应用变频器后电动机发热问题的解决办法.doc

应用变频器后电动机发热问题的解决办法2002年4月第19卷第2期有色冶金节能Energy-Saving0fNonferrousMetallurgyApr.2002V0l_19No2应用变频器后电动机发热问题的解决办法郭大华f平果铝业套司氧化铝厂,广西平果531400)I摘要本文叙述了平果铝业公司氧化铝厂3呻间泵应用变频器后,出现电动机发热,变频器跳停问题的判断,分析及解决方案,实践证明方案是可行的,并提出了应用变频器时应注意的一些问题.【关键词变频器;电动机;发热;转矩中图分类号TF821【文献标识码C文章编号10085t22(2oo2)o2003302ApplicationoffrequencyconvertertosolvemotorheatawayproblemGU0DahuafPingguoAluminiumIndustryCo,pinggw9531400,China)Abstract:Thispaperexplained3middlepump.Afterapplicationfrequencyconverter,appearedlno-torheatawayandfrequencyconverterjumpingstopproblem.S0meproblemsofappliedfrequencyconverterandsolvedplanhavebeenputforward.Keywords:frequencyconverier;motor;heataway;votatlvemoment变频器由于具有调速范围宽,调速精度高,动作响应快,运行效率高,功率因素高,操作方便且便于同其他设备接口等一系列优点,在工业应用越来越广泛,特别是在风机,泵类的节能改造项目中更是首选设备,但是假如改造时考虑不周,设备选型不合理,会带来许多麻烦,下面以平果铝业公司氧化铝厂3中间泵应用变频器进行节能改造时出现的问题进行分析,供大家参考.l3中间泵变频器改造后电动机存在的问题中间泵是原料磨工序用于输送矿浆到水力旋流器的设备,原一期工程设计1,2中间泵是采用法国Js泵(配套同时引进了法国的液力耦合器)考虑到变频器节能效果显着,维护检修工作量小的特点,决定3中间泵采用变频器进行调速控制,1999年底投用后一直存在电动机运行电流过高(电动机速度在710r/min时,电动机电流达310A,继续提高速度变频器就会过电流保护动作跳停),电动机运行中发热严重,速度不能调到满足生产的需要,刚交工时我们收稿日期200l一0920原以为是电动机的质量问题,更换了3次电动机后,问题还是没有得到解决.而原来1组,2组磨机的中间泵采用的是液力耦合器调速,通过皮带轮(减速比为1.64)连接(法国Js泵厂配套设计的),电动机型号相同却完全能满足生产的需要.我们考虑改用变频器调速是想节约投资费用和节约能源,但现在却不能满足生产的需要,而存在一定的问题.2原因分析3中间泵同1,2中问泵运行的工艺条件一样,泵相同,电动机相同,输送的物料相同,扬程相同,唯一不同的是调速系统,而变频调速比液力耦合器更先进,是什么原因使电动机发热,为此我们仔细检查了变频器的参数设定值不存在问题,我们把在1,2中运行正常的电动机换过来,问题仍然存在.我们经过认真分析,发现1,2中间泵电动机输出后到液力耦合器,液力耦合器的输出通过皮带轮进行减速;3中间泵电动机与泵是直接连接,再与泵进行连接的,如图1,图2所示.因1.2泵通过了液力耦合器,皮带轮两级的机械减速,显而易知,在泵端需要相同的驱动转矩的情况下,反映到1,2中间泵电动机输出端需要的转矩肯定比3中间泵电动机输出端的转矩要小的多.初有色冶金节能2002正步判断为电动机转矩不够,而电动机转矩不够,则正是会引起电动机发热,电流高的原因之一.我们进行了如下理论分析图l1,2中间泵电动机与泵的连接示意图圈23中间泵电动机与泵的连接示意图现场工艺参数及泵技术参数为:最大流量为Q=600m/h=0,167m/s,全扬程为/-I=32rn,泵的效率为=0.69,物料的比重为r=1700kg/m,重力加速度为g=9.8m/s泵需要的轴功率为(按直接连接计算):P=(QH)/I1000-qbj=(0.1673217009.8)/(10000.69)=128.77fkW】根据上述计算,3中间泵的轴功率128.77kw,而现电动机的功率为185kW,电动机功率是足够的.3中间泵设计参照1,2中间泵的电动机选型未改变,而在1,2中间泵的电动机选型是泵厂家提供的设计,电动机型号为Y315L一4,185kW.计算相同的泵在相同转速,两种不同连接形式下泵需要的转矩折算到电动机输出端的转矩有何不同.在输送相同流量的物料到相同扬程的情况下进行比较:假设此时泵运行在速度为m,泵的转距为T;皮带轮直径:D为dL=310mm,D2为d=509.6mm.在图1连接方式时:因有皮带轮传动,皮带轮传动效率11=1,液力偶合器输出轴上的为,此时有:Ttn1rlT112TL=Tm/(n1)=Td】/(d211)=0.6IT在液力偶合器全速运行时,该转距折算到电动机输出端,电动机输出端的转距比泵的转距至少小0.61倍,假如液力耦台器不是在全速运行,负载对电动机的输出转矩要求可以再小些.图2所示的连接方式:因采用直接连接,没有通过减速装置,电动机输出端的转距等于泵的转距因此,在1,2中间泵3中间泵负载对电动机要求的输出转距比3中间泵负载对电动机要求的输出转距要低至少0.61倍,我们的初步判断是正确的,并有了理论依据.3解决办法分析王要原因是电动机转距不够,引起了电动机的发热,解决方法有以下两种:(1)如1,2中间泵一样,在电动机与泵之间增加速比同为1.64的皮带轮,可以达到减少对电动机输出转距的要求.(2)根据电动机的原理,相同功率的电动机,电动机额定转速不一样,其输出转距也不一样,4极电动机与6极电动机的额定输出电磁转距相差0.67倍,因此,吧电动机由4极电动机换为6极电动机也可解决.按1,2中间泵方案,即使是液力偶合器打到全速运行,电动机的额定转速为1482r/min,通过皮带轮减速后,泵的最高速度为901.5r/min,6极电动机的速度一般在980r/min左右,比4极电动机更接近实际应用的速度,调速时电动机不会因速度太低而造成发热的问题,根据泵需要的轴功率为128.77kw计算是按泵的最高流量计算的),考虑一些余量,因此可选用电动机型号为:Y355M一6,160kW,985r/min,I=301A.实际上我们采用了第二种方案,改进后,在速度为710r/rain电动机的电流为210A,变频器在没有出现因过电流跳停的事故,电动机不再发热,实践证明上述的分析判断是正确的,更换电动机后取得了预期的效果.4吸取的经验教训3中间泵电动机发热问题的暴露,告诉我们在应用变频器进行节能改造时要注意以下问题:1)应用变频器不能轻易撤除原有的机械式减速装置(如皮带轮,减速机等).(2)合理选择电动机的额定转速(即电动机的极数),调速的范围越靠近电动机额定转速为好.(3)在改造方案制定时要认真考虑电动机的温(下转第26页)26有色冶金节能2002正(5)l台变压器运行损耗Pz=32+(25O.24jx(17ooo/2oooo)=212.80(kW)2台变压器运行损耗Pz=232+2x(250.25Jx(8500/20000)=154.40(kW1l台变压器与2台变压器运行损耗见表2所示表2计算结果比较运行损耗每月损耗电量年电费(047元/kWh)1台变21280kWh15.32万kwh720万元2台变l5441)h1112万kwh522万元计算结果:现工厂正常生产时,采用2台主变运行最经济.上面计算变压器负荷率为39%,同理计算知:变压器负荷率在50%左右时运行损耗最小.因此,随着负荷增加,越接近50%,2台变压器运行越经济.3二级变压器经济运行探讨目前我厂有二级额定变压器94台,总容量106359kVA.实际使用负荷不足总容量的1/5;2000年7月25日用电负荷高峰期对一号总降压变电站的二级变压器负荷进行测量见表3所示.测量结果表明:变压器负荷率在30%70%之间的(处于经济运行)占58%,不经济的占42%;其中变压器负荷低于15%,处于严重不合理的占20%;数据表明我厂变压器经济运行潜力十分大.4结论我厂变压器负荷小于26667kVA时,基本电费采用最大需量计价时经济,电网运行安全;国家电费价格政策不变,此项措施可为工厂节约电费400万元以上.对于二级变压器负荷长期小于35%的情况,换小一档规格变压器;变压器负荷大于75%的情况下,有2台的就投入2台变压器运行.本项措施不花开支,年节约电费支出在lO万元以上.表3二级变压器负荷测量变压器规格电流实际负荷负荷率盘号单位(kvA)(A)”:Jf%)2大制品1#20170758l8O4093钢结l250125136395O109124钻冶炼125410l091160087296溴化锂l1250758l8370.6547新锅:J#l00I=J202l8232n2l32312细乌【#l00053578314805783113六丹厂l00.10109ll60.109l215空压站1#80432527279034099中试2#500202l8.23O43646l8厂内泵l6305O545.58086619冉瓷100077638l2n076382l触媒l000OO022鹤钼3#20l40l527624O7638l23潦层8001O109.1l60136424钽铌1O0o5560431380.600l425刀片辑100O454910220.49l0228异型I#75032349I7I2044555629硅1250070763812030552311#l00o2021823202l82334钽锟碳化75O9982O4401309436氢气自甩41)0l5163.6740.409l938切钻童63025272790.t143344硅54241)0100l09ll604546549钨钻钛1#125064698.342405586758异型2#1250f28f3055248f0.2444259细钨10002729461320.2946156钠还啄10002527279027279641钨钴甜80030327348041)9l962深加80030327.3480409l964研究所lO002628370l60823766钨冶炼1125O25272.790.2182367钨铝2群125O384146408In3317171加压站捕63012130939202078473铸造164102527.2790017t3576月3#100o25272.7902727977硅24001001091160.4546578粗钨3#180050545.580.303182钨钼110005054