變頻器電機(jī)電流參數(shù)按電機(jī)額定電流設(shè)置，并且電機(jī)過(guò)載保護(hù)電流倍數(shù)不能選擇過(guò)大，若設(shè)置過(guò)大，電機(jī)超載時(shí)變頻器不能按電機(jī)的實(shí)際允許電流保護(hù)電機(jī)，從而引起電機(jī)過(guò)載發(fā)熱，電機(jī)過(guò)載電流倍數(shù)P033按缺省值設(shè)置（當(dāng)達(dá)到額定電流時(shí)持續(xù)60S，報(bào)電機(jī)過(guò)載故障跳閘）；按銘牌設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)速，如果設(shè)置轉(zhuǎn)速超過(guò)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，電機(jī)在額定頻率點(diǎn)會(huì)以更高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行在恒功率區(qū)，轉(zhuǎn)速越高，輸出的轉(zhuǎn)矩越小，從而引起電機(jī)電流過(guò)大發(fā)熱；電動(dòng)機(jī)的定子接線分為星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)，要根據(jù)聯(lián)結(jié)不同，其額定輸入電壓也不一樣，應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)聯(lián)結(jié)類(lèi)型進(jìn)行設(shè)定。變頻專用電動(dòng)機(jī)都配有散熱風(fēng)機(jī)，在電動(dòng)機(jī)銘牌上有兩個(gè)不同的額定電流值，變頻器參數(shù)設(shè)置應(yīng)是驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定電流值。

（2）設(shè)置空間矢量改善變頻器的輸出波形。變頻器內(nèi)部設(shè)置了空間矢量算法，它是把三相量作為一個(gè)整體，與基準(zhǔn)矢量幅值、方向相同的兩個(gè)空間調(diào)節(jié)合成輸出，輸出波形的畸變比較低，可使變頻器輸出諧波量幅值相應(yīng)減小。這可通過(guò)設(shè)置A169=0實(shí)現(xiàn)，降低電動(dòng)機(jī)工作時(shí)諧波發(fā)熱及噪聲。

（3）檢查電機(jī)散熱風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向。電機(jī)散熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行方向要與風(fēng)機(jī)上標(biāo)示的旋轉(zhuǎn)方向一致，方向不一致時(shí)，風(fēng)機(jī)不能發(fā)揮足夠的散熱效果，導(dǎo)致給煤電動(dòng)機(jī)本體熱量散發(fā)不出去，引起電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。

（4）提高散熱風(fēng)機(jī)通風(fēng)量。15kW電機(jī)原配有60W散熱風(fēng)機(jī)，通風(fēng)量為609m3/h，更換成80W散熱風(fēng)機(jī)，通風(fēng)量提高到960m3/h；7.5kW電機(jī)原配有55W散熱風(fēng)機(jī)，通風(fēng)量為337m3/h，更換成150W散熱風(fēng)機(jī)，通風(fēng)量提高到640m3/h。

（5）在變頻器輸出端增加電抗器。變頻器輸出的電流波形為矩形波，為使輸出平滑，在變頻器輸出端加裝輸出電抗器，不同品牌變頻器廠家配套的輸出電抗器參數(shù)不一樣，AB 22P變頻器配套電抗器型號(hào)為1321-3R35-B，電流35A，電感量0.8mH（18.5kW變頻器）、1321-3R25-B，電流25A，電感量為1.2mH（11kW變頻器）。

經(jīng)以上處理后，電動(dòng)機(jī)本體溫度明顯下降。

4 結(jié)語(yǔ)

變頻器專用電機(jī)具有很好的轉(zhuǎn)矩特性，需要與變頻器進(jìn)行配合才能得到理想效果，變頻器合理的參數(shù)設(shè)置和通電調(diào)試是很重要的。通過(guò)增加散熱風(fēng)機(jī)功率，提高通風(fēng)量，有利于電動(dòng)機(jī)本體散熱。電動(dòng)機(jī)電纜較長(zhǎng)時(shí)，可增設(shè)變頻器輸出電抗器，電機(jī)電流波形失真會(huì)得到很大改善，降低電動(dòng)機(jī)本體額外溫升。