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連接: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。
隨著我國社會(hui)經濟的(de)(de)不(bu)斷發展以及能(neng)源(yuan)的(de)(de)日趨匱乏(fa)，人(ren)們(men)為了生(sheng)存，逐(zhu)漸(jian)開始重視節(jie)(jie)能(neng)技術的(de)(de)使(shi)用(yong)。對于節(jie)(jie)能(neng)技術的(de)(de)使(shi)用(yong)，怎(zen)么樣實現低能(neng)耗與(yu)高(gao)效率的(de)(de)完美結合是(shi)一(yi)個永久的(de)(de)話題，同時也是(shi)解(jie)決當(dang)(dang)前能(neng)源(yuan)危機(ji)的(de)(de)唯一(yi)途(tu)徑。針對不(bu)銹鋼管廠而言，節(jie)(jie)約(yue)能(neng)源(yuan)是(shi)重點工作(zuo)之(zhi)一(yi)，在電氣的(de)(de)節(jie)(jie)能(neng)當(dang)(dang)中，變(bian)頻器是(shi)關鍵設(she)備之(zhi)一(yi)。因為鋼鐵企(qi)業(ye)負(fu)載當(dang)(dang)中具備眾多的(de)(de)風機(ji)以及水泵，它們(men)在工作(zuo)當(dang)(dang)中常(chang)常(chang)需要速度變(bian)化，高(gao)壓(ya)變(bian)頻器的(de)(de)使(shi)用(yong)很好(hao)的(de)(de)符合了該特征(zheng)，滿(man)足了鋼鐵企(qi)業(ye)對于高(gao)壓(ya)大(da)容量電機(ji)的(de)(de)節(jie)(jie)能(neng)要求(qiu)。
1. 高壓變頻器工作特(te)點
a. 波形完美
高壓(ya)變(bian)頻器(qi)輸(shu)入的(de)(de)諧波(bo)(bo)符合我國的(de)(de)規定，它對諧波(bo)(bo)進行抑制的(de)(de)重(zhong)要方式就是設計(ji)多(duo)(duo)重(zhong)化的(de)(de)輸(shu)入變(bian)壓(ya)器(qi)，然后形(xing)成多(duo)(duo)脈沖整流。從理(li)論方面來說，針對36脈沖整流而言，其中35次及其以下(xia)的(de)(de)諧波(bo)(bo)可(ke)以進行自動(dong)抵消。比如，某(mou)單位變(bian)壓(ya)器(qi)當(dang)中二(er)次繞(rao)組(zu)包含18個，使用三(san)角形(xing)連接方式開展(zhan)連接，可(ke)以得到(dao)6個不(bu)相(xiang)同的(de)(de)相(xiang)位組(zu)，電角度差10度，二(er)極管整流線(xian)路總(zong)共可(ke)以形(xing)成36脈波(bo)(bo)，對于當(dang)中的(de)(de)諧波(bo)(bo)開展(zhan)檢(jian)測(ce)，其畸變(bian)率遠遠低于要求的(de)(de)標準，在(zai)沒有(you)使用濾波(bo)(bo)器(qi)的(de)(de)條(tiao)件下(xia)，其THD是2%。
b. 具有(you)較高的輸入功率因數
干擾變頻器(qi)輸入功(gong)率(lv)(lv)因(yin)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵是其(qi)中(zhong)(zhong)間的(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)環節(jie)，針對(dui)電(dian)壓源型(xing)而言，其(qi)中(zhong)(zhong)間的(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)環節(jie)是電(dian)容(rong)，電(dian)容(rong)會給電(dian)機帶來無(wu)功(gong)電(dian)流(liu)(liu)，跟(gen)電(dian)網之(zhi)間是沒(mei)有無(wu)功(gong)交換的(de)(de)(de)(de)(de)，可以確保(bao)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)因(yin)數；針對(dui)電(dian)流(liu)(liu)源型(xing)而言，它需要電(dian)網跟(gen)電(dian)機之(zhi)間進(jin)行無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)交換，高(gao)功(gong)率(lv)(lv)因(yin)素(su)很(hen)難被(bei)保(bao)障(zhang)，而且如果電(dian)機的(de)(de)(de)(de)(de)負(fu)荷減(jian)少的(de)(de)(de)(de)(de)時候(hou)，功(gong)率(lv)(lv)因(yin)素(su)也(ye)會隨之(zhi)減(jian)少。在高(gao)壓變頻器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)間流(liu)(liu)程中(zhong)(zhong)，使(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)是電(dian)壓源型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)容(rong)，所以，輸入功(gong)率(lv)(lv)因(yin)數是比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)。
c. 單元(yuan)旁(pang)路功(gong)能
在(zai)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)(qi)當(dang)中(zhong)，假如(ru)有(you)一個單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)出現故(gu)(gu)障，與該單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)對(dui)(dui)應的(de)相(xiang)(xiang)將不會(hui)有(you)電(dian)壓(ya)輸出，使得電(dian)機(ji)缺相(xiang)(xiang)工作(zuo)，該種(zhong)情(qing)況是(shi)(shi)絕對(dui)(dui)不允(yun)許出現的(de)。所以(yi)(yi)，可以(yi)(yi)在(zai)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)加(jia)入單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)旁(pang)(pang)路功能，它(ta)的(de)工作(zuo)原理是(shi)(shi)如(ru)果(guo)某單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)產(chan)生故(gu)(gu)障之后(hou)，該單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)會(hui)讓相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)應的(de)旁(pang)(pang)路接觸器(qi)(qi)(qi)(qi)作(zuo)為旁(pang)(pang)路導通(tong)，自身不參加(jia)工作(zuo)，變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)(qi)還可以(yi)(yi)正常運(yun)行。旁(pang)(pang)路時間在(zai)250ms以(yi)(yi)內，從物(wu)理層面而言，這一時間段完全(quan)可以(yi)(yi)把(ba)故(gu)(gu)障單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)旁(pang)(pang)路掉。與此同時，高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)(qi)(qi)當(dang)中(zhong)還運(yun)用了(le)中(zhong)性點(dian)漂移(yi)技術，可以(yi)(yi)確保三相(xiang)(xiang)線電(dian)壓(ya)的(de)平衡。
d. 中性(xing)點漂移
高(gao)壓(ya)(ya)(ya)變頻(pin)器(qi)的單(dan)(dan)(dan)(dan)元旁路(lu)功能(neng)可以(yi)(yi)(yi)確保變頻(pin)器(qi)的正常(chang)工作，然(ran)而在(zai)(zai)故(gu)障單(dan)(dan)(dan)(dan)元被旁路(lu)以(yi)(yi)(yi)后，相(xiang)(xiang)對應(ying)的電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)容(rong)量(liang)(liang)將(jiang)會降低，使得(de)變頻(pin)器(qi)可以(yi)(yi)(yi)達到的最大速度在(zai)(zai)一(yi)定(ding)程度上(shang)被降低。所以(yi)(yi)(yi)，應(ying)該(gai)對電(dian)(dian)(dian)機(ji)的有效(xiao)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)進行更好地控(kong)制。變頻(pin)器(qi)在(zai)(zai)沒有單(dan)(dan)(dan)(dan)元故(gu)障的前提下，可以(yi)(yi)(yi)給電(dian)(dian)(dian)機(ji)帶來100%的電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)；如果某單(dan)(dan)(dan)(dan)元被旁路(lu)，那么輸出的電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)就不會再平衡，所以(yi)(yi)(yi)，考(kao)慮(lv)到單(dan)(dan)(dan)(dan)元的星形點(dian)(dian)是不斷變化的，與此同時，這些星形點(dian)(dian)沒有跟電(dian)(dian)(dian)機(ji)的中(zhong)性點(dian)(dian)相(xiang)(xiang)連接，能(neng)夠對單(dan)(dan)(dan)(dan)元電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的相(xiang)(xiang)位(wei)角開展(zhan)調整，進而獲得(de)平衡電(dian)(dian)(dian)機(ji)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，該(gai)種方式相(xiang)(xiang)當(dang)于在(zai)(zai)單(dan)(dan)(dan)(dan)元電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的指(zhi)令矢量(liang)(liang)當(dang)中(zhong)增加零序(xu)分量(liang)(liang)，被稱之為中(zhong)性點(dian)(dian)漂移(yi)。
2. 基本原理
a. 功率模塊結(jie)構
功率模(mo)塊是(shi)(shi)基(ji)本(ben)的交(jiao)一直(zhi)一交(jiao)單相逆變電路，整流側是(shi)(shi)二極管三相全橋(qiao)，通(tong)過針對IGBT逆變橋(qiao)開(kai)展正弦PWM控制，可以獲(huo)得(de)單相交(jiao)流輸出。每(mei)一個功率模(mo)塊構成和電氣性能是(shi)(shi)完全相同的，能夠(gou)進行互換。
輸(shu)入側(ce)(ce)(ce)是由移向(xiang)變壓器對(dui)每(mei)一個功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)進行供電(dian)，移向(xiang)變壓器的(de)副邊繞(rao)組(zu)能夠分成三組(zu)，結合模(mo)塊(kuai)串(chuan)聯(lian)級數(shu)以及電(dian)壓等級，通(tong)常由24、30、42、48脈沖系列等組(zu)成多(duo)級相互疊加(jia)的(de)整(zheng)流(liu)方(fang)法(fa)，能夠在很(hen)大程度(du)上改(gai)進網側(ce)(ce)(ce)的(de)電(dian)流(liu)波(bo)形，使(shi)其負載條件下(xia)的(de)網側(ce)(ce)(ce)功(gong)率(lv)因(yin)素靠近1，不(bu)需要任何諧波(bo)抑制(zhi)裝置以及功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)補償。因(yin)為變壓器副邊繞(rao)組(zu)的(de)獨特性(xing)，使(shi)得每(mei)個功(gong)率(lv)單元(yuan)的(de)主回(hui)路(lu)保持獨立，類似于常規(gui)低壓變頻器，方(fang)便(bian)采取當(dang)前的(de)最新(xin)技術。
輸出側(ce)每一個(ge)單(dan)(dan)元的(de)(de)(de)U、V輸出端子互相串接(jie)而(er)構成星(xing)形接(jie)法給電(dian)機(ji)(ji)供電(dian)，利用(yong)對(dui)每一個(ge)單(dan)(dan)元的(de)(de)(de)PWM波形開展重組，可以(yi)(yi)得到結(jie)題(ti)正(zheng)弦PWM波形。該種波形的(de)(de)(de)正(zheng)弦度(du)剛剛好，dv/dt比較小(xiao)，對(dui)于電(dian)機(ji)(ji)以(yi)(yi)及電(dian)纜的(de)(de)(de)絕緣沒有損(sun)壞(huai)，不需(xu)要輸出過濾波器，就能夠增加(jia)輸出電(dian)纜的(de)(de)(de)長度(du)，可以(yi)(yi)直接(jie)用(yong)在(zai)普通電(dian)機(ji)(ji)上。與此同(tong)時，電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)諧(xie)波損(sun)耗大大降低，消除負載機(ji)(ji)葉片以(yi)(yi)及軸承的(de)(de)(de)振動。
如果某一個(ge)功率模(mo)塊產生故障的(de)時候(hou)，利(li)用控制使得輸出(chu)端子短路，可(ke)以(yi)把(ba)該單(dan)元旁路退出(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(zhi)許多場合之下(xia)的(de)停機造(zao)成(cheng)的(de)損失(shi)。
b. 控制器
控(kong)制器是(shi)由(you)人機(ji)(ji)操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)界(jie)面(mian)、PLC以(yi)及高速單片(pian)處理器所構成的(de)。其中(zhong)人機(ji)(ji)操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)界(jie)面(mian)具(ju)備三種(zhong)配(pei)置(zhi)(zhi)：嵌(qian)入式(shi)工(gong)控(kong)機(ji)(ji)界(jie)面(mian)、標準操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)界(jie)面(mian)、工(gong)控(kong)PC機(ji)(ji)界(jie)面(mian)，用戶(hu)可以(yi)結合需(xu)(xu)求開展(zhan)選取(qu)。單片(pian)機(ji)(ji)進行(xing)PWM的(de)控(kong)制。人機(ji)(ji)操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)界(jie)面(mian)能(neng)(neng)夠解(jie)決用戶(hu)現場(chang)與高壓變頻調速系統(tong)的(de)接口(kou)問題，實現友好(hao)的(de)全中(zhong)文(wen)監控(kong)界(jie)面(mian)，運用起來十(shi)分便捷(jie)，同時能(neng)(neng)夠進行(xing)網絡化控(kong)制以(yi)及遠(yuan)程監控(kong)。內置(zhi)(zhi)PLC是(shi)用在柜體(ti)內開關信號(hao)的(de)邏輯處理，能(neng)(neng)夠跟用戶(hu)進行(xing)靈(ling)活的(de)現場(chang)接口(kou)，滿足用戶(hu)的(de)需(xu)(xu)求。
控制器(qi)跟(gen)功率單元之間(jian)使用的(de)是(shi)光纖(xian)通信技術，高壓(ya)部分(fen)與低(di)壓(ya)部分(fen)可以進(jin)行可靠徹(che)底的(de)隔離(li)，系統具備非常好(hao)的(de)安(an)全性能，同時具備優質(zhi)的(de)抗電(dian)磁(ci)干擾性能，在很大程度上提升可靠性。此外，在控制電(dian)源掉電(dian)的(de)時候，控制器(qi)可以通過配置的(de)UPS繼續供電(dian)，使得變頻器(qi)能夠持(chi)續運行。
3. 高壓變頻器在不銹鋼管(guan)廠中的(de)實(shi)際應用
在(zai)(zai)不銹鋼(gang)管廠當中(zhong)，經(jing)過電爐煉(lian)(lian)(lian)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要材料就是(shi)(shi)一些(xie)鐵合金、渣料以及廢鋼(gang)等，在(zai)(zai)電爐冶煉(lian)(lian)(lian)、加料以及出鋼(gang)等過程當中(zhong)會(hui)帶來一些(xie)污染。特別是(shi)(shi)在(zai)(zai)冶煉(lian)(lian)(lian)的(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)期間(jian)(jian)，會(hui)產生眾多的(de)(de)(de)(de)(de)氧氣，含有非常(chang)大(da)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)煙(yan)塵，煙(yan)氣的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)也是(shi)(shi)最高的(de)(de)(de)(de)(de)。所(suo)以，在(zai)(zai)設計電爐除塵系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候(hou)，一般都是(shi)(shi)結(jie)合這短(duan)時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)排煙(yan)量來確定的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)全部的(de)(de)(de)(de)(de)煉(lian)(lian)(lian)鋼(gang)過程當中(zhong)，吹(chui)氧期占據(ju)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例，在(zai)(zai)該段時(shi)間(jian)(jian)當中(zhong)，風機處在(zai)(zai)高負荷運(yun)行當中(zhong)，相比(bi)較(jiao)來說，其他時(shi)段的(de)(de)(de)(de)(de)風機處在(zai)(zai)低(di)工況運(yun)行中(zhong)。
在(zai)(zai)浙(zhe)江不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)廠電爐(lu)除(chu)(chu)塵系統改(gai)造過程當中，系統的(de)重要參數包(bao)含：選取(qu)的(de)除(chu)(chu)塵風機電機的(de)型號(hao)是YKK800-8，它(ta)的(de)額定(ding)電壓是10000V，額定(ding)電流(liu)是127A，額定(ding)轉速是747r/min，額定(ding)功率(lv)(lv)是1800kW。結合電爐(lu)煉鋼(gang)的(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)時(shi)段設置三種不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)頻(pin)率(lv)(lv)，把煉鋼(gang)階段的(de)信(xin)號(hao)傳輸到(dao)高壓變(bian)頻(pin)器，在(zai)(zai)高壓變(bian)頻(pin)器接收信(xin)號(hao)之(zhi)后，結合不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)時(shi)期的(de)要求進(jin)行(xing)頻(pin)率(lv)(lv)的(de)調整，不(bu)(bu)(bu)(bu)但可以確保(bao)除(chu)(chu)塵的(de)效果，而且熱量也(ye)不(bu)(bu)(bu)(bu)會被帶走。
綜上所述，本文對高壓變頻器(qi)的(de)(de)具體特征、工作原(yuan)理以(yi)及在不(bu)銹鋼(gang)管廠(chang)(chang)中的(de)(de)節(jie)能(neng)應用開(kai)展了探討(tao)。在本文中可以(yi)看到，高壓變頻器(qi)的(de)(de)使用可以(yi)實現比較(jiao)好的(de)(de)節(jie)能(neng)作用，在系統改(gai)造之后可以(yi)給不(bu)銹鋼(gang)管廠(chang)(chang)節(jie)省眾多的(de)(de)能(neng)源投(tou)入(ru)，減少了煉鋼(gang)的(de)(de)成本。
