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变频调速技术对静叶可调轴流风机结构设计的影响


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一、引言

静叶可调轴流风机具有结构简单、可靠性高、耐磨性好、维护费用低等特点,被广泛应用于引风机和脱硫增压风机中,但静叶可调轴流风机是采用挡板开度的节流调节方式,即改变管路阻力曲线进行调节。这种调节方式虽然简单易行,但往往造成很大的能量损失。随着国家对节能减排要求的提高,各火电厂纷纷在寻找解决办法,而在静调轴流风机的电动机上加装变频装置便是办法之一。

加装变频调速装置后,风机在不同的情况下,通过电机的运转频率不断变化,使风机在0到最高转速(TB点工况)范围内进行工作,提高风机运行时的效率从而达到节能效果。风机工作频率的不断改变将可能造成与转子部件固有频率重合出现共振破坏的结果。另外,变频器谐波也将引起输出转矩脉动,故风机转速变化将对转子产生冲击载荷及交变应力的作用。

实际情况是:电厂的静叶可调轴流风机在加装了变频调速装置后,也陆续出现了一些问题。例如,传动轴出现裂纹或断裂、联轴器膜片和螺栓断裂、叶轮轮毂及叶片出现裂纹等,给火电厂的安全运行造成了很大的困扰。本文针对现场出现的问题,逐步分析产生损伤的原因,在结构设计方面,提出安全可行的改进方法。


二、对风机转子部分的影响

风机加装调速装置后,风机的转速(运转频率)随工况的变化而不断变化,根据传动系统运动方程:


当:T电机力矩>T负载转矩时,风机加速运行:在加速过程中,变频器的输出频率上升时,其定子旋转磁场同步转速也随之上升,但转子转速因为拖动系统的惯性而不能跟上,产生了转差。

当:T电机力矩<T负载转矩时,风机减速运行:在减速过程中,变频器输出频率下降时,电动机转子的转速由于拖动系统的惯性而跟不上同步转速的下降,使得转子转速高于同步转速而产生转差,并使电动机处于再生制动状态。再生制动状态时,电动机处于发电机状态,所产生的转矩和转子旋转方向相反,能够促使电动机迅速地下降。

当:T电机力矩=T负载转矩时,风机定速运行:


 

 

由以上分析可知,在变转速的状态下,转子不断承受着很大交变载荷(力矩)的冲击,其交变应力大于定转速工频运行,极易造成转子的疲劳损坏。

【文章来自米尔自动化网http://www.mirautomation.com/pages/2013-04/s36554.shtml
本文标签: 合康变频   变频调速   脱硫脱硝  
 三菱电机

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