一种用于轧钢生产中降低直流电机损耗的方法与流程

本发明属于电机控制的，更具体地，涉及一种用于轧钢生产中降低直流电机损耗的方法。

背景技术：

1、在轧钢生产中，为实现连续、高速的生产，根据生产工艺要求，一般需要配置16-20台数量不等的电机。直流电机因为其启动方便、速度响应快、转矩特性好、易于调速等特点，在轧钢生产线中有着非常广泛的应用，尤其是老生产线更加普遍。

2、直流电机作为轧钢生产线电能消耗的主要设备，占生产线总电能消耗的80％左右。而直流电机的节能技术，由于各种原因，一直未取得新突破，与轧钢生产线不断节能降耗的需求不相适应。

3、

4、基于以上原因，需要对直流电机的降耗节能技术进行研究。通过对直流电机的工作原理认真分析，结合轧钢生产工艺对电机的需要，找到最佳结合点，在满足轧钢生产需求的基础上，实现直流电机效率最大化，降低轧钢生产过程电能消耗。

技术实现思路

1、本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种用于轧钢生产中降低直流电机损耗的方法，基于现有设备配置，通过局部的优化和调整，使直流电机效率最大化，实现降低电能消耗的目的，适应性、可复制性强。

2、本发明详细的技术方案如下：

3、一种用于轧钢生产中降低直流电机损耗的方法，所述方法包括：

4、s1、根据直流电机的功率p与其转速n和转矩t之间的数学关系，以及转矩t与电流之间的数学关系，确定直流电机的功率p与其转速n和电流之间的数学关系为p＝gaf×if×ia×n÷9550，其中，if为励磁电流，ia为电枢电流，gaf为常数；

5、s2、根据所述直流电机的功率p与其转速n和电流之间的数学关系，并结合直流电机控制原理，推导出在直流电机的功率p一定的情况下，当所述转速n大于基底转速n0时，所述转速n与励磁电流if成非线性反比例关系；

6、s3、根据直流电机损耗的计算公式并结合所述转速n与励磁电流if之间的非线性反比例关系，将所述转速n控制在基底转速n0以下，以降低直流电机损耗。

7、根据本发明优选的，所述s1中，所述直流电机的功率p与其转速n和转矩t之间的数学关系：p＝t×n÷9550。

8、根据本发明优选的，所述s1中，所述转矩t与电流之间的数学关系为：t＝gaf×if×ia，其中，if为励磁电流，ia为电枢电流，gaf为常数。

9、根据本发明优选的，所述s2中，所述直流电机控制原理包括：直流电机在基底转速n0以下运行时为恒转矩调速模式，在该模式下，励磁电流if为恒定值且保持最大值，电机的转速n与电枢电压ua成正比。

10、根据本发明优选的，所述s2中，所述直流电机控制原理还包括：直流电机运行的转速n大于基底转速n0时为恒电压调速模式，在该模式下，电机的电枢电压ua保持恒定且为最大值，即当直流电机的功率p一定、转速n大于基底转速n0时，转速n与励磁电流if成非线性反比例关系。

11、根据本发明优选的，所述s2中还包括，当直流电机运行的转速n增加到2倍基底转速n0时，励磁电流if减半。

12、根据本发明优选的，所述s3中，所述直流电机损耗q的计算公式为：q＝if2r1+ia2r2，其中，r1为励磁回路电阻，r2为电枢回路电阻。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

14、本发明提供的一种用于轧钢生产中降低直流电机损耗的方法，从直流电机的工作原理入手，系统研究直流电机的功率、转矩和转速的关系，结合直流电机电磁转矩计算公式和直流电机控制原理，探索发挥直流电机最佳使用效率的方法，实现节能降耗的目标，相对现有直流电机控制方法来说，该方法节能效果好。

技术特征：

1.一种用于轧钢生产中降低直流电机损耗的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的用于轧钢生产中降低直流电机损耗的方法，其特征在于，所述s1中，所述直流电机的功率p与其转速n和转矩t之间的数学关系：p＝t×n÷9550。

3.根据权利要求2所述的用于轧钢生产中降低直流电机损耗的方法，其特征在于，所述s1中，所述转矩t与电流之间的数学关系为：t＝gaf×if×ia，其中，if为励磁电流，ia为电枢电流，gaf为常数。

4.根据权利要求1所述的用于轧钢生产中降低直流电机损耗的方法，其特征在于，所述s2中，所述直流电机控制原理包括：直流电机在基底转速n0以下运行时为恒转矩调速模式，在该模式下，励磁电流if为恒定值且保持最大值，电机的转速n与电枢电压ua成正比。

5.根据权利要求1所述的用于轧钢生产中降低直流电机损耗的方法，其特征在于，所述s2中，所述直流电机控制原理还包括：直流电机运行的转速n大于基底转速n0时为恒电压调速模式，在该模式下，电机的电枢电压ua保持恒定且为最大值，即当直流电机的功率p一定、转速n大于基底转速n0时，转速n与励磁电流if成非线性反比例关系。

6.根据权利要求5所述的用于轧钢生产中降低直流电机损耗的方法，其特征在于，所述s2中还包括，当直流电机运行的转速n增加到2倍基底转速n0时，励磁电流if减半。

7.根据权利要求1所述的用于轧钢生产中降低直流电机损耗的方法，其特征在于，所述s3中，所述直流电机损耗q的计算公式为：q＝if2r1+ia2r2，其中，r1为励磁回路电阻，r2为权利要求书电枢回路电阻。

技术总结本发明属于电机控制的技术领域，具体涉及一种用于轧钢生产中降低直流电机损耗的方法。所述方法包括：根据直流电机的功率P与其转速n和转矩T之间的数学关系，以及转矩T与电流之间的数学关系，确定直流电机的功率P与其转速n和电流之间的数学关系，并结合直流电机控制原理，推导出在直流电机的功率P一定的情况下，当转速n大于基底转速n<subgt;0</subgt;时，转速n与励磁电流I<subgt;f</subgt;成非线性反比例关系，最后根据直流电机损耗的计算公式，推导出通过将转速n控制在基底转速n<subgt;0</subgt;以下，可有效降低直流电机损耗。本发明基于现有设备配置，通过局部的优化和调整，使直流电机效率最大化，实现降低电能消耗的目的。技术研发人员：江冰,秦立丽,王凤娟,张振受保护的技术使用者：山东钢铁股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26