隨著我國環境的污染越來越嚴重，能源的日益匱乏，這就需要鋼鐵企業減少能源的消耗，發展低碳、環保的節能生產技術。高壓變頻器采用了變頻調速技術，針對風機電動機的降損與增效有明顯效果，所以久久99國產精品久久99果凍傳媒:不銹鋼管廠采用高壓變頻技術對其節能減排具有十分重要的意義。本文首先探討了高壓變頻器的工作特點，分析了高壓變頻器的具體工作原理，最后闡述了高壓變頻器在煉鋼廠中的具體節能應用，希望給業內人士帶來一定的幫助。
隨著我國(guo)社(she)會經(jing)濟的(de)不斷發展以及(ji)能(neng)(neng)源的(de)日趨匱乏(fa)，人們為了生(sheng)存，逐漸開始重視節(jie)(jie)能(neng)(neng)技術的(de)使用(yong)(yong)。對(dui)于節(jie)(jie)能(neng)(neng)技術的(de)使用(yong)(yong)，怎么樣實現低能(neng)(neng)耗與高效率的(de)完美結合是一個永久的(de)話題，同(tong)時也是解決當(dang)前能(neng)(neng)源危(wei)機的(de)唯一途(tu)徑。針對(dui)不銹鋼管廠(chang)而言，節(jie)(jie)約能(neng)(neng)源是重點工作之一，在電氣的(de)節(jie)(jie)能(neng)(neng)當(dang)中，變頻(pin)器(qi)是關鍵設備之一。因為鋼鐵企(qi)業負載當(dang)中具備眾多的(de)風機以及(ji)水泵，它們在工作當(dang)中常常需要(yao)速度變化，高壓變頻(pin)器(qi)的(de)使用(yong)(yong)很好(hao)的(de)符合了該特(te)征，滿足(zu)了鋼鐵企(qi)業對(dui)于高壓大容(rong)量(liang)電機的(de)節(jie)(jie)能(neng)(neng)要(yao)求。
1. 高(gao)壓(ya)變頻器(qi)工作特點
a. 波形完美
高壓(ya)變頻器輸入(ru)的諧波(bo)(bo)符(fu)合我(wo)國的規定，它(ta)對諧波(bo)(bo)進(jin)行(xing)抑制(zhi)的重(zhong)要方式就是(shi)設計多重(zhong)化(hua)的輸入(ru)變壓(ya)器，然后形(xing)成多脈沖整(zheng)流。從理論方面來說，針(zhen)對36脈沖整(zheng)流而(er)言(yan)，其中35次及其以(yi)下的諧波(bo)(bo)可(ke)(ke)以(yi)進(jin)行(xing)自動抵消。比如(ru)，某單位變壓(ya)器當中二次繞組包含(han)18個，使用三角形(xing)連(lian)接方式開展連(lian)接，可(ke)(ke)以(yi)得(de)到6個不相同的相位組，電角度差10度，二極管整(zheng)流線路總共可(ke)(ke)以(yi)形(xing)成36脈波(bo)(bo)，對于(yu)當中的諧波(bo)(bo)開展檢測，其畸(ji)變率遠(yuan)遠(yuan)低于(yu)要求(qiu)的標(biao)準，在沒有(you)使用濾波(bo)(bo)器的條件下，其THD是(shi)2%。
b. 具有較高的輸(shu)入功率(lv)因(yin)數
干擾(rao)變(bian)頻器(qi)輸入功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)因(yin)(yin)素的(de)(de)關(guan)鍵是(shi)其中(zhong)間(jian)的(de)(de)直(zhi)(zhi)流(liu)環節(jie)，針對電(dian)(dian)(dian)壓源(yuan)型(xing)(xing)而言(yan)，其中(zhong)間(jian)的(de)(de)直(zhi)(zhi)流(liu)環節(jie)是(shi)電(dian)(dian)(dian)容，電(dian)(dian)(dian)容會給電(dian)(dian)(dian)機(ji)帶來無功(gong)(gong)(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)，跟(gen)電(dian)(dian)(dian)網(wang)之間(jian)是(shi)沒有無功(gong)(gong)(gong)(gong)交(jiao)換(huan)的(de)(de)，可(ke)以確保比(bi)(bi)較高(gao)的(de)(de)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)因(yin)(yin)數；針對電(dian)(dian)(dian)流(liu)源(yuan)型(xing)(xing)而言(yan)，它需要電(dian)(dian)(dian)網(wang)跟(gen)電(dian)(dian)(dian)機(ji)之間(jian)進行無功(gong)(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)的(de)(de)交(jiao)換(huan)，高(gao)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)因(yin)(yin)素很(hen)難被保障，而且如(ru)果電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)負荷減少的(de)(de)時候，功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)因(yin)(yin)素也會隨(sui)之減少。在高(gao)壓變(bian)頻器(qi)的(de)(de)中(zhong)間(jian)流(liu)程中(zhong)，使用的(de)(de)是(shi)電(dian)(dian)(dian)壓源(yuan)型(xing)(xing)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)容，所以，輸入功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)因(yin)(yin)數是(shi)比(bi)(bi)較高(gao)的(de)(de)。
c. 單元旁路(lu)功能
在高壓(ya)(ya)(ya)變頻(pin)器(qi)當(dang)中(zhong)，假如有一(yi)個單(dan)元出(chu)現(xian)故障，與該單(dan)元對應的(de)相將不(bu)會有電(dian)壓(ya)(ya)(ya)輸出(chu)，使得(de)電(dian)機缺相工(gong)作，該種情況是(shi)絕(jue)對不(bu)允許出(chu)現(xian)的(de)。所以(yi)，可(ke)以(yi)在高壓(ya)(ya)(ya)變頻(pin)器(qi)中(zhong)加(jia)入單(dan)元旁路(lu)功(gong)能，它的(de)工(gong)作原(yuan)理是(shi)如果某單(dan)元產(chan)生(sheng)故障之后，該單(dan)元會讓相對應的(de)旁路(lu)接(jie)觸器(qi)作為(wei)旁路(lu)導通，自身不(bu)參加(jia)工(gong)作，變頻(pin)器(qi)還(huan)(huan)可(ke)以(yi)正常運行。旁路(lu)時間(jian)在250ms以(yi)內，從物理層(ceng)面而言，這一(yi)時間(jian)段完全(quan)可(ke)以(yi)把(ba)故障單(dan)元旁路(lu)掉。與此(ci)同時，高壓(ya)(ya)(ya)變頻(pin)器(qi)當(dang)中(zhong)還(huan)(huan)運用(yong)了(le)中(zhong)性點漂移技術，可(ke)以(yi)確保(bao)三相線電(dian)壓(ya)(ya)(ya)的(de)平衡。
d. 中性點(dian)漂移
高壓(ya)(ya)(ya)變頻(pin)器的(de)(de)(de)單(dan)元(yuan)(yuan)旁(pang)(pang)路(lu)功能可(ke)以確保變頻(pin)器的(de)(de)(de)正常工作，然而(er)在故障單(dan)元(yuan)(yuan)被旁(pang)(pang)路(lu)以后，相對(dui)(dui)應的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)容量將會(hui)降(jiang)(jiang)低(di)，使得變頻(pin)器可(ke)以達到的(de)(de)(de)最大速度在一定程度上被降(jiang)(jiang)低(di)。所(suo)以，應該(gai)對(dui)(dui)電(dian)(dian)機的(de)(de)(de)有效電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)進(jin)行更好地控制。變頻(pin)器在沒有單(dan)元(yuan)(yuan)故障的(de)(de)(de)前提(ti)下，可(ke)以給(gei)電(dian)(dian)機帶(dai)來100%的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)；如果某單(dan)元(yuan)(yuan)被旁(pang)(pang)路(lu)，那么(me)輸出的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)就(jiu)不會(hui)再平衡，所(suo)以，考慮到單(dan)元(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)星形點是不斷變化的(de)(de)(de)，與此同時，這些(xie)星形點沒有跟電(dian)(dian)機的(de)(de)(de)中性點相連(lian)接，能夠對(dui)(dui)單(dan)元(yuan)(yuan)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)相位角開(kai)展調(diao)整，進(jin)而(er)獲得平衡電(dian)(dian)機電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，該(gai)種方式相當于(yu)在單(dan)元(yuan)(yuan)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)指令矢量當中增加零序(xu)分(fen)量，被稱之為(wei)中性點漂移。
2. 基(ji)本原理
a. 功率模塊結(jie)構
功率模塊(kuai)是基本的交(jiao)(jiao)一(yi)(yi)直一(yi)(yi)交(jiao)(jiao)單相(xiang)(xiang)逆變電路，整流(liu)側(ce)是二(er)極(ji)管三(san)相(xiang)(xiang)全(quan)橋(qiao)，通(tong)過針對(dui)IGBT逆變橋(qiao)開展正弦PWM控制，可以獲得單相(xiang)(xiang)交(jiao)(jiao)流(liu)輸出。每一(yi)(yi)個功率模塊(kuai)構成和電氣(qi)性能(neng)是完全(quan)相(xiang)(xiang)同的，能(neng)夠進(jin)行互換。
輸入側是由(you)移(yi)(yi)向(xiang)變(bian)壓器(qi)對每一個功(gong)率(lv)(lv)模塊進行供(gong)電(dian)，移(yi)(yi)向(xiang)變(bian)壓器(qi)的(de)副邊繞組(zu)能(neng)(neng)夠分成三組(zu)，結合模塊串聯級(ji)數(shu)以及電(dian)壓等級(ji)，通常由(you)24、30、42、48脈沖系列等組(zu)成多級(ji)相(xiang)互疊加(jia)的(de)整流(liu)方法，能(neng)(neng)夠在很大程(cheng)度上改進網側的(de)電(dian)流(liu)波(bo)形，使其(qi)負載條(tiao)件下的(de)網側功(gong)率(lv)(lv)因(yin)素(su)靠近1，不需要(yao)任(ren)何諧(xie)波(bo)抑制裝置以及功(gong)率(lv)(lv)因(yin)數(shu)補償。因(yin)為(wei)變(bian)壓器(qi)副邊繞組(zu)的(de)獨特性，使得每個功(gong)率(lv)(lv)單(dan)元的(de)主回路保持(chi)獨立(li)，類似于(yu)常規低壓變(bian)頻器(qi)，方便采取(qu)當前的(de)最新技術。
輸(shu)出側(ce)每(mei)一(yi)個單元(yuan)的(de)(de)U、V輸(shu)出端子互相串接(jie)而構成星(xing)形(xing)接(jie)法給電(dian)機(ji)(ji)供電(dian)，利用對(dui)每(mei)一(yi)個單元(yuan)的(de)(de)PWM波形(xing)開展(zhan)重(zhong)組，可以(yi)(yi)得到結(jie)題(ti)正弦(xian)PWM波形(xing)。該種波形(xing)的(de)(de)正弦(xian)度剛剛好(hao)，dv/dt比(bi)較小，對(dui)于電(dian)機(ji)(ji)以(yi)(yi)及(ji)(ji)電(dian)纜(lan)的(de)(de)絕(jue)緣(yuan)沒(mei)有損壞，不(bu)需要輸(shu)出過濾波器，就能夠(gou)增加輸(shu)出電(dian)纜(lan)的(de)(de)長度，可以(yi)(yi)直(zhi)接(jie)用在普通電(dian)機(ji)(ji)上。與此同時(shi)，電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)諧波損耗大大降低，消除(chu)負載機(ji)(ji)葉片以(yi)(yi)及(ji)(ji)軸承的(de)(de)振動。
如(ru)果(guo)某一個功率模塊產(chan)生故障的(de)時候，利用(yong)控制使(shi)得輸(shu)出端子短路，可以把(ba)該單元旁路退(tui)出系統，變頻(pin)器就可以降額運行，這(zhe)樣一來可以防止許多場(chang)合之下的(de)停機造(zao)成的(de)損失。
b. 控制器
控(kong)制器是(shi)由人機操作(zuo)界(jie)(jie)(jie)面、PLC以(yi)及高速(su)單片處(chu)理器所構成的(de)(de)(de)(de)(de)。其(qi)中(zhong)人機操作(zuo)界(jie)(jie)(jie)面具(ju)備三種配置：嵌(qian)入式工控(kong)機界(jie)(jie)(jie)面、標準操作(zuo)界(jie)(jie)(jie)面、工控(kong)PC機界(jie)(jie)(jie)面，用(yong)(yong)(yong)(yong)戶可以(yi)結合需求開(kai)展選取。單片機進(jin)(jin)行(xing)PWM的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制。人機操作(zuo)界(jie)(jie)(jie)面能(neng)夠(gou)(gou)解決(jue)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶現場與(yu)高壓變(bian)頻調速(su)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)接口問(wen)題，實現友好的(de)(de)(de)(de)(de)全中(zhong)文監控(kong)界(jie)(jie)(jie)面，運用(yong)(yong)(yong)(yong)起來十分(fen)便捷，同時能(neng)夠(gou)(gou)進(jin)(jin)行(xing)網絡化控(kong)制以(yi)及遠程監控(kong)。內(nei)置PLC是(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)在柜體內(nei)開(kai)關信號的(de)(de)(de)(de)(de)邏輯處(chu)理，能(neng)夠(gou)(gou)跟用(yong)(yong)(yong)(yong)戶進(jin)(jin)行(xing)靈活的(de)(de)(de)(de)(de)現場接口，滿足用(yong)(yong)(yong)(yong)戶的(de)(de)(de)(de)(de)需求。
控制(zhi)(zhi)器跟(gen)功(gong)率(lv)單(dan)元之(zhi)間(jian)使用的(de)是光纖通(tong)信技術，高壓部分(fen)與(yu)低壓部分(fen)可(ke)(ke)以進行(xing)可(ke)(ke)靠徹底的(de)隔離，系統具備非常好的(de)安全性(xing)能(neng)(neng)，同時具備優質(zhi)的(de)抗電(dian)磁干擾(rao)性(xing)能(neng)(neng)，在(zai)很大程(cheng)度(du)上提升可(ke)(ke)靠性(xing)。此外，在(zai)控制(zhi)(zhi)電(dian)源掉電(dian)的(de)時候，控制(zhi)(zhi)器可(ke)(ke)以通(tong)過(guo)配置的(de)UPS繼續供(gong)電(dian)，使得變頻器能(neng)(neng)夠(gou)持續運行(xing)。
3. 高(gao)壓變(bian)頻器在不銹鋼管(guan)廠中的實際應用
在(zai)(zai)不銹鋼管(guan)廠當(dang)中(zhong)，經(jing)過(guo)電(dian)(dian)(dian)爐(lu)煉(lian)(lian)鋼的(de)(de)(de)主要材料(liao)就是(shi)一些鐵(tie)合金、渣料(liao)以(yi)(yi)及廢鋼等(deng)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)爐(lu)冶(ye)煉(lian)(lian)、加料(liao)以(yi)(yi)及出鋼等(deng)過(guo)程當(dang)中(zhong)會帶來一些污染。特別是(shi)在(zai)(zai)冶(ye)煉(lian)(lian)的(de)(de)(de)氧化期間(jian)，會產(chan)生(sheng)眾多的(de)(de)(de)氧氣，含有非常大濃(nong)度的(de)(de)(de)煙塵，煙氣的(de)(de)(de)溫度也(ye)是(shi)最(zui)高的(de)(de)(de)。所(suo)以(yi)(yi)，在(zai)(zai)設計電(dian)(dian)(dian)爐(lu)除塵系(xi)統的(de)(de)(de)時候，一般都(dou)是(shi)結合這短時間(jian)的(de)(de)(de)最(zui)大排煙量(liang)來確定的(de)(de)(de)。在(zai)(zai)全(quan)部的(de)(de)(de)煉(lian)(lian)鋼過(guo)程當(dang)中(zhong)，吹氧期占據比(bi)較大的(de)(de)(de)比(bi)例，在(zai)(zai)該段時間(jian)當(dang)中(zhong)，風(feng)機(ji)處(chu)在(zai)(zai)高負荷運行當(dang)中(zhong)，相比(bi)較來說，其他時段的(de)(de)(de)風(feng)機(ji)處(chu)在(zai)(zai)低(di)工況運行中(zhong)。
在浙江(jiang)不(bu)(bu)銹鋼管廠電(dian)爐除塵(chen)系(xi)統改造過程當中，系(xi)統的(de)(de)(de)重要(yao)參(can)數包含：選取的(de)(de)(de)除塵(chen)風機(ji)電(dian)機(ji)的(de)(de)(de)型號(hao)是YKK800-8，它的(de)(de)(de)額(e)定(ding)(ding)電(dian)壓是10000V，額(e)定(ding)(ding)電(dian)流是127A，額(e)定(ding)(ding)轉(zhuan)速是747r/min，額(e)定(ding)(ding)功率是1800kW。結(jie)合電(dian)爐煉鋼的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)時段設置(zhi)三種不(bu)(bu)同(tong)頻(pin)(pin)(pin)率，把煉鋼階段的(de)(de)(de)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸到高(gao)壓變(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)，在高(gao)壓變(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)接收信(xin)號(hao)之后(hou)，結(jie)合不(bu)(bu)同(tong)時期(qi)的(de)(de)(de)要(yao)求進行頻(pin)(pin)(pin)率的(de)(de)(de)調整，不(bu)(bu)但可(ke)以確保除塵(chen)的(de)(de)(de)效(xiao)果，而且熱量(liang)也不(bu)(bu)會(hui)被帶走。
綜上(shang)所述(shu)，本(ben)文對高壓(ya)變(bian)頻器(qi)的(de)(de)具(ju)體特征、工作原(yuan)理(li)以(yi)(yi)及在不銹鋼(gang)管廠中的(de)(de)節(jie)能應用開展了探討。在本(ben)文中可(ke)以(yi)(yi)看到，高壓(ya)變(bian)頻器(qi)的(de)(de)使用可(ke)以(yi)(yi)實現比較(jiao)好的(de)(de)節(jie)能作用，在系統(tong)改造之(zhi)后可(ke)以(yi)(yi)給(gei)不銹鋼(gang)管廠節(jie)省眾多的(de)(de)能源投(tou)入(ru)，減少了煉鋼(gang)的(de)(de)成本(ben)。
