ETD791系列直流调速器在等离子点火中的应用

2013年08月29日

摘要:
  具有电流预测控制功能的ETD790系列直流调速器,出色的调控性能尤其是电流环的性能在等离子点火行业有着非常成功的应用。


关键词:
  ETD790 等离子点火 阴极 阳极 
  等离子点火及稳燃技术已成功地应用于除无烟煤之外其他各类煤种、各种燃烧方式和不同制粉系统的锅炉。随着等离子点火及稳燃技术实践应用水平以及设备的可靠性进一步提高,为实施燃煤电厂无燃油系统示范工程打下了坚实的基础。等离子点火技术的提高除了等离子点火器的阴极阳极的技术提升外,电源的稳定性以及响应速度也是至关重要的。

一、等离子点火装置的介绍
  等离子发生器为磁稳空气载体等离子发生器,它由线圈、阴极、阳极组成,如图1所示。其中阴极材料采用高电导率的金属材料或非金属材料制成;阳极由高电导率、高热导率及抗氧化的金属材料制成,它们均采用水冷方式,以承受电弧高温冲击;线圈在高温50 ℃情况下具有抗 kV直流电压的击穿能力;电源采用全波整流电路,并具有恒流性能,对电源的要求很高。等离子发生器的发火原理为:首先设定输出电流,当阴极前进同阳极接触后,整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变,当阴极缓缓离开阳极时,电弧在线圈磁力的作用下拉出喷管外部。具有0.03 MPa左右压力的空气在电弧的作用下,被电离为高温等离子体,其能量密度高达105~106 W/cm,为点燃不同的煤种创造了良好的条件。
              
二、790全数字驱动器在等离子应用的案例情况介绍及其特点
  790 调速器实际是为驱动直流电机专门设计的,具有反应迅速的速度环和电流环,在直流电机的调速方面非常的优秀,但是等离子点火的应用需要一个高性能的直流稳流电源,这样就对直流调速器的电流环的要求非常高,而790直流调速器电流环采用的是算法先进的电流预测控制,完全能满足等离子点火的电源要求。
  1:实际应用的等离子点火工作方式:
  在实际应用的时候,本案例中的等离子点火工作方式为两种,一种为开始阴极阳极为接触式的,这时候驱动器的输出为短路状态,设定驱动器的电流限制,启动后,由阴极电机带动阴极后退,此时电流保持不变在外部条件都具备的情况下,阴极阳极之间拉出电弧。另一种工作方式为:开始阴极阳极没有接触,此时设定驱动器的电流限制,并且启动驱动器,此时阴极阳极之间为断路,电压维持在530V 左右,然后阴极电机带动阴极前进,使阴极和阳极接触,在接触的瞬间,通过阴极阳极之间的电流迅速升到设定电流,电压下降机会为零伏,然后阴极电机带动阴极后退此时电流维持在设定电流,电压的值根据欧姆定律得到。
  2:驱动器重点参数的设置
  790调速器在等离子点火中的应用参数设置与正常驱动电机时的参数设置有很大区别,该应用框图为:




 从上图可以看到,速度环的误差输出为电流环的输入,速度环的误差是由速度设定和速度反馈叠加得到的,并且以此来稳定电机的转速。但是在等离子点火的应用中,因为没有速度反馈,所以澳门娱乐银河官网址在设定的时候让速度环饱和输出,即速度环的输出是最大值,这样给定电流环的输出就是最大的,为了限制输出电流澳门娱乐银河官网址在电流环中设置电流限制,因此通过电流的限制来调节电流的输出。这是791调速器设置的最重要的一点。具体设置重要的参数如下:
 spd_fbk_select =92 ,速度反馈选择电枢电压反馈。
 arm_volt@1500rpm=500V 设置1500RPM时电枢输出电压为500V,这样在阴极阳极断路的时候尽可能高的输出电压,对电极有利。
 current_lim_neg=300 设置电流限制,此值受plc的控制,即等离子点火器的点火设定电流。
 Max_Speed= Motor_Base_Spd=1500,设置基本速度和最大速度均为1500rpm,即电枢电压为500V时,调速器认为电机速度为1500rpm
 Spd_Prop_Gain=500 ,Spd_Integrl_Gain=40,设置速度环的比例增益和积分增益。这连个参数控制速度环饱和输出的快慢。
 c_ramp_ref_2= Internal_setpt6 ,速度的给定值,此时Internal_setpt6=8192 对应电枢电压为500V,即速度给定为最大值,因为运行起来阴极阳极之间的电压一般为300V左右,所以反馈速度肯定比给定速度要小,所以速度环饱和。
 ANALOG_OUT_2= current_lim_pos 设置模拟量输出为电流限制输出用于显示设置电流是多少。
 field_curr_ref=0 ,此参数设置磁场电流,由于不用磁场电流,设定值为0,即把磁场关掉。
 3:现场控制方式:
 790直流调速器通讯功能能强大,内置标准的modbus协议,与西门子200plc通讯简单,直接可以使用200plc内部的MBUS_MSG模块进行通讯。
 控制如示意图所示,采用西门子的PLC来控制驱动器,对与电流的给定和变量的反馈采用标准的modbus通讯来做,对于,驱动器的起停,使能控制,采用PLC的I/O口控制驱动器的数字量来进行。


等离子点火柜如下图所示:
 
实际运行的时的电弧如下图:


三:结论
 ETD 790系列直流调速装置适用各种等离子负载,电流、电压波动小,稳定性好。在300A电流下成功起弧,电流很稳定,电压波动不大。起弧后,电流缓慢降至200A时不掉弧。

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