Электропривод цементной печи «ЭРАТОН-ФР»

В настоящее время на большинстве цементных заводов в России в качестве главного электропривода печей обжига клинкера используются высоковольтные асинхронные электродвигатели с фазным ротором (АД ФР). Для пуска и регулирования скорости АД ФР используется пусковая резисторно-контакторная станция (ПРКС) управления, которая устанавливается в цепь ротора. Пуск и изменение скорости электродвигателя осуществляется за счет ступенчатого регулирования сопротивления резисторов в цепи его ротора. Подобный электропривод имеет существенные недостатки, связанные с ударными нагрузками на механические передачи и футеровку печи при пусках электропривода, потерями энергии в резисторах ПРКС при глубоком регулировании скорости, частыми выходами из строя резисторно-контакторного оборудования станции управления, вызывающими простой печей обжига и убытки от недовыпуска продукции и др. Недостатки электропривода печей обжига клинкера устраняются при замене ПРКС на частотно-регулируемый электропривод (ЧРЭП) с роторным преобразователем частоты «ЭРАТОН-ФР».

При модернизации главного привода цементной печи преобразователь частоты «ЭРАТОН-ФР» устанавливается между цепью ротора электродвигателя с фазным ротором (АДФР) и высоковольтной питающей сеть 6 кВ 50 Гц, как показано на рисунке 1. Пусковая станция (ПРКС) сохраняется в горячем резерве, что повышает надежность главного привода цементной печи. Переключение главного привода печи с частотного регулирования преобразователем «ЭРАТОН-ФР» на пусковую станцию ПРКС и обратно осуществляется с помощью двух контакторов К1, К2.

Рис. 1. Однолинейная структурная схема главного привода цементной печи

Преобразователь частоты «ЭРАТОН-ФР» содержит два транзисторных инвертора напряжения на IGBT модулях — сетевой и роторный, между которыми включен накопительный конденсатор С. Роторный инвертор формирует регулируемую ЭДС ротора и передает мощность скольжения АДФР из цепи ротора в цепь постоянного тока с конденсатором С и обратно. Сетевой инвертор преобразует постоянный ток в переменный ток синусоидальной формы с частотой сети 50 Гц и передает мощность из звена постоянного тока с конденсатором С в сеть переменного тока через согласующий трансформатор Тр и обратно. Регулируя ЭДС в цепи ротора преобразователь «ЭРАТОН-ФР» осуществляет плавный пуск и регулирование скорости цементной печи без потерь мощности в резисторах пусковой станции, поскольку вся мощность скольжения ротора АДФР через преобразователь и трансформатор возвращается в питающую сеть. Наличие конденсатора в промежуточном звене постоянного тока «ЭРАТОН-ФР» позволяет генерировать реактивную мощность через роторный инвертор в цепь ротора АДФР и через сетевой инвертор - в питающую сеть. За счет этого главный привод печи с преобразователем частоты «ЭРАТОН-ФР» работает в наиболее экономичном режиме с потреблением из питающей сети только активной мощности (cosφ = 1), которая передается на вал электродвигателя с минимальными потерями.

Преимущества роторного преобразователя частоты «ЭРАТОН-ФР» при модернизации главного привода цементной печи с переходом на регулируемый электропривод:

- по сравнению с высоковольтным преобразователем частоты в статоре высоковольтного электродвигателя «ЭРАТОН-ФР» имеет меньшую стоимость за счет меньшего напряжения цепи ротора и, соответственно, меньший срок окупаемости; не требует замены двигателя с фазным ротором на короткозамкнутый; обеспечивает высокое качество регулирования скорости печи при пульсирующем моменте нагрузки за счет высокого быстродействия регулирования момента двигателя и рекуперативного торможения;

- по сравнению с тиристорным асинхронным вентильным каскадом (АВК) в роторе АДФР преобразователь «ЭРАТОН-ФР» обеспечивает потребление главным приводом из сети только активной мощности с cosφ = 1, которая передается на вал электродвигателя с минимальными потерями, и формирует в питающей сети токи синусоидальной формы.

Система управления роторным преобразователем «ЭРАТОН-ФР» цифровая микропроцессорная со специализированным пультом дистанционного управления главным приводом цементной печи. Связь «ЭРАТОН-ФР» с АСУ ТП верхнего уровня осуществляется через последовательные порты RS485 и RS232.

Преобразователи частоты «ЭРАТОН-ФР» обеспечивают высокое качество регулирования главного привода цементной печи с двумя приводными электродвигателями с фазным ротором. Структурная схема главного привода печи с двумя приводными электродвигателями показана на рис. 2. В двухдвигательном главном приводе цементной печи преобразователи «ЭРАТОН-ФР» обеспечивают плавный пуск и регулирование скорости печи с выравниванием нагрузки двух электродвигателей с точностью не хуже 5%.

Рис. 2. Структурная схема главного привода печи с двумя приводными двигателями

Пример применения преобразователя частоты «ЭРАТОН-ФР» мощностью 630 кВт на главном приводе печи обжига клинкера ЗАО "Белгородский цемент"


Галерея