概述：

    菏澤電廠125MW機(jī)組鍋爐制粉系統(tǒng)2臺給煤機(jī)采用滑差控制，電磁轉(zhuǎn)速離合器主要由電樞、磁極和勵磁線圈組成，當(dāng)異步電機(jī)啟動后，電樞以異步電機(jī)相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，這時，若勵磁線圈內(nèi)有直流電流通過，在電樞與磁極間便有磁通相連。電樞切割磁力線，即出現(xiàn)感應(yīng)電勢，在該電勢的作用下，出現(xiàn)渦流，此渦流產(chǎn)生的磁場與勵磁電流產(chǎn)生的磁場相互作用，使從動部分沿電樞旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，通過調(diào)整勵磁電流的大小，就可調(diào)整從動部分的轉(zhuǎn)速。

    磁放大器給粉調(diào)速裝置接受來自調(diào)節(jié)器或操作器的0-10mA.DC，控制直流電動機(jī)的電樞電壓或勵磁電流，達(dá)到調(diào)節(jié)給粉電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。

    因控制精度低，故障率高，在#1機(jī)組大修中，改為變頻控制。 

1 DK-1B型控制器

    DK-1B型控制器是JZTY型電磁調(diào)速電動機(jī)的直接控制單元，可與一臺JZTY電機(jī)連接，通過面板上的主令電位器對電機(jī)進(jìn)行寬范圍的無極調(diào)速，也可以接受0-10V的自動信號對其進(jìn)行自動調(diào)速，可實(shí)現(xiàn)手/自動的無擾切換，轉(zhuǎn)速可由面板表頭直接讀出。

    從圖1原理圖可知，DK-1B型控制器的電路是由可控硅整流電路、脈沖移相觸發(fā)電路、手動給定信號電路和速度負(fù)反饋電路等環(huán)節(jié)組成。

圖1 DK-1B型控制器電路原理圖

    控制器的主回路是由一只5A可控硅構(gòu)成的半波可控整流電路，壓敏電阻（浪涌吸收器）RV和由R1C1組成的吸收電路各在電源側(cè)及元件側(cè)對可控硅起到過電壓保護(hù)作用，D1為續(xù)流二極管。

    給定電路信號是由D8-D11組成的整流橋C3、C4、R7組成的π式濾波器和穩(wěn)壓管WZ2、WZ3幾部分組成，速度負(fù)反饋電路是由D12-D17、C5及反饋電位器W2等組成，脈沖觸發(fā)電路采用了由單結(jié)晶體管組成的馳張振蕩器。

2系統(tǒng)組成

    現(xiàn)給煤機(jī)轉(zhuǎn)速控制采用滑差控制，正常運(yùn)行時，電動機(jī)定速運(yùn)行，通過DK-1B控制器改變滑差部分的勵磁電壓來改變給煤機(jī)轉(zhuǎn)速，從而控制下煤量。

圖2給煤機(jī)控制電氣原理圖

3 改造的原因

    現(xiàn)控制回路存在的主要問題為電動機(jī)定速運(yùn)行，耗電量比較大，不利于節(jié)能降耗。

    DK-1B控制器由分散元器件構(gòu)成（0-10mA輸入，0-90V輸出），性能不穩(wěn)，指示精度較 低，造成轉(zhuǎn)速不易控制，轉(zhuǎn)速指示不準(zhǔn)，既增加運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度，也增加了檢修維護(hù)費(fèi)用。

    滑差測速電機(jī)精度較低（提供三項交流輸出），不能提供準(zhǔn)確轉(zhuǎn)速。

    鑒于上述原因，造成#1機(jī)組的兩臺給煤機(jī)控制回路與DCS接口轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)較多，給系統(tǒng)的監(jiān)視及控制帶來困難。
    
    同時，鍋爐給煤機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速控制系統(tǒng)具有節(jié)能、調(diào)速線性、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn), 是電廠鍋爐給煤機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計與改造中最先進(jìn)的選擇之一。

圖4 原設(shè)計給煤機(jī)控制系統(tǒng)

4 控制方案選擇

    菏澤電廠使用的變頻器型號為1336 PLUS Ⅱ，由A-B公司（Allen-Bradley Company）生產(chǎn)，其裝置供貨和調(diào)試廠家是青島華歐集團(tuán)四海自動化控制工程有限公司，給煤機(jī)控制系統(tǒng)原理如圖5所示。

    變頻器啟動后，通過DCS產(chǎn)生4-20mA控制信號，變頻器經(jīng)過運(yùn)算處理，去改變電源頻率，通過電源頻率的改變而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變電機(jī)的出力。

    標(biāo)準(zhǔn)模擬量I/O設(shè)置：1366 PLUSⅡ通過一系列的跳線把標(biāo)準(zhǔn)I/O和TB2聯(lián)系起來。每個跳線選擇器有四組跳線，分別為跳針1-2、3-4、5-6、和7-8。這些跳線使TB2端子板的輸入和輸出有效。

    每個輸入均可組態(tài)在0-10V、0-20mA或電位器信號下工作。把跳線選擇器的頂部跳針連接的組態(tài)是輸入可在0-10V的信號下工作。底部跳針連接的組態(tài)是可在0-20mA的信號下工作；而右邊的跳針連接的組態(tài)是可在電位器信號下工作。

圖8 跳線選擇器

    現(xiàn)以[Input Mode] [輸入模式選擇]為例，說明變頻器參數(shù)的設(shè)置。

    從狀況顯示開始，按任意鍵，顯示“Choose Mode”，按增加（或減少）鍵，直到顯示“Program”，按Enter鍵，顯示參數(shù)組“Metering”，繼續(xù)按增加（或減少）鍵，直到顯示“Set Up”組，按Enter鍵，按增加（或減少）鍵，直到顯示[Input Mode]，按SEL鍵，按增加（或減少）鍵，直到顯示[Run Fwd /Rev][正向運(yùn)行/ 反向運(yùn)行]，按Enter鍵，按ESC 鍵直至返回狀況顯示 

    為使改變有效須對變頻器重新上電。

    5.1.1編程和顯示模式

    編程和顯示模式允許進(jìn)入?yún)?shù)以便觀察和編程。其步驟如下:顯示下，按壓Enter(或任意鍵)，顯示“Choose Mode”(選擇模式)；按增（或減）鍵顯示“Program“（或Display”），按Enter鍵；按增/減鍵直到出現(xiàn)所需要的組，按Enter鍵，再按增/減鍵，直到出現(xiàn)所需要的參數(shù)。

    5.1.2過程模式

    選擇過程模式時,過程顯示一個有過程顯示參數(shù)組編程資料構(gòu)成的常規(guī)顯示.步驟如下：按進(jìn)入編程模式的方法進(jìn)入到編程模式，按增/減鍵顯示“Process Display”，按Enter鍵；用增/減鍵選擇[過程1參數(shù)]，鍵入需要監(jiān)視的參數(shù)號，按Enter鍵，用增/減鍵選擇[過程1參數(shù)]，鍵入需要需要的標(biāo)定因數(shù)，按Enter鍵，用增/減鍵選擇[過程1字符1]，鍵入需要的字符，按Enter鍵，過程編程完成后，按ESC鍵直到顯示“Choose Mode”，按增/減鍵，直到Process出現(xiàn)，按Enter鍵。用增/減鍵選擇第一行過程1和過程2參數(shù)，按SEL鍵移到第二行，選擇所需要的參數(shù)。

    5.2 主要參數(shù)設(shè)置

    菏澤電廠#1爐A、B給煤機(jī)變頻器參數(shù)設(shè)置一覽表           表3

    5.3系統(tǒng)調(diào)試

    為保證調(diào)試質(zhì)量及調(diào)試工作的順利進(jìn)行，特制定#1爐甲乙給煤機(jī)變頻改造調(diào)試措施：

    5.3.1調(diào)試前準(zhǔn)備

    認(rèn)真閱讀設(shè)備使用及維護(hù)說明書，審查變頻器原理接線圖，確保圖紙的正確性。

    設(shè)備檢查：對照圖紙檢查設(shè)備型號，數(shù)量，規(guī)格及附件是否齊全；設(shè)備檢查合格。

    檢查接線應(yīng)正確規(guī)范，編號頭清晰，接線要牢固。

    5.3.2設(shè)備投運(yùn)調(diào)試

    設(shè)備安裝接線工作全部完畢后，在設(shè)備送電前，對照圖紙，應(yīng)再次核對接線，電源回路絕緣測試要合格，保險容量核對，接插件進(jìn)行檢查。

    上述工作完畢后，配合電氣檢修人員對設(shè)備送電，準(zhǔn)備系統(tǒng)單體調(diào)試，并做好必要的安全措施。

    在供方技術(shù)人員的指導(dǎo)下，對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試應(yīng)按照設(shè)備手冊的說明進(jìn)行，不得違規(guī)操作，以防損壞設(shè)備并危及人身安全。

    檢查被調(diào)試設(shè)備應(yīng)符合設(shè)備技術(shù)規(guī)范，單體調(diào)試完畢后，如達(dá)到條件即進(jìn)行DCS系統(tǒng)整體聯(lián)調(diào)，檢查系統(tǒng)能否正常工作且能否滿足工作要求，注意觀察DCS輸出0-100%變化時的變頻器的轉(zhuǎn)速反饋信號有無不正?，F(xiàn)象，電機(jī)電流是否正常，同時試驗變頻器運(yùn)行、停止及故障信號是否顯示正常；試驗給煤機(jī)啟、停指令及運(yùn)行、停止、故障信號是否正常。
調(diào)試中如出現(xiàn)異常，應(yīng)立即停止調(diào)試，找出原因后再進(jìn)行調(diào)試。

    將參數(shù)從一變頻器復(fù)制到另一變頻器時，先將參數(shù)從變頻器復(fù)制到適配器，其步驟如下：

    從狀況顯示開始，按任意鍵，顯示“Choose Mode”，按增加（或減少）鍵，直到顯示“EEPROM”，按Enter鍵，按增加（或減少）鍵，直到顯示[Save Values]，按Enter鍵，按增加（或減少）鍵，直到顯示“Drive→HIM”，按Enter鍵直至將參數(shù)完全從變頻器復(fù)制到適配器，拔復(fù)制好的適配器之前，必須設(shè)置Logic  Mask(92)中TB2 X11111111全為0，此時方可拔下該適配器；否則將使此變頻器中斷工作，即：將使此變頻器控制的給粉機(jī)停。

    將適配器拔下，插入到另一變頻器上，從狀況顯示開始，按任意鍵，顯示“Choose Mode”，按增加（或減少）鍵，直到顯示“EEPROM”，按Enter鍵，按增加（或減少）鍵，直到顯示[Save Values]，按Enter鍵，按增加（或減少）鍵，直到顯示“HIM→Drive”，按Enter鍵直至將參數(shù)完全從適配器復(fù)制到另一變頻器，對變頻器斷電后重新上電以使參數(shù)使能，即復(fù)制完后，將該變頻器停一下電再上電，變頻器才能正常工作。

    將適配器拔下，可以換上新的變頻器。

結(jié)束語

    #1機(jī)組DCS改造工作已順利完成，軟件組態(tài)比較靈活，給煤機(jī)控制改變頻后，通過組態(tài)可實(shí)現(xiàn)給煤機(jī)轉(zhuǎn)速的自動控制，從而提高#1機(jī)組的自動化控制水平。

圖10 #1爐給煤機(jī)控制系統(tǒng)CFCS

    在機(jī)組小修中，我們對甲乙給煤機(jī)轉(zhuǎn)速控制設(shè)備進(jìn)行了改造，原給煤機(jī)為滑差電機(jī)控制方式，采用DK-2控制器進(jìn)行控制，性能差，能耗高，不利于控制的可靠性和節(jié)能降耗。本次小修，把給煤機(jī)改為變頻控制方式，改造后，和DCS接口更加可靠，維護(hù)方便，故障率降低，而且降低了電耗，其功能特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

    變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)范圍寬, 靈敏度高, 線性度可達(dá)0.99。電氣控制回路簡單、可靠。 

    變頻調(diào)速電機(jī)效率高, 節(jié)能節(jié)電, 與滑差調(diào)速相比可節(jié)能20%～30%。 

    電機(jī)只接受頻率可調(diào)的三相電源, 省去了機(jī)械變速齒輪裝置。 

    以微處理機(jī)為基礎(chǔ)的交流變頻 器 替代了機(jī)械調(diào)速機(jī), 使得電動機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠, 維護(hù)方便, 性能價格比高。
可實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩恒定, 平方轉(zhuǎn)矩, 功率恒定輸出等各種運(yùn)行方式。 

    交流電機(jī)安裝在現(xiàn)場,而控制柜則安裝在電氣控制室, 設(shè)備運(yùn)行條件得到了改善, 減少了現(xiàn)場維護(hù)量。
可以對多參數(shù)實(shí)現(xiàn)編程輸入。

    變頻調(diào)速系統(tǒng)與集散控制系統(tǒng)配套使用, 實(shí)現(xiàn)過程自動控制。 

    具有失電、缺相、過 壓、欠壓及過流自動保護(hù)功能。

參考文獻(xiàn)

［1］米銀重，康爾族.給煤機(jī)給粉機(jī)變頻器［A］. 米銀重，康爾族. 125MW機(jī)組熱工儀表及控制裝置檢修規(guī)程（補(bǔ)充部分）（2001）［C］.山東：國電菏澤發(fā)電廠，17-30.

［2］Allen-Bradley.1336 Plus Ⅱ Adjustable Frequency AC Drive with SENSORLESS VECTOR［Z］.USA:Rockwell Automation,2001.

作者簡介：侯典來(1963-)，男，山東梁山人，漢族，1985年畢業(yè)于山東工業(yè)大學(xué)，學(xué)士學(xué)位，高級工程師，中國儀器儀表學(xué)會高級會員。