增容型變頻方案與Vacon變頻器的完美結(jié)合

Vacon培訓中心編寫的《變頻器尺寸測量和變頻器計算》中指出造成軸承電流的原因有：

　　1)磁失衡;

　　2)電機供電不平衡(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、電機和負載之間接地良好;

　　4)磁環(huán)。

　　本方案電動機非負荷端軸承采用了絕緣結(jié)構(gòu)，即在電機后端蓋軸承的外圍和兩側(cè)加裝薄層絕緣材料，然后機械加固。借以切斷感生的軸電壓和軸電流，從而延長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，同國內(nèi)外高壓變頻方案對比，具有四“高”、四“低”、四“省”特點。

　　1)高功率在保持原高壓電動機磁通密度和電流密度基本不變、且機械特性容許的條件下，可提高額定功率1～3個標準功率等級。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，還可提高傳動設備的生產(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%，電動機的額定效率可提高0.5～5個百分點。

　　3)高功率因數(shù)本變頻系統(tǒng)高壓側(cè)功率因數(shù)可達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，使用壽命長達70 000 h;三是利用高等級絕緣的電動機運行在低壓變頻工況下，絕緣壽命可謂無限長;四是非負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)生故障即可及時切換到工頻啟動—運行模式，即使是工頻運行，電動機仍可增容。

　　5)低諧波本變頻系統(tǒng)高壓側(cè)電壓總諧波1.6%(國家標準限定值4%)。這是因為本變壓器高/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，使高次諧波分量遠低于國家標準限定值。

　　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)價格都比常規(guī)高壓變頻裝置低得多。比國外高壓變頻裝置單價低50%左右，比國內(nèi)高壓變頻裝置單價低30%左右。

　　7)低溫升本裝置一是實現(xiàn)了變壓器、變頻器與電動機的電壓制式的最佳匹配;二是將電動機絕緣材料合理減薄，使機內(nèi)冷卻空氣量增加17%左右，從而有效地降低了電動機運行溫升;三是增容而未增載時，即相當于降低電流密度運行，將進一步降低電動機的運行溫升，延長其使用壽命。

　　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→電動機的運行電壓只有幾百伏，頗有安全感，便于操作和維護。

　　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;電動機改壓大約1周左右，增容改壓大約1 個月左右;控制柜加工不超過1周;安裝(包括敷設低壓動力電纜和控制屏蔽電纜，無須重打地基和更換對輪)約1 周左右，當天調(diào)試當天投運。總施工期(即見效期)僅為0.5～3個月。

　　10)省投資不但現(xiàn)場改造(電動機改繞定子繞組)成本低，而且新建項目(電動機采用新數(shù)據(jù)繞制，可節(jié)省改制費用和時間)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)省能源實施本技術(shù)方案的微觀(單臺)節(jié)電率為20%～50%，宏觀(全國)年節(jié)電能力可達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，本方案能提高電動機的額定功率1～3個等級，提高變頻器的額定容量5%～25%，即0.5～2個功率等級;在同等功率前提下，本方案可節(jié)省制造高壓電動機的鋼材和矽鋼片10%～15%，節(jié)約高壓絕緣材料40%～60%。