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重慶賽力盟電機有限責任公司兆瓦級直驅電動機試驗驗證方案

2018年11月06日

重慶賽力盟電機有限責任公司

《兆瓦級高速直驅異步電動機設計說明與試驗驗證》

兆瓦級高速直驅異步電動機是為需要高速運行的風機,水泵,壓縮機等設計制造的專用電驅動系統,需要與被驅動的機械裝置按系統方式來統籌設計制造,電機與轉動機械同軸,共用轉動系統的軸承與潤滑系統。兆瓦級高速直驅異步電動機的功率范圍為650kW—1600kW,轉速為900012000轉。該高速直驅系統的目標產品是為該功率和轉速段的風機水泵或壓縮機提供的專用電機直驅動力源。

采用3000V為基準電壓是兼顧主導材料成本與產品的系統成本。驅動電源可以采用高壓中頻發電機組與3000V級高壓變頻器,特別說明的是采用高壓中頻發電機組有一定的性能價格比的優勢。

兆瓦級高速直驅異步電動機產品特點:

1.定子繞組采用聚酰亞胺薄膜燒結圓銅線,主絕緣采用少膠云母箔與專用樹脂經過真空浸漆處理后,烘焙固化為一體。由于采用散嵌繞組,電機繞組端部較短,有利于減短電機長度與體積。

2.電機轉子采用剛性轉子設計,轉子外圓線速度超過150m/s后,外表面采用碳素纖維帶綁扎加強轉子導磁材料與繞組的固定。

3.采用高速陶瓷軸承油脂潤滑(高速潤滑脂或循環油潤滑)。軸承系統根據負荷情況,可采用兩支點或三支點。

4.獨立冷卻水腔,通過冷卻液體循環冷卻電機。

5.電機內部進行真空處理,真空度小于3.5%(標準大氣壓)。

6.電源優先采用3000V級的中頻發電機組,也可采用3000V級高壓變頻器。

7.兆瓦級高速直驅異步電動機試驗驗證方案:

一.高速直驅異步電動機YZQ315-2P 650kW  基本技術參數:

基準電壓Un=3000V   基準頻率f=150Hz  額定功率 Pn=650kW  極數p=2

基準效率η=0.96   基準功率因數cosφ=0.90   啟動轉矩Tst=1.0  最大轉矩Tm=2.0        

額定轉速nN=8974/(同步轉速9000/)

二.高速中頻發電機TF560-8P基準電壓Un=3000V   基準頻率f=600Hz  額定功率 Pn=650kW  極數p=8極,同步轉速9000轉/分,轉速范圍1000-9000轉。

三.兆瓦級高速直驅電動機試驗驗證運行條件與環境:

A.采用專用中頻高壓電源驅動。電源的技術參數:

       中頻發電機組方案:

       中頻發電機:TF450-8P/650kW  15OHZ/額定電壓(3000V/6000V),功率因數0.8,同步轉速1500/分。

       拖動電動機:Y450-4P 10kV6kV/ 50Hz 650kW

       高壓變頻器方案:

       高壓變頻器額定輸出電壓3000V額定頻率150Hz,額定容量800kW,額定功率因數0.8。調頻范圍10-200Hz

B.采用液體冷卻:

        根據負載情況,冷卻液體(水,冷凍液等)通過電機密閉冷卻液體腔循環冷卻電機。

C.電機內部進行真空處理:

        采用無油真空泵對電機內部進行真空處理,電機內部真空度小于3.5%(標準大氣壓)。

D.軸承與潤滑:

      軸承采用高速陶瓷軸承,潤滑脂采用專用高速潤滑脂。根據負載情況軸承系統采用三支撐結構。

E.三支點負載試驗驗證方案:

 YGZ315-2P負載試驗驗證系統2018-09

 

四.兆瓦級高速直驅異步電動機基準電壓頻率的說明:

    A 兆瓦級高速直驅異步電動機的基本尺寸數據:

      電動機的轉速9000-12000/分,轉子外圓的線速度在150m/s左右,電機功率在1兆瓦(1120kW)左右,考慮電機及系統成本,材料性能指標,加工制造等因數,電機的基準電壓采用3000VJ比較經濟,電機的性能價格比較高。

B. 三相兩極1120kW高速直驅異步電動機的基準電壓的比較說明:

項目

電壓V

電流A

頻率Hz

并聯路數

槽電流

每極每相槽數

繞組匝數

1120kW

380

1990

150

2

1990安匝

16槽)

1

1120kW

660

1145

150

2

2576安匝

318槽)

2.25

1120kW

3000

252

150

2

1536安匝

848槽)

6

1120kW

6000

126

150

2

1536安匝

848槽)

12

1120kW

10000

75.6

150

2

1587安匝

848槽)

21

C.采用3000V作為基準電壓,電機的動力電纜采用3000V級的50-70平方的電纜可以傳輸兆瓦級電功率100米左右,采用中頻電源或變頻器供電是可行的。

D.采用利用市電轉化為高壓中頻發電機機組,給兆瓦級高速直驅異步電動機提供電源有一定的好處:

1.占地面積和體積較小(與同容量與電壓的變頻器相比)

2.產品質量可靠,成本可控制,維護簡單。YGZ355-2P ,1120kW高速直驅異步電動機,加上高壓中頻發電機組的目標價格,希望控制在伍拾萬元人民幣左右。

 

項目責任工程師  劉林

聯系郵箱  [email protected]

 

來源:重慶賽力盟電機有限責任公司
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