Industrie sidérurgique
Progrès de la régulation de vitesse AC et de l’application des convertisseurs de fréquence dans l’industrie sidérurgique L’application de la régulation de vitesse par conversion de fréquence dans l’industrie sidérurgique est passée par de nombreuses étapes. La régulation de la vitesse AC a commencé à être utilisée dans les ventilateurs et les pompes à eau pour économiser de l’énergie au lieu du fonctionnement à vitesse constante pour consommer de l’énergie, mais la méthode de réglage des vannes, au début des années 80 du siècle dernier, Kawasaki Steel Company au Japon d’abord dans l’atelier de coulée continue alternance complète, a obtenu de bons résultats, plus tard, non seulement utilisé dans l’atelier de coulée continue, mais également poussé à tous les processus et ateliers alternance complète. En raison des exigences strictes et de la grande production des laminoirs à bandes laminées à chaud (production annuelle de plus de 6 millions de tonnes), la perte sera grande s’il y a une légère défaillance ou une performance qui ne répond pas aux exigences, donc jusqu’à ce que la technologie de contrôle numérique et la technologie de contrôle vectoriel soient pleinement pratiques (l’arbre du moteur de contrôle vectoriel est équipé d’un générateur d’impulsions, et le retour de vitesse est utilisé pour former un système en boucle fermée, et le contrôle de vitesse ou le contrôle de couple est effectué par le mode de contrôle numérique, de sorte que la plage de régulation de vitesse est large, la précision de régulation de vitesse est élevée et les performances dynamiques ont atteint la régulation de vitesse CC. Le contrôle VVVF est un système en boucle ouverte, en fonction de la tension / fréquence (V / F), contrôlé par la technologie de simulation, de sorte que la plage de régulation de vitesse est petite, environ 1:40, la précision de régulation de la vitesse est limitée et les performances dynamiques ne sont pas aussi bonnes que la régulation de vitesse CC, en particulier dans le cas de petite capacité et de faible vitesse, ce qui crée la base de la transmission principale AC du laminoir à bandes laminées à chaud, mais au début, il est encore limité au laminoir grossier strict qui ne nécessite aucune série de laminoirs de finition, puis après des tests et de nombreuses années avant d’être utilisé dans le laminoir de finition.
L’industrie du fer et de l’acier est une industrie matérielle, car l’acier a de bonnes propriétés physiques et chimiques, de sorte que l’acier est le matériau métallique le plus largement utilisé et le plus rapide dans l’industrie moderne, et est un matériau indispensable pour la construction, les automobiles, les chemins de fer, la navigation, les appareils électriques, l’énergie électrique, l’alimentation et d’autres industries.
(1) La consommation d’énergie de l’industrie sidérurgique est extrêmement importante, les produits électriques de la Chine représentent environ 70 % de la production totale d’énergie du pays, et la consommation annuelle d’énergie du système métallurgique représente environ 9,3 % de la production d’énergie nationale, et le moteur d’entraînement en représente une grande partie, dont plus de 80 % doivent être réglementés (selon les statistiques, le moteur requis par l’industrie sidérurgique est d’environ 20 % en termes de quantité et de 80 % en termes de capacité), de sorte que son fonctionnement efficace et l’économie d’énergie et la réduction de la consommation sont cruciaux.
(2) L’industrie sidérurgique a une production et des avantages économiques importants, et nécessite un taux d’exploitation élevé. Par exemple, la production annuelle des laminoirs continus à chaud dépasse 6 millions de tonnes, et la moindre défaillance et arrêt entraînera de grandes pertes, il est donc extrêmement important d’améliorer le taux d’exploitation. Le moteur utilisé dans les entreprises sidérurgiques a des moteurs à courant continu et des moteurs à courant alternatif, car de nombreuses machines de production nécessitant une régulation de vitesse ont certaines exigences pour le système de contrôle électrique, telles que la plage de régulation de vitesse, la réponse dynamique, la différence statique, etc., dans le passé, le moteur à courant continu a été dominant, mais le moteur à courant continu a une série de défauts, tels que la structure des collecteurs et des balais pour augmenter la quantité d’entretien quotidien, les balais et les collecteurs produisent souvent des étincelles et nécessitent un meilleur environnement d’installation et ne peuvent pas être utilisés dans des endroits inflammables et explosifs, Par rapport aux moteurs à courant alternatif de même capacité, le volume, le poids et le moment d’inertie sont plus importants, le prix est plus élevé et le rendement est inférieur de 2 à 3 % à celui des moteurs à courant alternatif. En particulier, au cours des dix dernières années, avec le développement de l’électronique de puissance et de la technologie microélectronique et l’application de la théorie de contrôle moderne, la régulation de la vitesse AC s’est développée rapidement, et ses caractéristiques de régulation de la vitesse sont exactement identiques, voire supérieures, aux performances de régulation de la vitesse DC, qui peuvent complètement remplacer les moteurs DC et leurs systèmes de régulation de vitesse.
(3) Avantages économiques élevés de la régulation de la vitesse de conversion de fréquence. Il existe de nombreuses méthodes de régulation de la vitesse AC (régulation de la vitesse des pôles du moteur asynchrone, régulation de la tension, régulation de la vitesse de la résistance des cordes du rotor, régulation de la vitesse de l’embrayage différentiel électromagnétique, régulation de la vitesse du coupleur de fluide, régulation mécanique de la vitesse différentielle, régulation de la vitesse de conversion de fréquence, etc.), mais la principale est la régulation de la vitesse de conversion de fréquence. L’alimentation pour la régulation de la vitesse de conversion de fréquence, l’alimentation de conversion de fréquence dispose d’une unité de conversion de fréquence rotative et d’un dispositif de conversion de fréquence stationnaire. Le premier se compose de deux ensembles de moteur-générateur à courant continu asynchrone ou synchrone et de générateur à courant continu-synchrone. Ce dernier est composé d’électronique de puissance et de dispositifs microélectroniques sans pièces mobiles. En raison de la grande taille de l’équipement, des pièces mobiles, de la maintenance importante, du faible rendement et des performances médiocres, il a été remplacé par des dispositifs de conversion de fréquence fixes. La régulation de vitesse de conversion de fréquence actuelle fait référence au dispositif de régulation de vitesse de conversion de fréquence stationnaire (convertisseur de fréquence). Selon les statistiques, après avoir utilisé la régulation de vitesse de conversion de fréquence stationnaire, il peut économiser 1 à 3 % d’électricité. Par conséquent, l’entraînement du moteur à courant alternatif et la régulation de la vitesse de conversion de fréquence ont été largement utilisés dans les aciéries, en particulier dans les nouvelles unités, et même les puissances élevées (jusqu’à 10 000 kW par machine) et les exigences strictes des laminoirs continus à chaud utilisent également un entraînement par moteur à courant alternatif et une régulation de la vitesse alternative.
Pour la production de convertisseurs de fréquence, des entreprises électriques étrangères ont été industrialisées, telles que Siemens en Allemagne, Alstom en France, ABB en Suède, GE aux États-Unis, Ansoldo en Italie, Hitachi au Japon, Mitsubishi au Japon, Yaskawa au Japon et d’autres sociétés ont produit une variété d’onduleurs à usage général avec différentes capacités et tensions pour la sélection. Il convient également de noter que le moteur utilisé dans la conversion de fréquence a généralement de meilleures performances et un meilleur prix pour les moteurs inférieurs à 1 000 kW, et que les moteurs synchrones ou asynchrones peuvent être utilisés pour une plus grande capacité. Les moteurs asynchrones utilisent généralement des moteurs bobinés, tandis que les moteurs de plus petite capacité utilisent généralement des moteurs à cage d’écureuil. Étant donné que le système de contrôle de transmission adopte généralement un convertisseur de fréquence PWM, le moteur doit également être spécialement conçu pour répondre aux exigences de la régulation de la vitesse de conversion de fréquence PWM (en fonction de différentes conditions de l’unité, y compris le pourcentage de surcharge admissible, le temps de surcharge, le système de travail, le niveau d’isolation, le niveau de protection, la tension nominale, etc.). D’une manière générale, l’impact de la pollution électrique sur le réseau électrique doit également être pris en compte, en particulier à l’occasion de la grande capacité et de l’utilisation de dispositifs de conversion de fréquence AC-AC, l’installation de dispositifs de compensation dynamique de puissance réactive (SVC) doit être sérieusement envisagée.
