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，所以香蕉視頻app下載蘋果版: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(sui)著(zhu)我國社會經濟的(de)(de)不斷發展以(yi)及能(neng)源的(de)(de)日趨匱乏(fa)，人(ren)們為了生存，逐漸開始重視節(jie)能(neng)技術的(de)(de)使(shi)用(yong)。對(dui)(dui)于(yu)(yu)節(jie)能(neng)技術的(de)(de)使(shi)用(yong)，怎么樣實(shi)現低能(neng)耗與高效率(lv)的(de)(de)完美(mei)結合(he)是(shi)一(yi)(yi)個永久的(de)(de)話題，同(tong)時(shi)也是(shi)解決當(dang)(dang)前能(neng)源危機的(de)(de)唯一(yi)(yi)途徑(jing)。針對(dui)(dui)不銹鋼管廠(chang)而言，節(jie)約能(neng)源是(shi)重點工作之(zhi)一(yi)(yi)，在電氣(qi)的(de)(de)節(jie)能(neng)當(dang)(dang)中，變(bian)頻器是(shi)關鍵(jian)設備(bei)之(zhi)一(yi)(yi)。因為鋼鐵企業負載當(dang)(dang)中具備(bei)眾多(duo)的(de)(de)風機以(yi)及水(shui)泵，它們在工作當(dang)(dang)中常(chang)常(chang)需要速度變(bian)化，高壓變(bian)頻器的(de)(de)使(shi)用(yong)很好的(de)(de)符合(he)了該特征(zheng)，滿足(zu)了鋼鐵企業對(dui)(dui)于(yu)(yu)高壓大容(rong)量電機的(de)(de)節(jie)能(neng)要求(qiu)。
1. 高壓變頻器工作特點
a. 波形完美(mei)
高壓變(bian)(bian)頻器(qi)(qi)輸(shu)入的諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)符(fu)合我國的規定，它對諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)進行抑制的重要方式(shi)就是設計多(duo)(duo)重化的輸(shu)入變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)，然后形(xing)(xing)成(cheng)多(duo)(duo)脈(mo)沖整(zheng)流(liu)(liu)。從理論(lun)方面來說，針(zhen)對36脈(mo)沖整(zheng)流(liu)(liu)而言，其中35次(ci)及其以(yi)下(xia)的諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)可以(yi)進行自動抵消(xiao)。比如，某單位(wei)(wei)變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)當中二次(ci)繞組(zu)包含18個(ge)，使用三角形(xing)(xing)連接方式(shi)開展連接，可以(yi)得到6個(ge)不相同的相位(wei)(wei)組(zu)，電(dian)角度差10度，二極管整(zheng)流(liu)(liu)線路總共可以(yi)形(xing)(xing)成(cheng)36脈(mo)波(bo)(bo)(bo)，對于(yu)當中的諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)開展檢測，其畸變(bian)(bian)率遠(yuan)遠(yuan)低于(yu)要求的標(biao)準，在沒(mei)有使用濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)的條(tiao)件(jian)下(xia)，其THD是2%。
b. 具有較高的輸入功率因數(shu)
干擾變頻(pin)器(qi)輸入功(gong)(gong)(gong)(gong)率因(yin)素的(de)(de)關鍵是其(qi)中間(jian)的(de)(de)直流(liu)環(huan)(huan)節，針對(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)源(yuan)型(xing)而言，其(qi)中間(jian)的(de)(de)直流(liu)環(huan)(huan)節是電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)，電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)會給電(dian)(dian)(dian)(dian)機帶來無功(gong)(gong)(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，跟(gen)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)之間(jian)是沒有無功(gong)(gong)(gong)(gong)交(jiao)換的(de)(de)，可以確保比較高的(de)(de)功(gong)(gong)(gong)(gong)率因(yin)數；針對(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)源(yuan)型(xing)而言，它需要電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)跟(gen)電(dian)(dian)(dian)(dian)機之間(jian)進行(xing)無功(gong)(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)(gong)率的(de)(de)交(jiao)換，高功(gong)(gong)(gong)(gong)率因(yin)素很難被保障，而且如(ru)果(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)負荷(he)減(jian)少(shao)的(de)(de)時候(hou)，功(gong)(gong)(gong)(gong)率因(yin)素也會隨之減(jian)少(shao)。在高壓(ya)變頻(pin)器(qi)的(de)(de)中間(jian)流(liu)程中，使用的(de)(de)是電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)源(yuan)型(xing)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)，所以，輸入功(gong)(gong)(gong)(gong)率因(yin)數是比較高的(de)(de)。
c. 單元(yuan)旁(pang)路功能
在高壓(ya)(ya)變頻(pin)器當中，假如(ru)有一個單元(yuan)出現(xian)故(gu)障，與(yu)該單元(yuan)對(dui)應的(de)(de)相將不(bu)會有電壓(ya)(ya)輸(shu)出，使(shi)得(de)電機缺相工作(zuo)，該種情(qing)況是(shi)絕對(dui)不(bu)允許(xu)出現(xian)的(de)(de)。所以(yi)(yi)(yi)，可以(yi)(yi)(yi)在高壓(ya)(ya)變頻(pin)器中加入單元(yuan)旁(pang)(pang)路(lu)功(gong)能，它的(de)(de)工作(zuo)原理(li)是(shi)如(ru)果某單元(yuan)產(chan)生故(gu)障之后，該單元(yuan)會讓相對(dui)應的(de)(de)旁(pang)(pang)路(lu)接觸器作(zuo)為旁(pang)(pang)路(lu)導通，自身不(bu)參加工作(zuo)，變頻(pin)器還可以(yi)(yi)(yi)正(zheng)常運行(xing)。旁(pang)(pang)路(lu)時(shi)間在250ms以(yi)(yi)(yi)內，從物理(li)層面而言，這一時(shi)間段完全(quan)可以(yi)(yi)(yi)把(ba)故(gu)障單元(yuan)旁(pang)(pang)路(lu)掉。與(yu)此同(tong)時(shi)，高壓(ya)(ya)變頻(pin)器當中還運用了中性點(dian)漂移技術(shu)，可以(yi)(yi)(yi)確保三(san)相線電壓(ya)(ya)的(de)(de)平衡。
d. 中性點漂移
高(gao)壓(ya)(ya)變(bian)頻(pin)器的(de)單(dan)(dan)元(yuan)旁路(lu)(lu)功(gong)能(neng)可以(yi)(yi)確保變(bian)頻(pin)器的(de)正常工(gong)作(zuo)，然而在故障(zhang)單(dan)(dan)元(yuan)被(bei)(bei)(bei)旁路(lu)(lu)以(yi)(yi)后，相(xiang)(xiang)對(dui)應(ying)的(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)容(rong)量(liang)將會(hui)降低，使得變(bian)頻(pin)器可以(yi)(yi)達到(dao)的(de)最大速度(du)在一定程(cheng)度(du)上(shang)被(bei)(bei)(bei)降低。所(suo)以(yi)(yi)，應(ying)該(gai)對(dui)電(dian)(dian)機的(de)有(you)(you)效電(dian)(dian)壓(ya)(ya)進(jin)行更好(hao)地控制(zhi)。變(bian)頻(pin)器在沒(mei)有(you)(you)單(dan)(dan)元(yuan)故障(zhang)的(de)前提下，可以(yi)(yi)給(gei)電(dian)(dian)機帶(dai)來100%的(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)；如果某單(dan)(dan)元(yuan)被(bei)(bei)(bei)旁路(lu)(lu)，那么輸出(chu)的(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)就不會(hui)再平衡，所(suo)以(yi)(yi)，考慮到(dao)單(dan)(dan)元(yuan)的(de)星(xing)形點是不斷(duan)變(bian)化的(de)，與此(ci)同時，這些星(xing)形點沒(mei)有(you)(you)跟電(dian)(dian)機的(de)中性點相(xiang)(xiang)連接，能(neng)夠對(dui)單(dan)(dan)元(yuan)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)相(xiang)(xiang)位角(jiao)開展調整，進(jin)而獲得平衡電(dian)(dian)機電(dian)(dian)壓(ya)(ya)，該(gai)種方式相(xiang)(xiang)當于在單(dan)(dan)元(yuan)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)指令矢量(liang)當中增(zeng)加零序(xu)分(fen)量(liang)，被(bei)(bei)(bei)稱之(zhi)為中性點漂(piao)移。
2. 基本原(yuan)理(li)
a. 功率模塊結構
功率(lv)模(mo)塊(kuai)是基本(ben)的交一(yi)(yi)直一(yi)(yi)交單(dan)相逆(ni)變(bian)電路(lu)，整流側(ce)是二極(ji)管三相全(quan)橋，通過針(zhen)對IGBT逆(ni)變(bian)橋開展正弦PWM控制，可(ke)以獲得單(dan)相交流輸出。每一(yi)(yi)個功率(lv)模(mo)塊(kuai)構(gou)成和(he)電氣性能(neng)是完全(quan)相同的，能(neng)夠進行(xing)互換。
輸入側是由移向(xiang)變壓器對每一(yi)個功率模(mo)塊(kuai)進行供(gong)電(dian)，移向(xiang)變壓器的副邊(bian)繞(rao)(rao)組能夠分成三組，結合模(mo)塊(kuai)串聯級數以(yi)及電(dian)壓等級，通常由24、30、42、48脈沖系列等組成多(duo)級相互疊加的整(zheng)流方法，能夠在很大(da)程度(du)上(shang)改進網(wang)側的電(dian)流波(bo)形，使其(qi)負載(zai)條件下(xia)的網(wang)側功率因素靠近1，不需要(yao)任何諧波(bo)抑制(zhi)裝置以(yi)及功率因數補償。因為變壓器副邊(bian)繞(rao)(rao)組的獨特性，使得每個功率單元的主回路保持獨立，類似于常規低壓變頻器，方便采取(qu)當(dang)前的最新(xin)技(ji)術。
輸(shu)出側每一個單元的(de)(de)(de)(de)(de)U、V輸(shu)出端(duan)子互相串接而構成星形接法(fa)給電(dian)(dian)機供電(dian)(dian)，利用(yong)對每一個單元的(de)(de)(de)(de)(de)PWM波(bo)形開展重組(zu)，可以(yi)(yi)得到結題正弦(xian)PWM波(bo)形。該(gai)種(zhong)波(bo)形的(de)(de)(de)(de)(de)正弦(xian)度(du)剛剛好，dv/dt比較小，對于電(dian)(dian)機以(yi)(yi)及(ji)電(dian)(dian)纜(lan)的(de)(de)(de)(de)(de)絕緣沒有(you)損壞，不需要輸(shu)出過濾波(bo)器，就(jiu)能夠增加輸(shu)出電(dian)(dian)纜(lan)的(de)(de)(de)(de)(de)長度(du)，可以(yi)(yi)直接用(yong)在普(pu)通(tong)電(dian)(dian)機上。與此同時，電(dian)(dian)機的(de)(de)(de)(de)(de)諧(xie)波(bo)損耗大大降(jiang)低，消除負載機葉片以(yi)(yi)及(ji)軸承的(de)(de)(de)(de)(de)振動(dong)。
如果某一個功率模塊產生(sheng)故障的(de)時候(hou)，利用控制使得輸出端子短(duan)路，可以把該單元(yuan)旁路退出系統，變頻器就可以降(jiang)額運行，這樣一來可以防(fang)止許多場(chang)合之下的(de)停(ting)機造成的(de)損失。
b. 控制器(qi)
控(kong)制器是由(you)人(ren)機操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)界面(mian)(mian)(mian)、PLC以(yi)(yi)及高速單片處理(li)器所構成的。其(qi)中人(ren)機操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)界面(mian)(mian)(mian)具備三(san)種配置(zhi)：嵌入式工(gong)控(kong)機界面(mian)(mian)(mian)、標準操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)界面(mian)(mian)(mian)、工(gong)控(kong)PC機界面(mian)(mian)(mian)，用(yong)戶(hu)可以(yi)(yi)結合需(xu)求開展選取。單片機進(jin)(jin)行PWM的控(kong)制。人(ren)機操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)界面(mian)(mian)(mian)能夠(gou)解決用(yong)戶(hu)現(xian)(xian)場(chang)與高壓變頻調速系(xi)統的接口(kou)問題，實現(xian)(xian)友好的全中文監(jian)控(kong)界面(mian)(mian)(mian)，運(yun)用(yong)起來十(shi)分便捷，同時能夠(gou)進(jin)(jin)行網絡化(hua)控(kong)制以(yi)(yi)及遠(yuan)程監(jian)控(kong)。內置(zhi)PLC是用(yong)在(zai)柜體內開關信號的邏輯處理(li)，能夠(gou)跟用(yong)戶(hu)進(jin)(jin)行靈活的現(xian)(xian)場(chang)接口(kou)，滿足(zu)用(yong)戶(hu)的需(xu)求。
控制器跟功率單元(yuan)之間使用的是光纖通信技(ji)術，高壓部(bu)(bu)分與低壓部(bu)(bu)分可以進(jin)行可靠徹底的隔離，系(xi)統具備(bei)非常好的安全性能，同時具備(bei)優(you)質的抗電(dian)磁(ci)干擾性能，在很大程(cheng)度上提升可靠性。此外，在控制電(dian)源掉電(dian)的時候，控制器可以通過配(pei)置的UPS繼續供電(dian)，使得變(bian)頻器能夠持續運(yun)行。
3. 高壓變頻器(qi)在不銹(xiu)鋼管(guan)廠中(zhong)的實際應用
在不銹鋼(gang)管廠(chang)當(dang)中，經(jing)過電(dian)爐煉鋼(gang)的(de)(de)(de)主要材料(liao)就是一些鐵(tie)合金、渣料(liao)以及(ji)廢鋼(gang)等，在電(dian)爐冶(ye)煉、加(jia)料(liao)以及(ji)出(chu)鋼(gang)等過程當(dang)中會(hui)帶來(lai)(lai)一些污染。特(te)別是在冶(ye)煉的(de)(de)(de)氧化期間(jian)，會(hui)產生眾多的(de)(de)(de)氧氣(qi)，含(han)有非常大(da)濃度(du)(du)的(de)(de)(de)煙(yan)(yan)塵，煙(yan)(yan)氣(qi)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)也是最高(gao)的(de)(de)(de)。所以，在設(she)計電(dian)爐除(chu)塵系(xi)統的(de)(de)(de)時(shi)(shi)候，一般都(dou)是結合這(zhe)短時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)最大(da)排煙(yan)(yan)量來(lai)(lai)確定的(de)(de)(de)。在全部(bu)的(de)(de)(de)煉鋼(gang)過程當(dang)中，吹氧期占據比較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)比例，在該段(duan)時(shi)(shi)間(jian)當(dang)中，風機處(chu)在高(gao)負荷運(yun)行當(dang)中，相比較(jiao)(jiao)來(lai)(lai)說(shuo)，其他時(shi)(shi)段(duan)的(de)(de)(de)風機處(chu)在低(di)工況運(yun)行中。
在浙江不(bu)銹鋼管廠(chang)電爐(lu)除塵系(xi)統改(gai)造過程當中，系(xi)統的重(zhong)要參數包含(han)：選取(qu)的除塵風(feng)機電機的型(xing)號是(shi)YKK800-8，它的額定(ding)電壓(ya)是(shi)10000V，額定(ding)電流是(shi)127A，額定(ding)轉速是(shi)747r/min，額定(ding)功(gong)率(lv)是(shi)1800kW。結合電爐(lu)煉鋼的不(bu)同時段設置三種(zhong)不(bu)同頻率(lv)，把煉鋼階(jie)段的信號傳輸到(dao)高壓(ya)變(bian)頻器，在高壓(ya)變(bian)頻器接(jie)收信號之后(hou)，結合不(bu)同時期的要求進(jin)行頻率(lv)的調(diao)整(zheng)，不(bu)但可(ke)以確保除塵的效(xiao)果，而且熱(re)量也(ye)不(bu)會(hui)被(bei)帶走。
綜上(shang)所述，本(ben)(ben)文(wen)(wen)對高壓(ya)變(bian)(bian)頻器的(de)(de)(de)(de)具體特(te)征、工作(zuo)原理以及在不銹(xiu)鋼管廠中(zhong)的(de)(de)(de)(de)節能(neng)應用開展了探討(tao)。在本(ben)(ben)文(wen)(wen)中(zhong)可(ke)以看到，高壓(ya)變(bian)(bian)頻器的(de)(de)(de)(de)使(shi)用可(ke)以實(shi)現比較好的(de)(de)(de)(de)節能(neng)作(zuo)用，在系統改(gai)造(zao)之(zhi)后(hou)可(ke)以給不銹(xiu)鋼管廠節省眾多(duo)的(de)(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)投入，減少了煉鋼的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)(ben)。
