采用调压调速提高回转窑转速的实例

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摘要 本文简要介绍了直流他励电机调压调速特性在水泥厂回转窑提速改造中的应用，着重对直流电机的三种调速方式特性及适用范围进行了理论分析，并针对本次回转窑主电机提速要求进行了实用对比及效果总结。

关键词 机械调速；电气调速；直流他励电机；电枢电压；额定电压

中图分类号TM3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）96-0142-02

马钢桃冲矿业公公司水泥厂原600t/d五级旋风预热器回转窑熟料生产线，经技改后设计产量为1200t/d预分解窑，回转窑为Ф3×52m型旋窑，设计最高转速为4.0r/min。改造后于2004年12月竣工投产，经过几年的生产运行，我厂认为回转窑系统实际处理量比设计产量有10%左右的富余产能，且其生料入窑系统、熟料冷却及输送系统均能满足提产后工艺要求，仅受到回转窑转速的制约。按技改时设计，要提高回转窑转速的办法一是机械调速，即更换现有减速机（ZSY450-38-1型）以减小主减速器的速比，这样将耗资较大且有较长的停窑改造工期；另一个办法是电气调速，通过人为改变电机参数达到调速目的，以提高回转窑传动直流电机额定转速。因为提速幅度较小，对减速机基本没有负面影响，因此，经过理论研讨分析后，我们选择后一个方案。

（1）电枢回路串电阻调速，从机械特性方程式可以看出，此调速方式只能在额定转速以内调速，不能升速，且这种调速方式属于有级调速，平滑性差，不符合本次改造的提速要求；（2）弱磁调速，实现措施简单易行，但这种弱磁调速仅适用于恒功率负载，当负载增加时，将使转子电流增大，并减小电机输出转矩，可能造成电机的过流或堵转。我厂回转窑在实际生产中，由于窑皮厚度不可能均匀且生产工况的变化，负载是不恒定的，因此，该调速方式也不适合我厂提速要求；（3） 调压调速，由机械特性方程式可知，当改变电枢供电电压时，可以得到平行于自然特性的特性曲线，可实现无级调速，调速平滑且稳定性好。在全数字直流调速器中可通过其电机参数设置的改变来获取额定输出范围内不同的直流电压，无需增加任何的硬件投入及控制线路的改变，简捷易行。但这种调速通常只在额定转速以下进行调节，考虑到电机允许在额定电压±5%范围内安全运行，并且全数字直流调速器也有额定电压±10%的工作范围，因此，只需提高5%的额定电枢电压，即可达到额定转速提升5%以上的提速效果。

由于回转窑提产10%，窑速只需由现在的4.0r/min提高到4.15r/min即可，综合以上分析，并征询电机生产厂家意见后，我们认为采用提升电枢供电电压的调速方法来提升主电机转速在我厂是切实可行的。

3 改造的实施及运行效果

在2012年2月份水泥厂年终停窑检修期间，我们将西门子全数字直流调速器参数表中P101电机额定电压参数值由原先设定的440V提高到465V，更改完成后空载试车效果良好，直流调速器的调速范围由0r/min～1500r/min增加到0 r/mim ～1575r/mim，回转窑最高转速由4.0 r/min提升至4.2r/min，带负载后电机运行正常，现投入运行一年多以来，基本达到了产量提高10%的改造要求，电机运行良好，各项电气指标正常。与提速前相比，电枢电压由430V～440V升高到450V～465V之间，电流基本在200A～300A范围内波动。

4 经济效益

直接经济效益：采用电气提速方式相比机械调速，直接节约ZSY450-36-1型减速机一台，价值人民币18万元，设备基础重新浇注及安装费用16万元，两项合计34万元。间接经济效益：避免了因改造停窑25天（含减速机基础重新浇注、养护及减速机安装调试），按每天1200t熟料、每吨350元计算，可增加产值：350×1200×25=1050万元。另外，调压调速由于只是直流调速装置参数的改变，没有任何硬件设施的变化，改造后不增加任何维护费用，且一旦需要恢复原状，在生产中亦可进行参数更改，方便易行。

5 结论及意义

此次回转窑的提速改造，通过我厂技术人员的深入分析与研究，达到了零投入取得预期目标的良好效果，取得较好经济效益的同事，激发了技术人员敬业爱岗的工作热情。由于电机性能参数的限制，通过提高电枢供电电压的方式提升电机转速，其调速范围较窄，适用性不强。

参考文献

[1]冯方亮.他励直流电动机机械特性实验分析[J].江汉大学学报，1996，6.

[2]邹宝钦.浅析他励直流电动机的可控硅调速[J].福建电力与电工，1997，4.

[3]陈明德.直流电动机的特性研究[J].微特电机.