文档介绍：上海电机学院
毕业设计(论文)中期报告
课题名称轧机用大型变频异步
电动机研制
学院电气学院
专业电机电器智能化
班级 BG1005
学号 101001230517
姓名潘涛
指导教师彭大华、卫福娟
定稿日期: 2014年 04月15 日
1 绪论
随电力传动广泛应用于机械、钢铁、矿山、冶金、化工、石油、纺织等行业中。传动系统中的电动机所消耗的电能在各国的用电量中都占有很大的比例。因此, 有效地利用电动机, 改进其运行性能, 很据需要控制电动机的转速, 降低运行中的消耗, 提高电动机的运行可靠性将成为选择电动机的主要依据。
均随着现代变频技术的发展, 交流变频电动机可以得到良好的动态性能。变频调速异步电动机, 由于其结构简单、制造方便、价格低廉、坚固耐用、运行可靠、维护简单等优点, 已经普遍应用于现代工业的各领域, 在大容量、高转速、高可靠性以及防污染、防爆等方面有着明显的优势。[6]但交流电动机调速比较困难, 因此长期以来在调速领域内一直是直流电机占主导地位。直流电机因有换向器和电刷, 也带来了一系列问题:( 1 ) 换向器和电刷的维护工作量大。由于火花的原因, 直流电机一般不能在易燃、易爆和尘埃较多的恶劣环境中使用。( 2 ) 电机的换向能力限制了电机的极限容量和转速。因此, 在一些要求容量大或转速高的传动中不得不采用双电枢、三电枢甚至四电枢的电机。这就使电机的制造增加了困难,降低了运行可靠性( 3 ) 与交流调速电机相比, 直流电机的效率低、能耗大、调速反应慢。[2]
20 世纪70 年代以后, 随着交流电机矢量控制理论的产生以及其应用技术的推广, 世界工业发达国家都投人大量人力物力对交交变频轧钢机主传动进行研究。据统计约有上千台交流变频轧机主传动投人工业应用, 并在其新建1 0 0 kw 以上的轧机主传动上, 无论是初轧机, 中板轧机还是热、冷连轧机, 均采用交流变频调速。可以说, 在大功率轧钢机主传动领域已出现交流调速传动取代直流传动的趋势。[5]
大型轧钢机械的主辅传动领域,由于对电动机转矩特性和调速范围的特殊要求,长期以来一直被直流电动机所占有。尽管随着电力电子技术的发展,各种交流调速技术相继进入风机、水泵及一些一般的调速领域,但是真正用来驱动初轧机和连轧机还是8 0年代才开始的。矢量控制大功率交一交循环变频器为交流传动系统提供了与直流传动系统基本相同的恒转矩和恒功率两个调速范围,使静止变频交流传动调速技术进人了全面实用化的阶段。由此开始,交流电动机已不再是受电网控制的在恒定电压下恒定频率下工作的设备了,同直流电动机一样,它处于一个与电网相对独立的系统下工作。
大功率轧钢机主传动要求电气传动系统具有很高的动态响应和相当高的过载能力,这一领域长期以来一直被直流电气传动系统所垄断。虽然直流电动机具有良好的调速性能,但其存在着换向问题,使其在提高单机容量、过载能力和维护等方面受到了限制。随着电力电子技术以及现代控制理论的迅速发展,交流变频调速可以得到良好的动态性能,已成为电气传动的主流,正越来越多的取代传统的直流调速传动系统。
轧机主传动电气系统先后经历了从G-D 机组供电、晶闸管直流调速到交流变频调速的过程。交流变频调速主要有交交和交直交两种形式。由于存在调速范围窄、电网污染大等缺点,交交变频调速方式日趋被交直交变频调速方式所取代
[4]。随着可关断电力电子器件工艺技术的日益成熟,采用高压大功率全控型器件的三电平交直交变频调速系统已经逐步成为轧机主传动的主流装备。然而这一领域的核心技术长期为几家国外跨国公司所垄断,如ABB、TMEIC、SIEMENS 等公司,形成一定的技术壁垒和价格保护为此国内冶金企业每年不得不花费大量资金重复引进此类装备。[3]
目前,在轧钢生产线上,很多设备的传动系统已采用异步变频传动系统,其中大型异步变频电机大部分须国外进口,本次研制轧机用变频异步电机的目的就是为了能替代国外同类产品。
大型轧钢机械的主辅传动领域, 由于对电动机转矩特性和调速范围的特殊要求, 长期以来一直被直流电动机所占有。尽管随着电力电子技术的发展, 各种交流调速技术相继进入风机、水泵及一些一般的调速领域, 但是真正用来驱动初轧机和连轧机还是80 年代才开始的。矢量控制大功率交一交循环变频器为交流传动系统提供了与直流传动系统基本相同的恒转矩和恒功率两个调速范围, 使静止变频交流传动调速技术进人了全面实用化的阶段。由此开始, 交流电动机已不再是受电网控制的在恒定电压下恒定频率下工作的设备了, 同直流电动机一样, 它处于一个与电网相对独立的系统下工作。由于电源性质和电动机工作方式的改变, 其计算方法也要有一些相应的变化。
本文对轧机用大型变频异步电动机进行研究和设计。完成典型产品的