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)著我國社會經濟的(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展以(yi)及能源(yuan)的(de)(de)(de)日趨匱乏，人們為(wei)了(le)生(sheng)存，逐漸開始重視節能技術的(de)(de)(de)使(shi)用。對于(yu)節能技術的(de)(de)(de)使(shi)用，怎么樣實現低能耗與高(gao)(gao)效(xiao)率的(de)(de)(de)完美結合是(shi)一(yi)個(ge)永(yong)久的(de)(de)(de)話題，同時也是(shi)解決當(dang)(dang)前能源(yuan)危(wei)機的(de)(de)(de)唯一(yi)途徑(jing)。針對不(bu)銹鋼(gang)管廠(chang)而言，節約能源(yuan)是(shi)重點(dian)工作(zuo)之(zhi)一(yi)，在電(dian)氣的(de)(de)(de)節能當(dang)(dang)中，變(bian)頻器(qi)是(shi)關(guan)鍵(jian)設(she)備(bei)之(zhi)一(yi)。因為(wei)鋼(gang)鐵(tie)企業負載當(dang)(dang)中具(ju)備(bei)眾多的(de)(de)(de)風機以(yi)及水(shui)泵，它(ta)們在工作(zuo)當(dang)(dang)中常常需要(yao)速度變(bian)化，高(gao)(gao)壓變(bian)頻器(qi)的(de)(de)(de)使(shi)用很好(hao)的(de)(de)(de)符(fu)合了(le)該特征(zheng)，滿(man)足了(le)鋼(gang)鐵(tie)企業對于(yu)高(gao)(gao)壓大容量電(dian)機的(de)(de)(de)節能要(yao)求。
1. 高(gao)壓變頻器(qi)工作特點
a. 波(bo)形完美(mei)
高壓(ya)(ya)變(bian)(bian)頻(pin)器(qi)(qi)輸入的(de)(de)諧(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)符(fu)合我國的(de)(de)規定，它對諧(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)進(jin)行抑制的(de)(de)重(zhong)要方(fang)式(shi)就是設計多重(zhong)化的(de)(de)輸入變(bian)(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)，然后形成多脈沖(chong)整流(liu)。從理論(lun)方(fang)面來說，針對36脈沖(chong)整流(liu)而言，其(qi)中(zhong)35次(ci)及其(qi)以(yi)下的(de)(de)諧(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)可(ke)以(yi)進(jin)行自動抵(di)消。比(bi)如，某單位(wei)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)當中(zhong)二次(ci)繞組(zu)包含(han)18個，使(shi)(shi)用(yong)三(san)角形連(lian)接方(fang)式(shi)開展(zhan)連(lian)接，可(ke)以(yi)得到6個不(bu)相(xiang)同(tong)的(de)(de)相(xiang)位(wei)組(zu)，電角度差10度，二極管(guan)整流(liu)線路總共(gong)可(ke)以(yi)形成36脈波(bo)(bo)，對于(yu)當中(zhong)的(de)(de)諧(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)開展(zhan)檢測(ce)，其(qi)畸(ji)變(bian)(bian)率(lv)遠遠低(di)于(yu)要求(qiu)的(de)(de)標(biao)準，在(zai)沒有使(shi)(shi)用(yong)濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)(qi)的(de)(de)條件下，其(qi)THD是2%。
b. 具有較(jiao)高(gao)的(de)輸入功率因數(shu)
干擾(rao)變頻(pin)器輸(shu)入功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)因(yin)素(su)的(de)(de)(de)關鍵是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)其中(zhong)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)直流(liu)(liu)環節，針(zhen)對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)源型(xing)而(er)言，其中(zhong)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)直流(liu)(liu)環節是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容會(hui)給電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)帶來無(wu)功(gong)(gong)(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)，跟電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)沒有(you)無(wu)功(gong)(gong)(gong)(gong)交(jiao)換(huan)的(de)(de)(de)，可以確(que)保比較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)因(yin)數；針(zhen)對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)源型(xing)而(er)言，它需要(yao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網跟電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)進行(xing)無(wu)功(gong)(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)交(jiao)換(huan)，高(gao)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)因(yin)素(su)很難被(bei)保障，而(er)且如果電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)負荷減少的(de)(de)(de)時(shi)候(hou)，功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)因(yin)素(su)也會(hui)隨(sui)之(zhi)(zhi)減少。在高(gao)壓(ya)變頻(pin)器的(de)(de)(de)中(zhong)間(jian)(jian)流(liu)(liu)程中(zhong)，使用的(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)源型(xing)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容，所以，輸(shu)入功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)因(yin)數是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)比較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)。
c. 單元旁路功能
在(zai)高壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)(qi)當中，假如(ru)有一個單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)出(chu)現故(gu)障，與(yu)該單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)對應(ying)的(de)相(xiang)將不(bu)會有電(dian)壓(ya)輸出(chu)，使得電(dian)機(ji)缺相(xiang)工作，該種情況是絕(jue)對不(bu)允許(xu)出(chu)現的(de)。所以(yi)(yi)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)在(zai)高壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)(qi)中加入單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)旁路(lu)功能，它(ta)的(de)工作原(yuan)理(li)(li)是如(ru)果某單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)產生故(gu)障之后，該單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)會讓相(xiang)對應(ying)的(de)旁路(lu)接觸(chu)器(qi)(qi)(qi)作為(wei)旁路(lu)導通(tong)，自(zi)身不(bu)參加工作，變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)(qi)還可(ke)(ke)以(yi)(yi)正常運行。旁路(lu)時間在(zai)250ms以(yi)(yi)內，從物(wu)理(li)(li)層面而(er)言，這(zhe)一時間段(duan)完全可(ke)(ke)以(yi)(yi)把故(gu)障單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)旁路(lu)掉。與(yu)此(ci)同時，高壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)(qi)當中還運用了中性點漂移(yi)技術(shu)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)確保三相(xiang)線電(dian)壓(ya)的(de)平衡。
d. 中性點漂移
高壓(ya)變(bian)頻(pin)(pin)器的(de)(de)單(dan)元(yuan)旁(pang)路(lu)功能(neng)可以(yi)確(que)保(bao)變(bian)頻(pin)(pin)器的(de)(de)正常工作，然而在(zai)(zai)故障(zhang)單(dan)元(yuan)被(bei)旁(pang)路(lu)以(yi)后，相對應的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)容量(liang)將會降低(di)，使得(de)變(bian)頻(pin)(pin)器可以(yi)達到的(de)(de)最大(da)速度在(zai)(zai)一定(ding)程度上被(bei)降低(di)。所以(yi)，應該對電(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)有(you)效電(dian)(dian)(dian)壓(ya)進(jin)行更好(hao)地控制(zhi)。變(bian)頻(pin)(pin)器在(zai)(zai)沒有(you)單(dan)元(yuan)故障(zhang)的(de)(de)前提下(xia)，可以(yi)給電(dian)(dian)(dian)機帶來100%的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)；如果(guo)某單(dan)元(yuan)被(bei)旁(pang)路(lu)，那么(me)輸出的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)就不會再(zai)平衡(heng)，所以(yi)，考慮到單(dan)元(yuan)的(de)(de)星形點(dian)(dian)是不斷變(bian)化的(de)(de)，與此同時(shi)，這些星形點(dian)(dian)沒有(you)跟電(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)中(zhong)性(xing)點(dian)(dian)相連(lian)接(jie)，能(neng)夠對單(dan)元(yuan)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)相位角開展調整，進(jin)而獲得(de)平衡(heng)電(dian)(dian)(dian)機電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，該種方式相當于在(zai)(zai)單(dan)元(yuan)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)指令矢量(liang)當中(zhong)增(zeng)加(jia)零序分量(liang)，被(bei)稱之為中(zhong)性(xing)點(dian)(dian)漂移。
2. 基本(ben)原(yuan)理
a. 功(gong)率模(mo)塊結(jie)構
功率(lv)模塊是(shi)基本的(de)交(jiao)(jiao)一(yi)直一(yi)交(jiao)(jiao)單(dan)相(xiang)逆(ni)變(bian)電(dian)路，整流側(ce)是(shi)二極管三相(xiang)全(quan)橋(qiao)，通(tong)過針對IGBT逆(ni)變(bian)橋(qiao)開(kai)展正弦PWM控制，可以獲得(de)單(dan)相(xiang)交(jiao)(jiao)流輸出。每(mei)一(yi)個功率(lv)模塊構(gou)成和電(dian)氣性能(neng)是(shi)完全(quan)相(xiang)同的(de)，能(neng)夠進行互換。
輸入側是由(you)移向變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)對每(mei)一個功率模塊進行供電(dian)，移向變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)的副(fu)邊繞組(zu)能夠(gou)分成三組(zu)，結(jie)合(he)模塊串聯級(ji)數以及電(dian)壓(ya)等級(ji)，通(tong)常(chang)由(you)24、30、42、48脈沖系列等組(zu)成多級(ji)相互疊(die)加的整流方法，能夠(gou)在(zai)很大(da)程度上改進網側的電(dian)流波(bo)形，使其負(fu)載條件(jian)下的網側功率因(yin)素(su)靠(kao)近1，不需要任何諧波(bo)抑制(zhi)裝置以及功率因(yin)數補償。因(yin)為變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)副(fu)邊繞組(zu)的獨(du)(du)特性，使得每(mei)個功率單元的主回路保持獨(du)(du)立，類似于常(chang)規低(di)壓(ya)變(bian)頻器(qi)(qi)，方便采(cai)取當前(qian)的最新技術。
輸出側每(mei)一個單(dan)(dan)元的(de)(de)(de)(de)U、V輸出端子互相串(chuan)接而構成星形(xing)接法給電機(ji)(ji)供電，利用(yong)對每(mei)一個單(dan)(dan)元的(de)(de)(de)(de)PWM波(bo)(bo)形(xing)開展(zhan)重組，可以得到結題(ti)正(zheng)弦(xian)PWM波(bo)(bo)形(xing)。該種波(bo)(bo)形(xing)的(de)(de)(de)(de)正(zheng)弦(xian)度剛(gang)剛(gang)好，dv/dt比較(jiao)小，對于電機(ji)(ji)以及(ji)電纜的(de)(de)(de)(de)絕緣沒有(you)損壞，不需要輸出過濾波(bo)(bo)器(qi)，就能夠增(zeng)加輸出電纜的(de)(de)(de)(de)長度，可以直接用(yong)在(zai)普通電機(ji)(ji)上。與(yu)此同時，電機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)諧波(bo)(bo)損耗大(da)大(da)降(jiang)低，消除負(fu)載機(ji)(ji)葉片以及(ji)軸(zhou)承的(de)(de)(de)(de)振動。
如果某一個功率模(mo)塊產生故(gu)障的(de)(de)時候，利用控(kong)制使得輸出(chu)端子短路(lu)，可(ke)以(yi)把(ba)該(gai)單元(yuan)旁路(lu)退出(chu)系統，變頻器就可(ke)以(yi)降額運行，這樣一來可(ke)以(yi)防止許多場合之下的(de)(de)停機造成的(de)(de)損失。
b. 控(kong)制器
控制(zhi)(zhi)器是由(you)人(ren)機操(cao)作(zuo)(zuo)界(jie)(jie)面(mian)、PLC以及高(gao)速(su)單(dan)片處理(li)器所構成的(de)(de)(de)。其中人(ren)機操(cao)作(zuo)(zuo)界(jie)(jie)面(mian)具備三(san)種(zhong)配置：嵌入式工控機界(jie)(jie)面(mian)、標(biao)準操(cao)作(zuo)(zuo)界(jie)(jie)面(mian)、工控PC機界(jie)(jie)面(mian)，用(yong)(yong)戶(hu)可以結合需求(qiu)(qiu)開展選取。單(dan)片機進(jin)行PWM的(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)。人(ren)機操(cao)作(zuo)(zuo)界(jie)(jie)面(mian)能夠(gou)解(jie)決用(yong)(yong)戶(hu)現(xian)(xian)場與(yu)高(gao)壓變(bian)頻調(diao)速(su)系統的(de)(de)(de)接(jie)口(kou)(kou)問(wen)題，實現(xian)(xian)友好的(de)(de)(de)全中文監(jian)控界(jie)(jie)面(mian)，運用(yong)(yong)起(qi)來十(shi)分便(bian)捷(jie)，同(tong)時能夠(gou)進(jin)行網(wang)絡化(hua)控制(zhi)(zhi)以及遠程監(jian)控。內置PLC是用(yong)(yong)在柜體內開關信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)邏輯處理(li)，能夠(gou)跟用(yong)(yong)戶(hu)進(jin)行靈活的(de)(de)(de)現(xian)(xian)場接(jie)口(kou)(kou)，滿足(zu)用(yong)(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)需求(qiu)(qiu)。
控(kong)制(zhi)器跟功率單元(yuan)之間使用的(de)(de)是光纖(xian)通信技術，高壓(ya)(ya)部分(fen)與低壓(ya)(ya)部分(fen)可以進(jin)行(xing)可靠(kao)徹(che)底的(de)(de)隔離，系統具備非常好的(de)(de)安全性能，同時(shi)具備優質的(de)(de)抗(kang)電(dian)磁干擾性能，在很大程(cheng)度上提升可靠(kao)性。此外，在控(kong)制(zhi)電(dian)源掉(diao)電(dian)的(de)(de)時(shi)候，控(kong)制(zhi)器可以通過配置(zhi)的(de)(de)UPS繼續(xu)供電(dian)，使得變頻器能夠持續(xu)運(yun)行(xing)。
3. 高壓變頻器在不銹鋼管(guan)廠中的實際應用
在不銹鋼管廠當中(zhong)(zhong)(zhong)，經(jing)過(guo)電爐(lu)煉(lian)(lian)鋼的主(zhu)要材料(liao)就是一些鐵合金(jin)、渣(zha)料(liao)以及(ji)廢(fei)鋼等，在電爐(lu)冶煉(lian)(lian)、加料(liao)以及(ji)出鋼等過(guo)程當中(zhong)(zhong)(zhong)會帶(dai)來(lai)(lai)(lai)一些污染(ran)。特(te)別是在冶煉(lian)(lian)的氧(yang)化期間(jian)(jian)，會產生眾多的氧(yang)氣，含(han)有非常大濃度的煙(yan)(yan)(yan)塵(chen)，煙(yan)(yan)(yan)氣的溫(wen)度也是最(zui)高(gao)的。所以，在設計電爐(lu)除(chu)塵(chen)系統的時候，一般都是結(jie)合這短時間(jian)(jian)的最(zui)大排(pai)煙(yan)(yan)(yan)量來(lai)(lai)(lai)確定的。在全(quan)部的煉(lian)(lian)鋼過(guo)程當中(zhong)(zhong)(zhong)，吹氧(yang)期占據比(bi)(bi)較(jiao)大的比(bi)(bi)例，在該段(duan)時間(jian)(jian)當中(zhong)(zhong)(zhong)，風機處在高(gao)負荷運行當中(zhong)(zhong)(zhong)，相比(bi)(bi)較(jiao)來(lai)(lai)(lai)說，其他(ta)時段(duan)的風機處在低工況(kuang)運行中(zhong)(zhong)(zhong)。
在浙(zhe)江不(bu)銹鋼管廠電爐除(chu)(chu)塵(chen)系統改(gai)造過程當(dang)中，系統的(de)重要參數包含：選取(qu)的(de)除(chu)(chu)塵(chen)風(feng)機電機的(de)型號(hao)是(shi)YKK800-8，它的(de)額(e)(e)定(ding)電壓是(shi)10000V，額(e)(e)定(ding)電流(liu)是(shi)127A，額(e)(e)定(ding)轉速(su)是(shi)747r/min，額(e)(e)定(ding)功(gong)率是(shi)1800kW。結(jie)合電爐煉鋼的(de)不(bu)同時(shi)段(duan)設置(zhi)三種不(bu)同頻率，把煉鋼階段(duan)的(de)信號(hao)傳輸到高壓變頻器，在高壓變頻器接收信號(hao)之后(hou)，結(jie)合不(bu)同時(shi)期的(de)要求(qiu)進行頻率的(de)調整，不(bu)但(dan)可以確保除(chu)(chu)塵(chen)的(de)效果，而(er)且(qie)熱量也不(bu)會被(bei)帶(dai)走。
綜上所述，本(ben)(ben)(ben)文(wen)對高(gao)(gao)壓變(bian)頻器的(de)(de)具體特(te)征(zheng)、工作原理以(yi)及在不銹(xiu)鋼(gang)管廠中的(de)(de)節能(neng)應用(yong)開展(zhan)了(le)探討。在本(ben)(ben)(ben)文(wen)中可以(yi)看到(dao)，高(gao)(gao)壓變(bian)頻器的(de)(de)使用(yong)可以(yi)實現比較好的(de)(de)節能(neng)作用(yong)，在系統改(gai)造之后可以(yi)給不銹(xiu)鋼(gang)管廠節省眾多的(de)(de)能(neng)源投(tou)入，減少了(le)煉(lian)鋼(gang)的(de)(de)成本(ben)(ben)(ben)。
