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。
隨著我國社會經濟的(de)(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展以及能源(yuan)的(de)(de)日趨匱乏，人們為(wei)(wei)了生存(cun)，逐漸開始重(zhong)視節(jie)能技術的(de)(de)使用。對于(yu)節(jie)能技術的(de)(de)使用，怎么樣實現低能耗與高(gao)(gao)效率的(de)(de)完美結合是一個永(yong)久的(de)(de)話題，同時也是解(jie)決(jue)當(dang)(dang)前能源(yuan)危機(ji)的(de)(de)唯一途(tu)徑。針對不(bu)銹鋼管(guan)廠而言(yan)，節(jie)約能源(yuan)是重(zhong)點工作(zuo)之一，在電(dian)氣的(de)(de)節(jie)能當(dang)(dang)中，變(bian)頻(pin)器是關鍵設備之一。因為(wei)(wei)鋼鐵(tie)企(qi)業(ye)負載(zai)當(dang)(dang)中具(ju)備眾(zhong)多的(de)(de)風機(ji)以及水泵，它們在工作(zuo)當(dang)(dang)中常常需要速(su)度變(bian)化(hua)，高(gao)(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器的(de)(de)使用很好的(de)(de)符(fu)合了該特征，滿(man)足了鋼鐵(tie)企(qi)業(ye)對于(yu)高(gao)(gao)壓(ya)大(da)容量電(dian)機(ji)的(de)(de)節(jie)能要求。
1. 高壓(ya)變(bian)頻器工(gong)作(zuo)特(te)點(dian)
a. 波形完美
高壓(ya)變(bian)頻器輸入(ru)(ru)的(de)(de)諧波符合我國(guo)的(de)(de)規定，它對(dui)諧波進(jin)行抑制的(de)(de)重要方式(shi)就是(shi)設計多(duo)重化的(de)(de)輸入(ru)(ru)變(bian)壓(ya)器，然后形(xing)成(cheng)多(duo)脈(mo)沖整流(liu)(liu)。從(cong)理論方面(mian)來說，針對(dui)36脈(mo)沖整流(liu)(liu)而言，其中35次及其以下的(de)(de)諧波可(ke)以進(jin)行自動抵消(xiao)。比如，某單位(wei)變(bian)壓(ya)器當(dang)中二(er)次繞組包含18個，使用三(san)角(jiao)形(xing)連(lian)接(jie)方式(shi)開(kai)展連(lian)接(jie)，可(ke)以得到6個不相同的(de)(de)相位(wei)組，電角(jiao)度(du)(du)差(cha)10度(du)(du)，二(er)極管整流(liu)(liu)線路總共可(ke)以形(xing)成(cheng)36脈(mo)波，對(dui)于(yu)當(dang)中的(de)(de)諧波開(kai)展檢測，其畸變(bian)率遠遠低于(yu)要求(qiu)的(de)(de)標準，在沒有使用濾波器的(de)(de)條件(jian)下，其THD是(shi)2%。
b. 具有較高的(de)輸入(ru)功率因數(shu)
干擾變頻(pin)器(qi)輸(shu)入功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)因素的(de)(de)(de)(de)關鍵是(shi)其(qi)中間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)直流環(huan)節，針對(dui)電壓源(yuan)型(xing)(xing)而(er)言，其(qi)中間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)直流環(huan)節是(shi)電容，電容會(hui)給電機帶(dai)來無(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)電流，跟電網(wang)之(zhi)間(jian)(jian)是(shi)沒有無(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)交換的(de)(de)(de)(de)，可以確保(bao)比較高(gao)的(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)因數(shu)(shu)；針對(dui)電流源(yuan)型(xing)(xing)而(er)言，它需要電網(wang)跟電機之(zhi)間(jian)(jian)進行無(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)交換，高(gao)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)因素很難被(bei)保(bao)障，而(er)且如果電機的(de)(de)(de)(de)負荷減(jian)少的(de)(de)(de)(de)時(shi)候(hou)，功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)因素也會(hui)隨之(zhi)減(jian)少。在高(gao)壓變頻(pin)器(qi)的(de)(de)(de)(de)中間(jian)(jian)流程中，使用(yong)的(de)(de)(de)(de)是(shi)電壓源(yuan)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)電容，所以，輸(shu)入功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)因數(shu)(shu)是(shi)比較高(gao)的(de)(de)(de)(de)。
c. 單元旁(pang)路功能
在(zai)高壓(ya)(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)當(dang)中(zhong)，假如有一(yi)個單元(yuan)出(chu)現故(gu)障，與(yu)該(gai)單元(yuan)對應(ying)的(de)(de)相將不(bu)會有電(dian)壓(ya)(ya)輸(shu)出(chu)，使得電(dian)機缺相工(gong)作(zuo)(zuo)，該(gai)種情(qing)況是絕(jue)對不(bu)允許出(chu)現的(de)(de)。所以(yi)(yi)，可以(yi)(yi)在(zai)高壓(ya)(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)中(zhong)加入單元(yuan)旁路功(gong)能，它的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)原(yuan)理(li)是如果(guo)某單元(yuan)產(chan)生故(gu)障之后，該(gai)單元(yuan)會讓相對應(ying)的(de)(de)旁路接觸器(qi)作(zuo)(zuo)為旁路導通(tong)，自身不(bu)參加工(gong)作(zuo)(zuo)，變(bian)頻(pin)器(qi)還可以(yi)(yi)正(zheng)常運行(xing)。旁路時間在(zai)250ms以(yi)(yi)內，從(cong)物理(li)層面而言，這一(yi)時間段完全可以(yi)(yi)把故(gu)障單元(yuan)旁路掉。與(yu)此同時，高壓(ya)(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)當(dang)中(zhong)還運用了中(zhong)性點漂移(yi)技術，可以(yi)(yi)確保三相線(xian)電(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)平衡。
d. 中(zhong)性點漂移(yi)
高壓(ya)變頻(pin)器的(de)(de)(de)(de)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)旁(pang)路功能可以(yi)確保變頻(pin)器的(de)(de)(de)(de)正常工作，然而在(zai)故障單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)被(bei)(bei)(bei)旁(pang)路以(yi)后，相(xiang)(xiang)對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)容量將會降(jiang)低，使(shi)得變頻(pin)器可以(yi)達到(dao)的(de)(de)(de)(de)最大速(su)度在(zai)一定程(cheng)度上被(bei)(bei)(bei)降(jiang)低。所以(yi)，應(ying)該對(dui)電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)(de)有(you)效電(dian)(dian)壓(ya)進行更(geng)好地控制。變頻(pin)器在(zai)沒(mei)有(you)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)故障的(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，可以(yi)給電(dian)(dian)機(ji)帶來100%的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)；如果(guo)某單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)被(bei)(bei)(bei)旁(pang)路，那么輸出的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)就不會再平衡(heng)，所以(yi)，考慮到(dao)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)星(xing)形點(dian)是不斷變化(hua)的(de)(de)(de)(de)，與此同時，這些星(xing)形點(dian)沒(mei)有(you)跟電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)(de)中性(xing)點(dian)相(xiang)(xiang)連接，能夠對(dui)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)位(wei)角開展調整，進而獲得平衡(heng)電(dian)(dian)機(ji)電(dian)(dian)壓(ya)，該種方式相(xiang)(xiang)當(dang)于(yu)在(zai)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)指(zhi)令矢量當(dang)中增加零序分(fen)量，被(bei)(bei)(bei)稱之(zhi)為中性(xing)點(dian)漂(piao)移。
2. 基本原理
a. 功率(lv)模塊結構(gou)
功率模塊是(shi)基本的(de)交(jiao)(jiao)一直(zhi)一交(jiao)(jiao)單(dan)(dan)相(xiang)逆變電(dian)路，整流(liu)側是(shi)二極管三相(xiang)全橋，通過(guo)針對IGBT逆變橋開展正(zheng)弦PWM控制，可(ke)以(yi)獲得單(dan)(dan)相(xiang)交(jiao)(jiao)流(liu)輸出。每一個功率模塊構(gou)成(cheng)和電(dian)氣性(xing)能是(shi)完全相(xiang)同的(de)，能夠進行(xing)互(hu)換。
輸入側是由(you)移(yi)向變(bian)(bian)壓(ya)器對每一個功率(lv)(lv)模(mo)塊進行供(gong)電(dian)(dian)，移(yi)向變(bian)(bian)壓(ya)器的(de)副(fu)邊(bian)繞(rao)組(zu)能夠分成(cheng)三組(zu)，結合模(mo)塊串聯級數(shu)以(yi)及電(dian)(dian)壓(ya)等級，通常由(you)24、30、42、48脈沖系列等組(zu)成(cheng)多級相互(hu)疊加的(de)整流(liu)方法，能夠在(zai)很(hen)大程度上改進網側的(de)電(dian)(dian)流(liu)波(bo)形(xing)，使其負載條件下(xia)的(de)網側功率(lv)(lv)因(yin)素靠近1，不(bu)需(xu)要任(ren)何諧波(bo)抑(yi)制裝置(zhi)以(yi)及功率(lv)(lv)因(yin)數(shu)補償。因(yin)為變(bian)(bian)壓(ya)器副(fu)邊(bian)繞(rao)組(zu)的(de)獨特性，使得每個功率(lv)(lv)單元的(de)主回路(lu)保持(chi)獨立(li)，類似于常規(gui)低壓(ya)變(bian)(bian)頻器，方便采取(qu)當前的(de)最新(xin)技(ji)術。
輸出側每一(yi)個(ge)單(dan)元的(de)U、V輸出端子互相串接而(er)構成(cheng)星形(xing)(xing)接法給(gei)電(dian)機供電(dian)，利用對每一(yi)個(ge)單(dan)元的(de)PWM波(bo)形(xing)(xing)開(kai)展重組(zu)，可以(yi)得到(dao)結(jie)題正弦PWM波(bo)形(xing)(xing)。該種波(bo)形(xing)(xing)的(de)正弦度剛剛好，dv/dt比較小，對于電(dian)機以(yi)及電(dian)纜的(de)絕緣沒(mei)有損壞，不需要輸出過(guo)濾波(bo)器，就(jiu)能夠增加輸出電(dian)纜的(de)長度，可以(yi)直接用在普通電(dian)機上。與(yu)此同時(shi)，電(dian)機的(de)諧波(bo)損耗大(da)大(da)降低，消除負載機葉片以(yi)及軸承的(de)振動。
如果某一(yi)(yi)個功率模塊產生故(gu)障(zhang)的時候，利用控制使(shi)得輸出端子(zi)短(duan)路(lu)，可(ke)以(yi)把該單元旁路(lu)退出系統，變頻器(qi)就可(ke)以(yi)降額運行，這(zhe)樣一(yi)(yi)來可(ke)以(yi)防止許多場合(he)之(zhi)下的停機造成的損失。
b. 控制器
控(kong)制器(qi)是由人(ren)機(ji)操(cao)作界面(mian)(mian)(mian)、PLC以及高(gao)速單(dan)片(pian)處(chu)理器(qi)所構成的(de)(de)。其中(zhong)人(ren)機(ji)操(cao)作界面(mian)(mian)(mian)具備三種配置：嵌入式工(gong)控(kong)機(ji)界面(mian)(mian)(mian)、標準(zhun)操(cao)作界面(mian)(mian)(mian)、工(gong)控(kong)PC機(ji)界面(mian)(mian)(mian)，用(yong)戶(hu)(hu)可以結合需求開展選取。單(dan)片(pian)機(ji)進(jin)行PWM的(de)(de)控(kong)制。人(ren)機(ji)操(cao)作界面(mian)(mian)(mian)能(neng)(neng)夠(gou)解決用(yong)戶(hu)(hu)現場與(yu)高(gao)壓變頻調速系(xi)統的(de)(de)接口問題，實(shi)現友好的(de)(de)全中(zhong)文監(jian)控(kong)界面(mian)(mian)(mian)，運用(yong)起來十分便捷，同時(shi)能(neng)(neng)夠(gou)進(jin)行網(wang)絡化控(kong)制以及遠程監(jian)控(kong)。內置PLC是用(yong)在柜體(ti)內開關(guan)信號的(de)(de)邏(luo)輯處(chu)理，能(neng)(neng)夠(gou)跟用(yong)戶(hu)(hu)進(jin)行靈活的(de)(de)現場接口，滿足用(yong)戶(hu)(hu)的(de)(de)需求。
控(kong)(kong)制(zhi)器跟(gen)功(gong)率單元(yuan)之(zhi)間使用的(de)(de)是光纖(xian)通(tong)(tong)信(xin)技(ji)術(shu)，高(gao)壓部(bu)分與低壓部(bu)分可(ke)(ke)以進行可(ke)(ke)靠徹底的(de)(de)隔離，系(xi)統具備非常好(hao)的(de)(de)安全性(xing)能(neng)，同(tong)時具備優質的(de)(de)抗電磁(ci)干擾性(xing)能(neng)，在(zai)很(hen)大程度上提升可(ke)(ke)靠性(xing)。此外，在(zai)控(kong)(kong)制(zhi)電源(yuan)掉電的(de)(de)時候，控(kong)(kong)制(zhi)器可(ke)(ke)以通(tong)(tong)過配(pei)置的(de)(de)UPS繼(ji)續(xu)供電，使得變頻器能(neng)夠(gou)持續(xu)運(yun)行。
3. 高壓變頻器(qi)在不銹鋼管廠中的實際應用
在(zai)(zai)不銹(xiu)鋼(gang)管廠當中(zhong)(zhong)，經過電(dian)(dian)爐煉鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)主要材料就是(shi)一(yi)些鐵合金、渣料以(yi)及(ji)廢鋼(gang)等，在(zai)(zai)電(dian)(dian)爐冶煉、加料以(yi)及(ji)出鋼(gang)等過程(cheng)當中(zhong)(zhong)會帶(dai)來(lai)一(yi)些污染。特別(bie)是(shi)在(zai)(zai)冶煉的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)期間，會產生眾多的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)氣，含有非常大濃度的(de)(de)(de)(de)煙塵(chen)，煙氣的(de)(de)(de)(de)溫度也是(shi)最高的(de)(de)(de)(de)。所以(yi)，在(zai)(zai)設計電(dian)(dian)爐除(chu)塵(chen)系統的(de)(de)(de)(de)時(shi)候，一(yi)般都是(shi)結(jie)合這(zhe)短(duan)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)最大排煙量(liang)來(lai)確(que)定的(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)全部的(de)(de)(de)(de)煉鋼(gang)過程(cheng)當中(zhong)(zhong)，吹氧(yang)(yang)(yang)期占據比較大的(de)(de)(de)(de)比例，在(zai)(zai)該(gai)段時(shi)間當中(zhong)(zhong)，風(feng)(feng)機(ji)(ji)處(chu)在(zai)(zai)高負荷運(yun)行(xing)(xing)當中(zhong)(zhong)，相比較來(lai)說，其他時(shi)段的(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)機(ji)(ji)處(chu)在(zai)(zai)低工況運(yun)行(xing)(xing)中(zhong)(zhong)。
在浙(zhe)江不(bu)銹鋼管廠電爐除(chu)塵系(xi)統改造過程當中，系(xi)統的(de)(de)重要(yao)參數(shu)包含：選取的(de)(de)除(chu)塵風機電機的(de)(de)型(xing)號是(shi)YKK800-8，它(ta)的(de)(de)額定(ding)電壓是(shi)10000V，額定(ding)電流是(shi)127A，額定(ding)轉速(su)是(shi)747r/min，額定(ding)功(gong)率是(shi)1800kW。結(jie)合電爐煉鋼的(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)時(shi)段設置三種(zhong)不(bu)同(tong)(tong)頻率，把煉鋼階段的(de)(de)信號傳輸到(dao)高壓變頻器，在高壓變頻器接收(shou)信號之后，結(jie)合不(bu)同(tong)(tong)時(shi)期的(de)(de)要(yao)求進行頻率的(de)(de)調整，不(bu)但可以確保除(chu)塵的(de)(de)效果(guo)，而(er)且熱量也不(bu)會(hui)被帶走。
綜(zong)上所(suo)述，本(ben)文對(dui)高(gao)壓變頻器的具體特征(zheng)、工作(zuo)原理以(yi)(yi)及在不銹(xiu)鋼管廠中的節(jie)能(neng)(neng)應(ying)用(yong)開展了(le)探(tan)討。在本(ben)文中可(ke)以(yi)(yi)看到，高(gao)壓變頻器的使用(yong)可(ke)以(yi)(yi)實現比較好的節(jie)能(neng)(neng)作(zuo)用(yong)，在系統改造之后可(ke)以(yi)(yi)給不銹(xiu)鋼管廠節(jie)省眾(zhong)多的能(neng)(neng)源投入(ru)，減少了(le)煉鋼的成本(ben)。
