2018-03-19
某鋼鐵公司以往風(fēng)機(jī)出力調(diào)整采用風(fēng)門調(diào)節(jié)，用風(fēng)門調(diào)整存在調(diào)整時(shí)間長、管網(wǎng)波動(dòng)較大缺點(diǎn)，而且電能損失很大，特別是低負(fù)荷時(shí)損失更大。同時(shí)異步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流一般達(dá)到電機(jī)額定電流的4～7倍，對電網(wǎng)形成沖擊，凌鋼電網(wǎng)負(fù)載率較高，電網(wǎng)抗沖擊能力相對較弱，而且強(qiáng)大的沖擊轉(zhuǎn)矩嚴(yán)重影響電機(jī)和風(fēng)機(jī)的使用壽命。該煉鐵廠出鐵場除塵采用了偉創(chuàng)生產(chǎn)的高壓變頻裝置，實(shí)現(xiàn)了高壓電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速，取得良好效果。
一、高壓變頻原理
這臺高壓變頻裝置采用的是交-直-交直接高壓（高-高）方式，主電路開關(guān)元件為IGBT。本裝置采用了功率單元串聯(lián)疊波升壓技術(shù),可以用較低電壓的成熟器件實(shí)現(xiàn)高電壓輸出，而且具有很高的可靠性。
1、主電路
主回路主要由隔離變壓器和功率單元組成，隔離變壓器為三相干式整流變壓器，原邊為Y形接法，輸進(jìn)6000V電壓，副邊繞組為15組，延邊三角形接法，功率單元共15個(gè)，每相5個(gè)串聯(lián)，相輸出Y接，中性點(diǎn)懸浮，得到驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的可變頻三相高壓電源。
由于采用多個(gè)功率單元串聯(lián)，得到多個(gè)電壓等級，每個(gè)單元的電壓等級都較低，保證了變頻器的性能。
2、功率單元
功率單元原理見圖2，采用空間矢量正弦波脈寬調(diào)制（PWM）方式，輸出單相脈寬調(diào)制波形。經(jīng)過疊加得到單相正弦波形。
偉創(chuàng)高壓變頻裝置的功率單元具有旁路功能。當(dāng)某個(gè)單元發(fā)生故障而不能繼續(xù)工作時(shí)，該單元及其另外兩相相應(yīng)位置上的單元將自動(dòng)旁路，退出運(yùn)行，每相由四個(gè)單元工作，變頻器輸出性能不變，使得電機(jī)在某個(gè)單元發(fā)生故障時(shí)依然可以穩(wěn)定運(yùn)行。
三、偉創(chuàng)高壓變頻器在該廠的實(shí)際應(yīng)用情況
1、工況
高爐生產(chǎn)為周期性中斷出鐵，高爐在出鐵時(shí)鐵水溫度可以達(dá)到1000℃，與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量的含氧化鐵的棕紅色煙塵，對空氣造成污染。利用除塵風(fēng)機(jī)對氧化鐵回收，既可以避免污染，又可以二次利用。煉鐵廠出鐵場風(fēng)機(jī)組同時(shí)為兩座高爐出鐵場除塵，工作負(fù)荷經(jīng)常變化，天天調(diào)整負(fù)荷次數(shù)在40次以上，假如直接起動(dòng)，系統(tǒng)電壓將被拉低50-100V。利用變頻器根據(jù)高爐實(shí)際需要對除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速控制，既保證和改善了工藝，又達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。出鐵時(shí)，變頻器高速運(yùn)行，高速定為50Hz（可調(diào)）;不出鐵時(shí)，變頻器低速運(yùn)行，低速定為20Hz（可調(diào)）。不用停機(jī)，保證了高爐生產(chǎn)的連續(xù)性。為高爐安全可靠生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的保證。
2、起動(dòng)過程
采用泰州偉創(chuàng)變頻器調(diào)節(jié)后，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，輸出到電動(dòng)機(jī)的電壓頻率從0Hz逐漸上升至設(shè)定頻率，電壓也隨之逐漸升高，電機(jī)啟動(dòng)電流始終小于額定電流，并且電機(jī)的起動(dòng)時(shí)間可以調(diào)整為5s～1600s，啟動(dòng)時(shí)間相應(yīng)延長，對電網(wǎng)和變壓器無大的沖擊，電網(wǎng)的系統(tǒng)電壓基本不發(fā)生變化，減輕了起動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)矩對電機(jī)機(jī)械損傷，有效地延長了電機(jī)的使用壽命。
3、運(yùn)行調(diào)整
以往，煉鐵廠除塵風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中，根據(jù)所需負(fù)荷的變化，風(fēng)量和風(fēng)壓的調(diào)節(jié)要靠調(diào)整風(fēng)門開度來完成，一次風(fēng)量的改變通常要反復(fù)調(diào)節(jié)多次才能完成。變頻改造后，高壓變頻裝置與PLC通過RS485接口通訊，電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變只要通過微機(jī)設(shè)定即可，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)步了生產(chǎn)效率，風(fēng)量調(diào)節(jié)更平穩(wěn)、精確。
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