回轉(zhuǎn)窯采用雙電機(jī)拖動設(shè)計與調(diào)試

某水泥廠新建6000t/d熟料生產(chǎn)線，回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為Φ4.8m×60m，為節(jié)省工作空間，回轉(zhuǎn)窯采用雙電機(jī)進(jìn)行拖動。變頻器50Hz時，回轉(zhuǎn)窯速4.48r/min。原設(shè)計的電氣控制系統(tǒng)未達(dá)要求，修改后投入運行，發(fā)生主電機(jī)轉(zhuǎn)矩急劇上升時從電機(jī)轉(zhuǎn)矩反而下降、兩電機(jī)電流差距大等現(xiàn)象，本文就這些問題解決方法進(jìn)行總結(jié)。

設(shè)計要求與修改

1、系統(tǒng)簡介

兩臺回轉(zhuǎn)窯主電機(jī)額定電壓400V，單臺電機(jī)額定功率250KW，額定電流330A，額定轉(zhuǎn)速992r/min，額定轉(zhuǎn)矩2238Nm，額定頻率5~50Hz，功率因數(shù)0.85；變頻器為施耐德的ATV780C35Y，DCS為西門子400系列，所有信號傳送通過電纜連接完成。

2、設(shè)計要求

（1）對于大功率變頻器，主回路上，斷路器和變頻器之間應(yīng)加接觸器，用以保護(hù)變頻器的整流模塊和逆變模塊損壞時，能夠使變頻器迅速斷電。

（2）主回路上，變頻器輸入輸出端應(yīng)加電抗器。

（3）控制回路通過微型斷路器控制，當(dāng)回路中有短路發(fā)生時，微斷的斷開速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上保險熔斷的速度更快。

（4）備妥信號僅使用主令開關(guān)進(jìn)行傳送，并不能反應(yīng)各斷路器、變頻器、熱繼電器等元器件是否具備備妥條件，沒有實現(xiàn)真正意義上的備妥。

（5）強(qiáng)冷風(fēng)扇的作用用于保護(hù)變頻電機(jī)不在高溫下工作，因此強(qiáng)冷風(fēng)扇應(yīng)是變頻電機(jī)的設(shè)備連鎖，即強(qiáng)冷風(fēng)扇不開就不允許變頻電機(jī)啟動。因此，應(yīng)用強(qiáng)冷風(fēng)扇控制主電機(jī)的啟停，而不是用主電機(jī)控制強(qiáng)冷風(fēng)扇的啟停。圖1中，強(qiáng)冷風(fēng)扇跳停，不會影響到主電機(jī)的運行，這是錯誤的。

（6）兩主電機(jī)都是通過DCS啟停并給定頻率，而對于轉(zhuǎn)速同步控制的電動機(jī)，在控制上難度很大。這是因為即便是相同規(guī)格的電機(jī)，由于制造上的誤差，其滑差也有不同。因此，即使是兩電機(jī)轉(zhuǎn)速能保持一致，也會出現(xiàn)一臺電機(jī)出力大一臺電機(jī)出力小的現(xiàn)象，因此應(yīng)使用轉(zhuǎn)矩方式進(jìn)行同步控制。

3、原設(shè)計修改

針對要求修改原設(shè)計，兩電機(jī)使用主從控制方式，為了實現(xiàn)兩電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制，在變頻器的功率板上安裝同步卡并用光纖連接進(jìn)行兩變頻器之間的數(shù)據(jù)讀取和傳送。

調(diào)試問題與協(xié)調(diào)

1、調(diào)試中出現(xiàn)的問題

（1）兩電機(jī)運轉(zhuǎn)時雖頻率相同，但轉(zhuǎn)矩控制不理想，特別是主電機(jī)轉(zhuǎn)矩急劇上升時，從電機(jī)轉(zhuǎn)矩反而下降了，有時還相差500Nm。

（2）因轉(zhuǎn)矩的差值大，導(dǎo)致兩電機(jī)電流差距大。

2、協(xié)調(diào)主從電機(jī)轉(zhuǎn)矩

（1）將主變頻器設(shè)置為速度控制方式，從變頻器設(shè)置為轉(zhuǎn)矩控制方式。

（2）檢查兩變頻器基本參數(shù)設(shè)置未發(fā)現(xiàn)問題。

（3）檢查現(xiàn)場回轉(zhuǎn)窯大齒輪和電機(jī)減速機(jī)小齒輪的嚙合情況。發(fā)現(xiàn)主機(jī)嚙合情況較好，而從機(jī)是完全依靠回轉(zhuǎn)窯大齒輪的轉(zhuǎn)動進(jìn)行拖動的，導(dǎo)致從機(jī)成為主機(jī)的部分負(fù)載。

顯然，更換后的主電機(jī)已開始發(fā)揮作用。觀察兩電機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線，發(fā)現(xiàn)從電機(jī)轉(zhuǎn)矩雖和主電機(jī)保持同步，但跟隨效果不好，兩曲線背離很大，因此還要調(diào)節(jié)從變頻器的參數(shù)設(shè)置。

目前，雙電機(jī)的變頻同步拖動使用愈來愈頻繁，其較大優(yōu)點是可以節(jié)省設(shè)備的安裝空間，值得提醒的是，在設(shè)計和使用中，必須關(guān)注主、從電機(jī)的關(guān)系和電氣控制圖設(shè)計的完善。