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(jing)濟的(de)(de)(de)不斷發展(zhan)以及能源(yuan)的(de)(de)(de)日趨匱乏，人(ren)們(men)(men)為了(le)生存，逐漸開始(shi)重(zhong)視節能技(ji)術的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)。對(dui)于(yu)節能技(ji)術的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)，怎么樣實現低能耗與(yu)高(gao)效率的(de)(de)(de)完美結合是一(yi)個永久的(de)(de)(de)話題，同時(shi)也(ye)是解決當(dang)(dang)前能源(yuan)危機的(de)(de)(de)唯一(yi)途徑。針對(dui)不銹鋼(gang)管廠而言，節約能源(yuan)是重(zhong)點工(gong)作(zuo)之(zhi)一(yi)，在(zai)電氣的(de)(de)(de)節能當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)，變頻器是關鍵設(she)備(bei)之(zhi)一(yi)。因為鋼(gang)鐵企業負載當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)具備(bei)眾多的(de)(de)(de)風機以及水泵，它(ta)們(men)(men)在(zai)工(gong)作(zuo)當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)常常需要(yao)速度變化，高(gao)壓變頻器的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)很好的(de)(de)(de)符合了(le)該特(te)征，滿足了(le)鋼(gang)鐵企業對(dui)于(yu)高(gao)壓大容量電機的(de)(de)(de)節能要(yao)求。
1. 高壓變頻器工作特點
a. 波(bo)形完美
高壓(ya)變頻器(qi)輸(shu)入(ru)的諧(xie)波(bo)符合我國的規定(ding)，它(ta)對(dui)諧(xie)波(bo)進行抑(yi)制的重要(yao)方式(shi)就是(shi)設計多重化的輸(shu)入(ru)變壓(ya)器(qi)，然后形(xing)(xing)成(cheng)多脈沖整流(liu)。從理(li)論方面來說，針(zhen)對(dui)36脈沖整流(liu)而(er)言，其中(zhong)35次及其以下的諧(xie)波(bo)可(ke)以進行自動抵消(xiao)。比如，某單位(wei)變壓(ya)器(qi)當(dang)中(zhong)二次繞組包含18個，使用三角(jiao)形(xing)(xing)連接方式(shi)開(kai)展(zhan)連接，可(ke)以得到6個不相(xiang)同的相(xiang)位(wei)組，電角(jiao)度差10度，二極管(guan)整流(liu)線路總(zong)共(gong)可(ke)以形(xing)(xing)成(cheng)36脈波(bo)，對(dui)于當(dang)中(zhong)的諧(xie)波(bo)開(kai)展(zhan)檢測，其畸變率遠(yuan)遠(yuan)低于要(yao)求的標(biao)準，在沒有使用濾波(bo)器(qi)的條件下，其THD是(shi)2%。
b. 具有較高的輸入功率(lv)因(yin)數
干擾變頻器輸入(ru)功(gong)率(lv)(lv)因(yin)素(su)的(de)(de)關(guan)鍵(jian)是其中(zhong)間(jian)的(de)(de)直流環節，針(zhen)對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓源(yuan)型(xing)(xing)而言(yan)，其中(zhong)間(jian)的(de)(de)直流環節是電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容會(hui)給電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)帶來無(wu)功(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流，跟(gen)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)之(zhi)間(jian)是沒(mei)有(you)無(wu)功(gong)交換(huan)的(de)(de)，可以確(que)保比較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)因(yin)數；針(zhen)對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流源(yuan)型(xing)(xing)而言(yan)，它需要電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)跟(gen)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)之(zhi)間(jian)進(jin)行無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)(lv)的(de)(de)交換(huan)，高(gao)(gao)功(gong)率(lv)(lv)因(yin)素(su)很難被保障，而且如果電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)負荷減少的(de)(de)時候，功(gong)率(lv)(lv)因(yin)素(su)也會(hui)隨之(zhi)減少。在高(gao)(gao)壓變頻器的(de)(de)中(zhong)間(jian)流程中(zhong)，使用的(de)(de)是電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓源(yuan)型(xing)(xing)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容，所(suo)以，輸入(ru)功(gong)率(lv)(lv)因(yin)數是比較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)。
c. 單元(yuan)旁(pang)路功(gong)能
在高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)當中(zhong)，假如有一(yi)個單(dan)元出現故障，與該(gai)單(dan)元對應(ying)(ying)的(de)(de)相(xiang)將不(bu)(bu)會有電(dian)壓(ya)輸出，使得電(dian)機缺(que)相(xiang)工(gong)(gong)(gong)作，該(gai)種情況是絕(jue)對不(bu)(bu)允許出現的(de)(de)。所以，可以在高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)中(zhong)加入單(dan)元旁路(lu)功能，它的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作原理是如果某單(dan)元產生故障之(zhi)后(hou)，該(gai)單(dan)元會讓相(xiang)對應(ying)(ying)的(de)(de)旁路(lu)接觸器(qi)作為旁路(lu)導通，自身不(bu)(bu)參(can)加工(gong)(gong)(gong)作，變(bian)頻(pin)器(qi)還可以正常運行(xing)。旁路(lu)時間在250ms以內(nei)，從(cong)物(wu)理層面而言，這(zhe)一(yi)時間段完全可以把(ba)故障單(dan)元旁路(lu)掉(diao)。與此同時，高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)當中(zhong)還運用了中(zhong)性(xing)點漂移技術(shu)，可以確保三相(xiang)線電(dian)壓(ya)的(de)(de)平衡(heng)。
d. 中性點漂移
高壓(ya)(ya)變(bian)頻器的(de)(de)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)旁(pang)路功能(neng)可(ke)以(yi)確(que)保變(bian)頻器的(de)(de)正常(chang)工作，然而(er)在故障單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)被(bei)旁(pang)路以(yi)后，相(xiang)對(dui)應的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)容量將會降低，使得變(bian)頻器可(ke)以(yi)達到(dao)(dao)的(de)(de)最大速度在一(yi)定程度上被(bei)降低。所以(yi)，應該(gai)對(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)有效電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)進(jin)行更好地控制。變(bian)頻器在沒有單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)故障的(de)(de)前(qian)提(ti)下，可(ke)以(yi)給電(dian)(dian)(dian)(dian)機帶來100%的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)；如果某單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)被(bei)旁(pang)路，那么輸出的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)就不會再(zai)平衡(heng)，所以(yi)，考慮到(dao)(dao)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)星形點是(shi)不斷變(bian)化的(de)(de)，與此(ci)同時，這(zhe)些星形點沒有跟電(dian)(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)中性點相(xiang)連接，能(neng)夠(gou)對(dui)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)相(xiang)位角開展調整，進(jin)而(er)獲(huo)得平衡(heng)電(dian)(dian)(dian)(dian)機電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，該(gai)種方(fang)式相(xiang)當于在單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)指(zhi)令矢(shi)量當中增加(jia)零序分量，被(bei)稱之為(wei)中性點漂移(yi)。
2. 基本(ben)原理
a. 功率模塊(kuai)結構
功率(lv)模(mo)塊是基本的(de)交(jiao)一(yi)直一(yi)交(jiao)單相逆變電(dian)路，整流側是二極管三(san)相全橋(qiao)，通過(guo)針對IGBT逆變橋(qiao)開展(zhan)正弦PWM控(kong)制，可(ke)以獲得單相交(jiao)流輸出。每一(yi)個功率(lv)模(mo)塊構成和電(dian)氣性能是完全相同的(de)，能夠進行(xing)互換。
輸入側是由(you)(you)移(yi)向(xiang)變(bian)壓器對每一個(ge)功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)(kuai)進(jin)行供電，移(yi)向(xiang)變(bian)壓器的(de)副邊繞組(zu)能夠分成(cheng)三組(zu)，結合模(mo)塊(kuai)(kuai)串(chuan)聯級(ji)(ji)數(shu)以及電壓等級(ji)(ji)，通常(chang)由(you)(you)24、30、42、48脈沖系列等組(zu)成(cheng)多級(ji)(ji)相(xiang)互疊加的(de)整流方(fang)(fang)法，能夠在很大程度上(shang)改進(jin)網(wang)側的(de)電流波(bo)形，使其負載條件下的(de)網(wang)側功(gong)率(lv)因(yin)素(su)靠近1，不需要任何(he)諧波(bo)抑制裝置以及功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)補償。因(yin)為變(bian)壓器副邊繞組(zu)的(de)獨特性，使得每個(ge)功(gong)率(lv)單元(yuan)的(de)主回(hui)路保持獨立，類似于(yu)常(chang)規低壓變(bian)頻器，方(fang)(fang)便采取當前的(de)最新技術。
輸(shu)出(chu)(chu)側每一(yi)個單(dan)(dan)元的(de)(de)U、V輸(shu)出(chu)(chu)端子互相串接(jie)而構成星(xing)形接(jie)法給電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)，利用(yong)(yong)對每一(yi)個單(dan)(dan)元的(de)(de)PWM波形開展重組，可以(yi)得(de)到結題正弦(xian)PWM波形。該種波形的(de)(de)正弦(xian)度(du)剛剛好(hao)，dv/dt比較小，對于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)以(yi)及(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)纜的(de)(de)絕緣沒有損壞，不需要(yao)輸(shu)出(chu)(chu)過濾波器，就能夠增加輸(shu)出(chu)(chu)電(dian)(dian)(dian)(dian)纜的(de)(de)長(chang)度(du)，可以(yi)直接(jie)用(yong)(yong)在普通電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)上。與此同時，電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)諧波損耗大(da)大(da)降低，消除(chu)負載機(ji)葉片以(yi)及(ji)軸承的(de)(de)振(zhen)動(dong)。
如果某一(yi)個功率模(mo)塊產生(sheng)故障的(de)(de)時候(hou)，利用控制(zhi)使得輸出端子短路(lu)(lu)，可(ke)(ke)以把該單(dan)元旁路(lu)(lu)退(tui)出系(xi)統，變頻器就可(ke)(ke)以降額運行，這樣一(yi)來可(ke)(ke)以防止許多場合之下的(de)(de)停機造成的(de)(de)損(sun)失(shi)。
b. 控制器(qi)
控(kong)(kong)(kong)(kong)制器是(shi)由人(ren)(ren)機(ji)操(cao)作界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)、PLC以及(ji)高速單(dan)片(pian)處理器所(suo)構成(cheng)的(de)。其中(zhong)人(ren)(ren)機(ji)操(cao)作界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)具備三種(zhong)配置：嵌(qian)入式工(gong)控(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)、標準操(cao)作界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)、工(gong)控(kong)(kong)(kong)(kong)PC機(ji)界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)，用(yong)戶可以結合需求(qiu)開(kai)(kai)展選取。單(dan)片(pian)機(ji)進(jin)行(xing)PWM的(de)控(kong)(kong)(kong)(kong)制。人(ren)(ren)機(ji)操(cao)作界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)能(neng)夠解決(jue)用(yong)戶現(xian)(xian)場與高壓變(bian)頻調速系統的(de)接口(kou)問題，實(shi)現(xian)(xian)友好的(de)全中(zhong)文監控(kong)(kong)(kong)(kong)界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)，運(yun)用(yong)起來(lai)十分便捷，同時能(neng)夠進(jin)行(xing)網絡化控(kong)(kong)(kong)(kong)制以及(ji)遠程監控(kong)(kong)(kong)(kong)。內(nei)置PLC是(shi)用(yong)在(zai)柜體內(nei)開(kai)(kai)關信號的(de)邏輯處理，能(neng)夠跟用(yong)戶進(jin)行(xing)靈(ling)活(huo)的(de)現(xian)(xian)場接口(kou)，滿足(zu)用(yong)戶的(de)需求(qiu)。
控制器跟功率單元(yuan)之間使(shi)用的(de)是光纖通信技(ji)術(shu)，高壓部分(fen)與低(di)壓部分(fen)可以進(jin)行可靠徹(che)底的(de)隔離，系統(tong)具備(bei)非(fei)常好的(de)安全性能，同時(shi)具備(bei)優質的(de)抗電(dian)磁干擾(rao)性能，在很大(da)程度上提升可靠性。此外(wai)，在控制電(dian)源(yuan)掉電(dian)的(de)時(shi)候，控制器可以通過配置的(de)UPS繼續供(gong)電(dian)，使(shi)得變頻(pin)器能夠(gou)持續運行。
3. 高壓變頻器在不銹鋼管廠中的實際(ji)應用
在(zai)(zai)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)廠(chang)當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)，經過電(dian)(dian)爐(lu)(lu)煉(lian)鋼(gang)(gang)的(de)主要材料就(jiu)是(shi)一(yi)些(xie)鐵(tie)合(he)(he)金、渣料以及廢鋼(gang)(gang)等，在(zai)(zai)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)冶煉(lian)、加料以及出鋼(gang)(gang)等過程(cheng)當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)會帶來(lai)一(yi)些(xie)污(wu)染。特別是(shi)在(zai)(zai)冶煉(lian)的(de)氧(yang)化期間，會產生眾多(duo)的(de)氧(yang)氣，含有非常大(da)濃度(du)的(de)煙塵，煙氣的(de)溫度(du)也是(shi)最高(gao)的(de)。所以，在(zai)(zai)設計電(dian)(dian)爐(lu)(lu)除塵系(xi)統的(de)時(shi)(shi)候，一(yi)般都是(shi)結合(he)(he)這短(duan)時(shi)(shi)間的(de)最大(da)排煙量(liang)來(lai)確定的(de)。在(zai)(zai)全部的(de)煉(lian)鋼(gang)(gang)過程(cheng)當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)，吹(chui)氧(yang)期占據比較(jiao)大(da)的(de)比例，在(zai)(zai)該段時(shi)(shi)間當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)，風機(ji)處(chu)在(zai)(zai)高(gao)負荷運行(xing)當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)，相(xiang)比較(jiao)來(lai)說，其他(ta)時(shi)(shi)段的(de)風機(ji)處(chu)在(zai)(zai)低工況運行(xing)中(zhong)(zhong)。
在(zai)浙江不(bu)(bu)銹鋼(gang)管廠(chang)電爐(lu)除塵(chen)系(xi)統(tong)改造過(guo)程當中，系(xi)統(tong)的(de)(de)重要參數包含：選取的(de)(de)除塵(chen)風機電機的(de)(de)型號是(shi)YKK800-8，它的(de)(de)額定(ding)電壓是(shi)10000V，額定(ding)電流是(shi)127A，額定(ding)轉速是(shi)747r/min，額定(ding)功率是(shi)1800kW。結合電爐(lu)煉鋼(gang)的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)時(shi)段(duan)設(she)置(zhi)三種不(bu)(bu)同(tong)頻(pin)率，把煉鋼(gang)階段(duan)的(de)(de)信號傳輸(shu)到高壓變頻(pin)器，在(zai)高壓變頻(pin)器接收信號之后，結合不(bu)(bu)同(tong)時(shi)期的(de)(de)要求進行頻(pin)率的(de)(de)調(diao)整(zheng)，不(bu)(bu)但可以確保除塵(chen)的(de)(de)效果，而且熱(re)量也不(bu)(bu)會被帶(dai)走。
綜(zong)上所述，本(ben)文對高(gao)(gao)壓變(bian)頻器的具體特征、工(gong)作原理以及在(zai)不銹鋼管(guan)廠(chang)中(zhong)的節(jie)能(neng)應用(yong)(yong)開展了(le)探討。在(zai)本(ben)文中(zhong)可(ke)以看到，高(gao)(gao)壓變(bian)頻器的使用(yong)(yong)可(ke)以實現比較好的節(jie)能(neng)作用(yong)(yong)，在(zai)系統改造之(zhi)后可(ke)以給(gei)不銹鋼管(guan)廠(chang)節(jie)省眾多(duo)的能(neng)源投入，減少了(le)煉鋼的成(cheng)本(ben)。
