转子线圈加热

　　根据现阶段转子加热直流电源采用直流发电机输出直流进行加热，直流发电机存在如下缺点：

　　1、工作效率低，理论上托动机的工作效率小于86％，直流发电机的效率小于87％，实际工作效率小于74.8％；

　　2、功率因数低小于0.87；

　　3、输出调节为手动调节，控制精度低；

　　4、由原动机和直流发电机组成，运行过程中噪音大，元件磨损严重，维护复杂。

　　针对以上存在的问题我公司采用以下几点进行解决：

　　1、用高频直流电源取代直流发电机组进行加热，工作效率在

　　93％以上，功率因数为0.95以上。

　　2、具有温度检测和自动控制系统；

　　3、具有反相退磁功能；

　　4、具有自动和手动控制两种控制方式。

　　一、设备构成

　　电机转子加热设备由智能控制系统和高频电源组成。电机转子加热高频电源智能装置是一种电机转子线圈加热定型的控温装置，本套装置是我公司根据转子线圈加热定型装置的现有情况自主研发、设计的一套智能装置，主要完成对转子线圈加热定型过程中的自动控制，对发生的故障、运行等数据进行采集、管理，运行过程中的各种数据进行实时监控、控制，提供故障显示，协助技术人员进行设备的管理和维护。

　　二、主要技术参数

　　输入电压：AC380V 50Hz

　　控温范围：任意温度均可控

　　升温速率：可根据用户需要设置

　　设备容量：100KVA

　　输出电压：DC 0-100V可调

　　输出电流：0-1000A

　　电源效率：≥93%

　　三、系统功能及特点

　　（一）加热电源

　　加热电源选用高频开关电源,高频开关电源已成为电源应用的一种新趋势。

　　1、产品具有以下优点：

　　1）功耗小，效率高,节省设备安装空间。

　　2）体积小，重量轻。

　　3）稳压范围宽。

　　4）电路形式灵活多样，能满足不同应用场合的开关稳压电源。

　　5）功率因数达到0.95以上，无需补偿装置。

　　2、产品具有以下特点：

　　1)主要转换元件选用英飞凌系列的IGBT，使电源的性能稳定，质量更加可靠。

　　2）电源设计采用模块化结构。

　　3）具有过压、过流、超温、短路、缺相等自动保护报警功能和软启动功能，并加装时间控制和计算机接口。

　　4）采用风冷式设计，安装方便。并配有远控装置，操作简单。可以带负载开关机，减少调节的繁琐程序。

　　5）体积小、重量轻。

　　6）高效、节能，工作效率达到93%以上，任意电压、电流比始终成线性匹配。节能效果显著，大大的减轻了成本。

　　7）较高的功率因数。

　　（二）控制系统

　　1、控制系统组成

　　采用西门子工业级触摸屏、高可靠的PLC、数字显示仪表等先进设备组成的控制系统，软件采用我厂开发的先进可靠的控制系统组态软件，保证了系统的可靠性。

　　2、主要元器件：

　　工业级触摸屏、PLC、温度传感器、信号隔离器和各种电气元器件等。

　　3、主要显示

　　输入和输出电流、电压显示

　　温度显示

　　各设备状态显示等

　　4、系统设计原则

　　根据控制系统设计规范，其设计原则为：

　　1）模块化。各系统自上而下逐层分解，直至完成所要求的功能，并在设计中尽量减少模块间模拟量信号，由通信来完成数据传递。

　　2）实时性。自动地监视及控制各点数据，在出现异常及故障时迅速报警。

　　3）可维护性。采用模块化设计以方便维护。

　　4）实用性和可扩展性。

　　5、系统功能

　　1）具有自动、手动功能。

　　2）具有两套独立的操作系统，即使触摸屏不工作，也可以在操作台或控制柜上实现所有的自动调节功能。

　　2）具有齐全的显示功能。

　　3）温度控制系统

　　①温度检测元件采用热电阻PT100，测量形式为接触式测量。测量

　　元件精度为A级。

　　②温度检测元件检测温度通过显示仪表进行显示。

　　③PLC根据现场采集温度信号和设定温度信号自动调节加热电压、电流，实现调节稳定，加热均匀。

　　4）退磁控制系统

　　加热装置具有退磁控制功能，退磁功能是在直流输出侧加装输出接触器，通过接触器改变直流输出的极性，实现对转子进行反极性退磁。

　　5）PLC控制系统

　　高可靠性的PLC作为整个试验操作系统的控制中心，负责接受及发送指令。PLC作为主要控制元件，将输入的开关量及模拟量信号经内部程序逻辑处理后，输出相应的控制指令，实现自动控制。所有系统联锁、保护和报警均在PLC内部实现。

　　6）数据采集和处理功能

　　自动实时采集和处理所有的数据。

　　7）自动记录功能

　　能根据工艺要求对工作参数以曲线形式进行自动记录并保存。

　　8）具有完备的操作、保护及联锁功能。

　　9）具有完备的故障检测、报警和安全保护功能。

　　6、工业触摸屏监控系统特点及功能

　　1）通过触摸的方式可以方便的进行各种操作。

　　2）完成对加热温度的分段设定

　　3）对温度曲线的实时跟踪。

　　4）动态的显示设备的运行状态。

　　5）具有温度、压力等参数的测量及记录功能。

　　6）各种故障全中文报警界面。

　　7、控制功能

　　1）设备满足以下两种工艺流程：

　　工艺一放置转子到滚动架上→安装测温元件→连接电源→启动设备加热转子→调整电流→旋转转子→调整电流→停止加热→拧紧螺杆→二次加热→调整电流→旋转转子→调整电流→保温12小时→停止加热→旋转转子→旋转转子→关闭设备。

　　典型工艺过程描述：

　　通电：将电源电缆连接在转子引线上，要求起始电流以不超过80A为宜。

　　升温：转子通上直流电后按每小时10～15℃的比率（超过每小时25℃时，设备自动跳闸）加热绕组。

　　临时停止加热：当温度达到55℃至65℃时（以先达到温度者为准），临时停止加热，然后把紧螺栓。

　　升温：调整电流，升温速度保持不变，进行第二次热压，每隔60s测量一次温度，并记录这一电流值，每间隔半小时手动旋转转子180°。

　　保温：转子表面最高温度达到120℃时，调整电流保证转子表面最高温度不超过130℃。并保持该温度12个小时。

　　停止加热:转子保温结束后立即关闭加热机组，每间隔半小时手动旋转转子180°.

　　关机：转子表面最高温度下降至60℃以下才能停止旋转，关闭设备，停止温度检测。

　　工艺二

　　放置转子到滚动架上→安装测温元件→连接电源→启动设备加热转子→调整电流→旋转转子→调整电流→停止加热→拧紧螺杆→二次加热→调整电流→旋转转子→停止加热→拧紧螺杆→调整电流→旋转转子→停止加热→旋转转子→关闭设备。

　　典型工艺过程描述：

　　通电：将电源电缆连接在转子引线上，通电转子加热固化时起始电流用50%的额定转子电流来进行加热。

　　升温：每小时10～15℃的比率（不要超过每小时25℃）加热绕组，确保任何感应器上温度都不以每小时30℃的比率上升（跳闸温度）。

　　临时停止加热：在测量温度达到60～70℃时（以先达到温度者为准）停止加热。进行螺栓把紧。

　　升温：然后调整电流，升温速度不变，进行二次热压。

　　临时停止加热：在测量温度达到115℃时（以先达到温度者为准）停止加热。进行螺栓把紧。

　　升/保温：调整电流，升温速度不变，加热温度达到140℃停止加热。

　　关机：然后自然冷却到80℃，停止测温测量。

　　2）设备自带有双根软电缆20米，能够方便与工件连接。

　　3）设备能够满足两种工艺流程，且典型工艺流程中的电流、时间、温度参数均为变量，能够手动设置。

　　4）设备具有根据监测的温度，自动调整电流大小，以满足设备升温、保温需求。

　　5）设备在使用过程中，具有手动暂停和切断电源功能。

　　6）设备自带6个测温检测元件，测温引线长度单根不小于20米。测温元件采用Pt100.测温引线采用3线制。设备工作时6个测温元件互不干扰。即任一个测温元件发生故障时，设备能够正常使用。设备停止加热功能时，温度数据仍能正常显示。

　　7）控制部分采用PLC+触摸屏的数控系统（西门子品牌），实现整个工艺流程自动控制。

　　8）控制系统人机界面语言为中文，操作员通过人机界面能监控设备全部运行过程的状态和参数，通过人机界面可方便地调整、调用控制程序和参数，以及修改和设定操作权限，不同的权限的操作人员只能操作相应权限的界面。

　　9）系统应具有足够存贮空间，具有自动储存及读取操作记录功能，用于贮存不同规格产品工作参数，同时满足再次制造时参数调用、修改、编制功能。

　　10）控制系统应具有超温、超流、可控硅击穿、报警灯、蜂鸣等安全自动保护功能。

　　11）设备使用的变压器和调压器为国内一 流品牌，选择二极管厂家的声誉应不亚于北京新创椿树公司，选择的熔断器厂家声誉不亚于西安龙申，主要的电气元器件为施耐德品牌，其它电线电缆配件选择厂家应于以上要求企业匹配。

　　12）设备在整体设计时，应充分考虑散热要求，满足设备连续工作要求。

　　13）设备（包括控制系统）技术设计完成后由供应商组织双方专业技术人员进行技术评审，评审通过后才允许施工生产。

　　14）工作噪声：≤80分贝。