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蘋果: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(guo)社會(hui)經濟的(de)(de)不斷發展以及(ji)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)日趨匱乏，人(ren)們為了生存，逐漸(jian)開始重視節能(neng)(neng)(neng)技術的(de)(de)使用(yong)。對(dui)于節能(neng)(neng)(neng)技術的(de)(de)使用(yong)，怎(zen)么樣(yang)實現低(di)能(neng)(neng)(neng)耗與(yu)高(gao)效率的(de)(de)完美(mei)結合是(shi)一個永久(jiu)的(de)(de)話題，同時(shi)也是(shi)解決當前(qian)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)危機(ji)的(de)(de)唯一途徑。針對(dui)不銹(xiu)鋼管廠而言，節約能(neng)(neng)(neng)源(yuan)是(shi)重點工(gong)作(zuo)之一，在電氣(qi)的(de)(de)節能(neng)(neng)(neng)當中，變(bian)頻器是(shi)關鍵設備之一。因為鋼鐵(tie)企業負載(zai)當中具(ju)備眾多的(de)(de)風機(ji)以及(ji)水泵，它們在工(gong)作(zuo)當中常常需要速度變(bian)化，高(gao)壓(ya)變(bian)頻器的(de)(de)使用(yong)很好的(de)(de)符(fu)合了該特征，滿足了鋼鐵(tie)企業對(dui)于高(gao)壓(ya)大容量電機(ji)的(de)(de)節能(neng)(neng)(neng)要求(qiu)。
1. 高(gao)壓變(bian)頻(pin)器工作特點
a. 波形完美(mei)
高壓(ya)變頻器(qi)輸(shu)入(ru)的(de)(de)諧(xie)波(bo)符合我國(guo)的(de)(de)規定，它對諧(xie)波(bo)進行抑制的(de)(de)重要方(fang)式就(jiu)是設計多(duo)重化的(de)(de)輸(shu)入(ru)變壓(ya)器(qi)，然后形成(cheng)(cheng)多(duo)脈(mo)(mo)沖整流。從理論方(fang)面來說(shuo)，針對36脈(mo)(mo)沖整流而(er)言，其(qi)中(zhong)(zhong)35次及其(qi)以(yi)下的(de)(de)諧(xie)波(bo)可(ke)以(yi)進行自動抵(di)消(xiao)。比如，某單位(wei)變壓(ya)器(qi)當中(zhong)(zhong)二次繞組包含18個(ge)，使(shi)用三(san)角形連接方(fang)式開展(zhan)連接，可(ke)以(yi)得到6個(ge)不相同的(de)(de)相位(wei)組，電角度差10度，二極(ji)管整流線路(lu)總共可(ke)以(yi)形成(cheng)(cheng)36脈(mo)(mo)波(bo)，對于(yu)當中(zhong)(zhong)的(de)(de)諧(xie)波(bo)開展(zhan)檢(jian)測，其(qi)畸變率遠遠低于(yu)要求的(de)(de)標準，在沒有(you)使(shi)用濾波(bo)器(qi)的(de)(de)條件下，其(qi)THD是2%。
b. 具有較(jiao)高的輸入功率因數(shu)
干擾變頻器(qi)輸入功率因(yin)素的(de)(de)(de)(de)關鍵(jian)是其中間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)直流(liu)環(huan)節，針(zhen)對(dui)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)源型而(er)言(yan)，其中間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)直流(liu)環(huan)節是電(dian)(dian)容(rong)(rong)，電(dian)(dian)容(rong)(rong)會(hui)(hui)給電(dian)(dian)機(ji)帶來無(wu)功電(dian)(dian)流(liu)，跟電(dian)(dian)網之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)是沒(mei)有無(wu)功交(jiao)換(huan)的(de)(de)(de)(de)，可以(yi)確(que)保(bao)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)功率因(yin)數；針(zhen)對(dui)電(dian)(dian)流(liu)源型而(er)言(yan)，它需要電(dian)(dian)網跟電(dian)(dian)機(ji)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)進行無(wu)功功率的(de)(de)(de)(de)交(jiao)換(huan)，高(gao)功率因(yin)素很難(nan)被(bei)保(bao)障，而(er)且如果電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)(de)負(fu)荷減少的(de)(de)(de)(de)時候(hou)，功率因(yin)素也會(hui)(hui)隨之(zhi)(zhi)減少。在高(gao)壓(ya)(ya)變頻器(qi)的(de)(de)(de)(de)中間(jian)(jian)流(liu)程中，使用的(de)(de)(de)(de)是電(dian)(dian)壓(ya)(ya)源型的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)容(rong)(rong)，所以(yi)，輸入功率因(yin)數是比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)。
c. 單元旁路功能(neng)
在(zai)高(gao)壓(ya)變(bian)頻器當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)，假如有(you)一個(ge)單(dan)(dan)元出現(xian)故(gu)障(zhang)，與(yu)該單(dan)(dan)元對應(ying)的(de)相(xiang)將(jiang)不(bu)會(hui)有(you)電壓(ya)輸出，使得電機缺(que)相(xiang)工(gong)作(zuo)，該種情況(kuang)是絕對不(bu)允許出現(xian)的(de)。所以，可以在(zai)高(gao)壓(ya)變(bian)頻器中(zhong)(zhong)加(jia)入單(dan)(dan)元旁路(lu)功能，它的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理是如果某(mou)單(dan)(dan)元產生故(gu)障(zhang)之后(hou)，該單(dan)(dan)元會(hui)讓相(xiang)對應(ying)的(de)旁路(lu)接觸器作(zuo)為旁路(lu)導通(tong)，自身(shen)不(bu)參(can)加(jia)工(gong)作(zuo)，變(bian)頻器還(huan)可以正常運(yun)行。旁路(lu)時間在(zai)250ms以內，從物理層面而言，這一時間段完全可以把故(gu)障(zhang)單(dan)(dan)元旁路(lu)掉。與(yu)此同時，高(gao)壓(ya)變(bian)頻器當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)還(huan)運(yun)用(yong)了中(zhong)(zhong)性點漂(piao)移技術，可以確保三相(xiang)線(xian)電壓(ya)的(de)平衡。
d. 中性點漂(piao)移
高壓(ya)(ya)(ya)變(bian)頻器(qi)(qi)的(de)(de)(de)單元(yuan)(yuan)旁路功能可以(yi)(yi)(yi)確保變(bian)頻器(qi)(qi)的(de)(de)(de)正常工作，然而在(zai)故障單元(yuan)(yuan)被旁路以(yi)(yi)(yi)后，相(xiang)對(dui)應的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)容量(liang)(liang)將會降低，使(shi)得(de)變(bian)頻器(qi)(qi)可以(yi)(yi)(yi)達(da)到(dao)的(de)(de)(de)最大速(su)度(du)在(zai)一(yi)定程(cheng)度(du)上(shang)被降低。所以(yi)(yi)(yi)，應該對(dui)電(dian)(dian)機的(de)(de)(de)有效電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)進行更好地控制。變(bian)頻器(qi)(qi)在(zai)沒(mei)有單元(yuan)(yuan)故障的(de)(de)(de)前(qian)提下，可以(yi)(yi)(yi)給電(dian)(dian)機帶來100%的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)；如(ru)果某單元(yuan)(yuan)被旁路，那么輸出(chu)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)就不會再(zai)平(ping)衡，所以(yi)(yi)(yi)，考慮(lv)到(dao)單元(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)星(xing)形(xing)(xing)點(dian)是(shi)不斷變(bian)化的(de)(de)(de)，與此同時(shi)，這些星(xing)形(xing)(xing)點(dian)沒(mei)有跟電(dian)(dian)機的(de)(de)(de)中性(xing)點(dian)相(xiang)連接(jie)，能夠對(dui)單元(yuan)(yuan)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)相(xiang)位(wei)角開(kai)展調整，進而獲(huo)得(de)平(ping)衡電(dian)(dian)機電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，該種方式相(xiang)當于在(zai)單元(yuan)(yuan)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)指(zhi)令矢量(liang)(liang)當中增加零序分量(liang)(liang)，被稱(cheng)之為中性(xing)點(dian)漂(piao)移。
2. 基(ji)本原理
a. 功率模塊結(jie)構
功率模(mo)塊是(shi)基本的交(jiao)一直一交(jiao)單相逆(ni)變(bian)電路，整流側是(shi)二極(ji)管三相全橋(qiao)，通過針對IGBT逆(ni)變(bian)橋(qiao)開展正弦PWM控制，可以獲得單相交(jiao)流輸出。每一個功率模(mo)塊構成和電氣性能(neng)是(shi)完全相同的，能(neng)夠進行(xing)互換。
輸入(ru)側(ce)(ce)是由(you)移向變(bian)(bian)壓(ya)器對每一個功(gong)率(lv)模塊(kuai)進(jin)行供(gong)電，移向變(bian)(bian)壓(ya)器的副(fu)邊(bian)(bian)繞(rao)(rao)組(zu)能夠分成三組(zu)，結合模塊(kuai)串聯級(ji)數(shu)以及電壓(ya)等級(ji)，通常(chang)由(you)24、30、42、48脈沖系列等組(zu)成多級(ji)相互(hu)疊加的整(zheng)流(liu)方(fang)法，能夠在很大(da)程度上改進(jin)網側(ce)(ce)的電流(liu)波(bo)形(xing)，使其負(fu)載條件下的網側(ce)(ce)功(gong)率(lv)因素靠近1，不(bu)需要任何(he)諧波(bo)抑制裝(zhuang)置以及功(gong)率(lv)因數(shu)補償。因為變(bian)(bian)壓(ya)器副(fu)邊(bian)(bian)繞(rao)(rao)組(zu)的獨特性，使得每個功(gong)率(lv)單(dan)元(yuan)的主回(hui)路(lu)保(bao)持獨立(li)，類似(si)于(yu)常(chang)規低壓(ya)變(bian)(bian)頻器，方(fang)便(bian)采取當(dang)前的最新技(ji)術。
輸(shu)(shu)出(chu)側每一(yi)個(ge)單(dan)(dan)元(yuan)的(de)U、V輸(shu)(shu)出(chu)端子(zi)互(hu)相串接而構成星形(xing)接法給(gei)電(dian)機(ji)(ji)供電(dian)，利用(yong)對每一(yi)個(ge)單(dan)(dan)元(yuan)的(de)PWM波形(xing)開展重組，可以得到結題正弦PWM波形(xing)。該(gai)種波形(xing)的(de)正弦度剛剛好，dv/dt比較小，對于電(dian)機(ji)(ji)以及電(dian)纜的(de)絕緣沒有(you)損壞，不需要輸(shu)(shu)出(chu)過濾波器，就(jiu)能(neng)夠增(zeng)加輸(shu)(shu)出(chu)電(dian)纜的(de)長度，可以直接用(yong)在普通電(dian)機(ji)(ji)上。與(yu)此同時，電(dian)機(ji)(ji)的(de)諧波損耗大(da)大(da)降(jiang)低，消除負載(zai)機(ji)(ji)葉片以及軸承的(de)振(zhen)動。
如果某一個功率模(mo)塊產生故障的時候，利用(yong)控制使得輸出(chu)端子(zi)短路(lu)，可以把該單元旁路(lu)退出(chu)系統，變頻器(qi)就可以降額運行，這(zhe)樣一來可以防止許多場(chang)合之(zhi)下的停機造(zao)成的損(sun)失。
b. 控制(zhi)器
控制器是由(you)人機(ji)操(cao)(cao)作界(jie)面(mian)(mian)、PLC以及(ji)(ji)高速單(dan)片處理(li)器所構成的(de)。其(qi)中人機(ji)操(cao)(cao)作界(jie)面(mian)(mian)具備(bei)三種配置：嵌入式(shi)工(gong)控機(ji)界(jie)面(mian)(mian)、標準操(cao)(cao)作界(jie)面(mian)(mian)、工(gong)控PC機(ji)界(jie)面(mian)(mian)，用(yong)戶(hu)(hu)可以結合需求(qiu)(qiu)開展選取。單(dan)片機(ji)進(jin)行(xing)PWM的(de)控制。人機(ji)操(cao)(cao)作界(jie)面(mian)(mian)能(neng)夠解決用(yong)戶(hu)(hu)現(xian)場與(yu)高壓(ya)變頻調速系統的(de)接口(kou)問(wen)題，實現(xian)友好(hao)的(de)全中文監控界(jie)面(mian)(mian)，運用(yong)起來十(shi)分便捷，同時能(neng)夠進(jin)行(xing)網絡(luo)化控制以及(ji)(ji)遠程監控。內(nei)置PLC是用(yong)在柜體(ti)內(nei)開關(guan)信(xin)號的(de)邏(luo)輯處理(li)，能(neng)夠跟用(yong)戶(hu)(hu)進(jin)行(xing)靈活的(de)現(xian)場接口(kou)，滿足(zu)用(yong)戶(hu)(hu)的(de)需求(qiu)(qiu)。
控(kong)制(zhi)器跟功率單元之(zhi)間使(shi)用的(de)(de)是光纖(xian)通信(xin)技術，高(gao)壓部(bu)(bu)分與低壓部(bu)(bu)分可(ke)以進行(xing)可(ke)靠(kao)徹(che)底的(de)(de)隔離，系統具(ju)備(bei)(bei)非常(chang)好的(de)(de)安全(quan)性能，同時(shi)具(ju)備(bei)(bei)優質的(de)(de)抗電(dian)(dian)(dian)磁干擾性能，在很(hen)大程度上提升(sheng)可(ke)靠(kao)性。此(ci)外，在控(kong)制(zhi)電(dian)(dian)(dian)源掉電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)時(shi)候，控(kong)制(zhi)器可(ke)以通過配(pei)置的(de)(de)UPS繼續供電(dian)(dian)(dian)，使(shi)得變頻器能夠(gou)持續運行(xing)。
3. 高壓(ya)變(bian)頻器在不銹鋼管(guan)廠中的實際應用(yong)
在不銹鋼(gang)管廠當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)，經過電(dian)爐(lu)煉鋼(gang)的(de)(de)主要材料就是(shi)(shi)一些鐵合(he)金(jin)、渣(zha)料以及(ji)廢鋼(gang)等，在電(dian)爐(lu)冶煉、加(jia)料以及(ji)出鋼(gang)等過程當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)會帶來一些污染。特別是(shi)(shi)在冶煉的(de)(de)氧(yang)化期(qi)間(jian)，會產(chan)生眾多的(de)(de)氧(yang)氣，含有(you)非常大(da)(da)濃度的(de)(de)煙(yan)(yan)塵，煙(yan)(yan)氣的(de)(de)溫度也(ye)是(shi)(shi)最高的(de)(de)。所以，在設計電(dian)爐(lu)除塵系統的(de)(de)時候(hou)，一般都是(shi)(shi)結合(he)這短時間(jian)的(de)(de)最大(da)(da)排煙(yan)(yan)量來確定的(de)(de)。在全部(bu)的(de)(de)煉鋼(gang)過程當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)，吹(chui)氧(yang)期(qi)占據比(bi)較大(da)(da)的(de)(de)比(bi)例，在該段時間(jian)當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)，風(feng)機(ji)處(chu)(chu)在高負(fu)荷運行當(dang)(dang)中(zhong)(zhong)，相(xiang)比(bi)較來說(shuo)，其他時段的(de)(de)風(feng)機(ji)處(chu)(chu)在低工況運行中(zhong)(zhong)。
在浙江(jiang)不(bu)(bu)銹鋼管廠電(dian)爐(lu)除塵(chen)系統(tong)改(gai)造過(guo)程當中，系統(tong)的重(zhong)要參數包含：選(xuan)取的除塵(chen)風機電(dian)機的型號是(shi)YKK800-8，它的額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)(ya)是(shi)10000V，額(e)定(ding)電(dian)流是(shi)127A，額(e)定(ding)轉速是(shi)747r/min，額(e)定(ding)功率(lv)是(shi)1800kW。結合電(dian)爐(lu)煉鋼的不(bu)(bu)同時段設置三種不(bu)(bu)同頻率(lv)，把(ba)煉鋼階(jie)段的信號傳輸到(dao)高壓(ya)(ya)變(bian)頻器(qi)，在高壓(ya)(ya)變(bian)頻器(qi)接收信號之(zhi)后，結合不(bu)(bu)同時期(qi)的要求進(jin)行頻率(lv)的調(diao)整，不(bu)(bu)但可(ke)以確(que)保除塵(chen)的效果，而(er)且熱量也不(bu)(bu)會被帶走。
綜(zong)上所述，本文(wen)對高壓(ya)變頻器的(de)具體特征、工作原理以(yi)(yi)(yi)及在(zai)不(bu)銹鋼管(guan)廠中的(de)節能(neng)應用(yong)開展了探討。在(zai)本文(wen)中可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)看到(dao)，高壓(ya)變頻器的(de)使(shi)用(yong)可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)實現比(bi)較好的(de)節能(neng)作用(yong)，在(zai)系統改造(zao)之(zhi)后可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)給不(bu)銹鋼管(guan)廠節省眾多的(de)能(neng)源投入，減(jian)少了煉(lian)鋼的(de)成本。
