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91香蕉視頻app: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(wo)國社會經濟的(de)(de)不斷發展以(yi)及能(neng)源的(de)(de)日趨匱乏，人們為了(le)生(sheng)存，逐漸開始重視節(jie)(jie)(jie)(jie)能(neng)技(ji)術(shu)的(de)(de)使用(yong)。對(dui)于節(jie)(jie)(jie)(jie)能(neng)技(ji)術(shu)的(de)(de)使用(yong)，怎么樣實現低能(neng)耗與高效率(lv)的(de)(de)完美結合是一(yi)個永(yong)久的(de)(de)話題，同(tong)時也是解決當前能(neng)源危機的(de)(de)唯(wei)一(yi)途徑。針對(dui)不銹鋼管廠而言，節(jie)(jie)(jie)(jie)約能(neng)源是重點工作(zuo)之(zhi)一(yi)，在(zai)電(dian)氣的(de)(de)節(jie)(jie)(jie)(jie)能(neng)當中(zhong)，變頻(pin)器(qi)是關(guan)鍵設(she)備之(zhi)一(yi)。因為鋼鐵(tie)企(qi)業(ye)負載(zai)當中(zhong)具備眾(zhong)多的(de)(de)風機以(yi)及水泵，它們在(zai)工作(zuo)當中(zhong)常常需要(yao)速(su)度變化，高壓(ya)變頻(pin)器(qi)的(de)(de)使用(yong)很好的(de)(de)符合了(le)該特(te)征，滿足了(le)鋼鐵(tie)企(qi)業(ye)對(dui)于高壓(ya)大容量電(dian)機的(de)(de)節(jie)(jie)(jie)(jie)能(neng)要(yao)求。
1. 高壓變(bian)頻器(qi)工作(zuo)特點
a. 波(bo)形完美(mei)
高壓(ya)(ya)變頻(pin)器輸入(ru)的(de)(de)諧波符合我(wo)國(guo)的(de)(de)規定(ding)，它對(dui)諧波進行(xing)抑(yi)制(zhi)的(de)(de)重要方式就(jiu)是設(she)計多重化的(de)(de)輸入(ru)變壓(ya)(ya)器，然(ran)后形成(cheng)多脈(mo)沖(chong)(chong)整流。從理(li)論方面來說，針對(dui)36脈(mo)沖(chong)(chong)整流而(er)言，其(qi)中35次(ci)及其(qi)以下(xia)的(de)(de)諧波可(ke)以進行(xing)自動抵(di)消。比如，某單位變壓(ya)(ya)器當(dang)中二次(ci)繞(rao)組包含18個，使(shi)用三角形連接方式開(kai)展(zhan)連接，可(ke)以得到(dao)6個不相同的(de)(de)相位組，電角度差(cha)10度，二極管整流線路總共可(ke)以形成(cheng)36脈(mo)波，對(dui)于(yu)當(dang)中的(de)(de)諧波開(kai)展(zhan)檢測，其(qi)畸(ji)變率遠遠低于(yu)要求的(de)(de)標(biao)準，在(zai)沒有使(shi)用濾波器的(de)(de)條件下(xia)，其(qi)THD是2%。
b. 具有較高的輸入功率因(yin)數
干(gan)擾變(bian)頻器輸(shu)入功(gong)(gong)(gong)率(lv)因素(su)的(de)(de)關鍵(jian)是(shi)(shi)其(qi)中(zhong)間的(de)(de)直流(liu)環節，針(zhen)對電壓源型而言，其(qi)中(zhong)間的(de)(de)直流(liu)環節是(shi)(shi)電容，電容會(hui)給電機(ji)帶來(lai)無功(gong)(gong)(gong)電流(liu)，跟電網(wang)之間是(shi)(shi)沒有無功(gong)(gong)(gong)交換的(de)(de)，可以(yi)確保比(bi)較(jiao)高的(de)(de)功(gong)(gong)(gong)率(lv)因數；針(zhen)對電流(liu)源型而言，它需要(yao)電網(wang)跟電機(ji)之間進行無功(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)率(lv)的(de)(de)交換，高功(gong)(gong)(gong)率(lv)因素(su)很難(nan)被保障，而且如(ru)果電機(ji)的(de)(de)負荷減(jian)少的(de)(de)時候，功(gong)(gong)(gong)率(lv)因素(su)也會(hui)隨之減(jian)少。在(zai)高壓變(bian)頻器的(de)(de)中(zhong)間流(liu)程(cheng)中(zhong)，使用(yong)的(de)(de)是(shi)(shi)電壓源型的(de)(de)電容，所以(yi)，輸(shu)入功(gong)(gong)(gong)率(lv)因數是(shi)(shi)比(bi)較(jiao)高的(de)(de)。
c. 單元(yuan)旁路功能
在高壓變(bian)頻器當中，假如有一個單(dan)(dan)元(yuan)出(chu)(chu)現(xian)故障(zhang)，與該單(dan)(dan)元(yuan)對(dui)應的(de)相將(jiang)不會(hui)有電(dian)(dian)(dian)壓輸(shu)出(chu)(chu)，使得電(dian)(dian)(dian)機缺相工作，該種情況(kuang)是(shi)絕對(dui)不允許出(chu)(chu)現(xian)的(de)。所以，可(ke)以在高壓變(bian)頻器中加(jia)入單(dan)(dan)元(yuan)旁(pang)(pang)路(lu)功(gong)能，它的(de)工作原(yuan)理是(shi)如果某單(dan)(dan)元(yuan)產生故障(zhang)之后，該單(dan)(dan)元(yuan)會(hui)讓相對(dui)應的(de)旁(pang)(pang)路(lu)接觸器作為旁(pang)(pang)路(lu)導通，自身不參加(jia)工作，變(bian)頻器還(huan)可(ke)以正常運(yun)行。旁(pang)(pang)路(lu)時間在250ms以內，從物(wu)理層(ceng)面(mian)而(er)言，這一時間段完全可(ke)以把故障(zhang)單(dan)(dan)元(yuan)旁(pang)(pang)路(lu)掉(diao)。與此同(tong)時，高壓變(bian)頻器當中還(huan)運(yun)用了中性(xing)點(dian)漂移(yi)技術，可(ke)以確(que)保三(san)相線(xian)電(dian)(dian)(dian)壓的(de)平衡。
d. 中性點(dian)漂(piao)移
高壓變頻器的(de)(de)單(dan)元旁路功(gong)能(neng)可(ke)以(yi)(yi)確保變頻器的(de)(de)正(zheng)常工(gong)作，然而在(zai)故障單(dan)元被旁路以(yi)(yi)后，相(xiang)(xiang)對(dui)應(ying)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓容量(liang)將(jiang)會降低，使得變頻器可(ke)以(yi)(yi)達(da)到的(de)(de)最大速度(du)在(zai)一定程度(du)上(shang)被降低。所以(yi)(yi)，應(ying)該對(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)有(you)(you)效電(dian)(dian)(dian)(dian)壓進行(xing)更好地控制。變頻器在(zai)沒(mei)有(you)(you)單(dan)元故障的(de)(de)前提下，可(ke)以(yi)(yi)給電(dian)(dian)(dian)(dian)機帶來100%的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓；如(ru)果某單(dan)元被旁路，那么輸出的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓就不(bu)會再平衡，所以(yi)(yi)，考(kao)慮到單(dan)元的(de)(de)星(xing)形點(dian)是不(bu)斷變化(hua)的(de)(de)，與(yu)此(ci)同時，這些星(xing)形點(dian)沒(mei)有(you)(you)跟電(dian)(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)中性點(dian)相(xiang)(xiang)連接，能(neng)夠對(dui)單(dan)元電(dian)(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)相(xiang)(xiang)位角(jiao)開(kai)展調整，進而獲得平衡電(dian)(dian)(dian)(dian)機電(dian)(dian)(dian)(dian)壓，該種方式相(xiang)(xiang)當于在(zai)單(dan)元電(dian)(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)指(zhi)令矢量(liang)當中增加零序(xu)分(fen)量(liang)，被稱之為中性點(dian)漂(piao)移(yi)。
2. 基本(ben)原(yuan)理
a. 功率(lv)模塊結(jie)構(gou)
功(gong)率(lv)模塊(kuai)是基本(ben)的交一直一交單相(xiang)逆變(bian)電(dian)(dian)路，整(zheng)流側是二極(ji)管三相(xiang)全橋，通過針對IGBT逆變(bian)橋開展正(zheng)弦PWM控制，可(ke)以(yi)獲得(de)單相(xiang)交流輸出。每(mei)一個功(gong)率(lv)模塊(kuai)構成和電(dian)(dian)氣(qi)性(xing)能是完全相(xiang)同的，能夠進行互換。
輸入側(ce)是由移向(xiang)變(bian)壓器(qi)對(dui)每一(yi)個(ge)功率(lv)模塊(kuai)進行(xing)供電，移向(xiang)變(bian)壓器(qi)的副(fu)(fu)邊繞組能(neng)(neng)夠分(fen)成(cheng)三組，結合模塊(kuai)串聯級數以及電壓等(deng)級，通常由24、30、42、48脈沖(chong)系(xi)列等(deng)組成(cheng)多(duo)級相互疊加的整流方(fang)法，能(neng)(neng)夠在很大程度上(shang)改進網(wang)側(ce)的電流波形(xing)，使其負(fu)載條件下的網(wang)側(ce)功率(lv)因素(su)靠近1，不需要(yao)任(ren)何(he)諧波抑制裝置以及功率(lv)因數補償(chang)。因為變(bian)壓器(qi)副(fu)(fu)邊繞組的獨特性，使得每個(ge)功率(lv)單(dan)元的主回路保持獨立，類似于常規(gui)低壓變(bian)頻器(qi)，方(fang)便采取當前的最新技術。
輸(shu)出側(ce)每(mei)一(yi)個單(dan)元的(de)U、V輸(shu)出端子互(hu)相串(chuan)接(jie)而構成星形(xing)接(jie)法給電(dian)機(ji)供電(dian)，利用對每(mei)一(yi)個單(dan)元的(de)PWM波形(xing)開展重組，可以得到結題正弦PWM波形(xing)。該種波形(xing)的(de)正弦度(du)剛剛好，dv/dt比較小，對于電(dian)機(ji)以及電(dian)纜的(de)絕緣(yuan)沒(mei)有損(sun)壞，不需要(yao)輸(shu)出過濾(lv)波器，就能夠增加輸(shu)出電(dian)纜的(de)長(chang)度(du)，可以直接(jie)用在普(pu)通電(dian)機(ji)上(shang)。與此同(tong)時，電(dian)機(ji)的(de)諧(xie)波損(sun)耗(hao)大大降低(di)，消除負載機(ji)葉片以及軸(zhou)承的(de)振動。
如果某一個功(gong)率模塊(kuai)產生故障(zhang)的時候，利用控制使得輸出(chu)端(duan)子短路，可(ke)以把該單元旁路退出(chu)系統，變頻器就可(ke)以降額運行(xing)，這樣一來可(ke)以防止許多(duo)場(chang)合之下的停(ting)機造成(cheng)的損(sun)失。
b. 控制器
控(kong)制(zhi)器(qi)是由(you)人(ren)機(ji)(ji)操作界面(mian)(mian)(mian)、PLC以(yi)及(ji)高速(su)(su)單片(pian)處(chu)理(li)器(qi)所構成(cheng)的(de)。其中人(ren)機(ji)(ji)操作界面(mian)(mian)(mian)具備三種配置(zhi)：嵌入(ru)式(shi)工控(kong)機(ji)(ji)界面(mian)(mian)(mian)、標準操作界面(mian)(mian)(mian)、工控(kong)PC機(ji)(ji)界面(mian)(mian)(mian)，用戶(hu)可以(yi)結合需求(qiu)開(kai)展選取。單片(pian)機(ji)(ji)進行(xing)(xing)PWM的(de)控(kong)制(zhi)。人(ren)機(ji)(ji)操作界面(mian)(mian)(mian)能夠解決(jue)用戶(hu)現場與高壓(ya)變頻調(diao)速(su)(su)系統(tong)的(de)接口(kou)問(wen)題，實現友好的(de)全中文監控(kong)界面(mian)(mian)(mian)，運用起(qi)來十分(fen)便捷，同(tong)時能夠進行(xing)(xing)網絡(luo)化控(kong)制(zhi)以(yi)及(ji)遠程(cheng)監控(kong)。內置(zhi)PLC是用在柜體內開(kai)關信號的(de)邏輯處(chu)理(li)，能夠跟用戶(hu)進行(xing)(xing)靈活的(de)現場接口(kou)，滿足用戶(hu)的(de)需求(qiu)。
控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)跟功(gong)率單元之間使用的(de)(de)是光纖(xian)通信(xin)技術，高壓(ya)部分與低(di)壓(ya)部分可以進行(xing)可靠徹底的(de)(de)隔離，系統具(ju)(ju)備(bei)非常好的(de)(de)安全性(xing)能(neng)，同時(shi)具(ju)(ju)備(bei)優質的(de)(de)抗(kang)電(dian)磁干(gan)擾性(xing)能(neng)，在很大(da)程度上提升可靠性(xing)。此外(wai)，在控(kong)制(zhi)(zhi)電(dian)源掉電(dian)的(de)(de)時(shi)候，控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)可以通過(guo)配置(zhi)的(de)(de)UPS繼續(xu)供電(dian)，使得變頻器(qi)(qi)能(neng)夠持續(xu)運(yun)行(xing)。
3. 高壓(ya)變頻器在不銹鋼管(guan)廠(chang)中的(de)實際應用(yong)
在(zai)不銹鋼管廠當中(zhong)(zhong)(zhong)，經(jing)過(guo)電爐煉鋼的(de)(de)主(zhu)要材料就是(shi)一(yi)(yi)些鐵合金、渣料以及廢鋼等(deng)，在(zai)電爐冶煉、加料以及出鋼等(deng)過(guo)程(cheng)當中(zhong)(zhong)(zhong)會帶來(lai)一(yi)(yi)些污染。特別是(shi)在(zai)冶煉的(de)(de)氧化期間(jian)，會產(chan)生眾多(duo)的(de)(de)氧氣，含有非常大(da)濃度的(de)(de)煙塵，煙氣的(de)(de)溫度也是(shi)最(zui)高(gao)的(de)(de)。所以，在(zai)設計電爐除塵系統的(de)(de)時(shi)候，一(yi)(yi)般都是(shi)結合這短時(shi)間(jian)的(de)(de)最(zui)大(da)排煙量(liang)來(lai)確定的(de)(de)。在(zai)全部的(de)(de)煉鋼過(guo)程(cheng)當中(zhong)(zhong)(zhong)，吹(chui)氧期占(zhan)據比較(jiao)大(da)的(de)(de)比例，在(zai)該段時(shi)間(jian)當中(zhong)(zhong)(zhong)，風機(ji)處在(zai)高(gao)負荷運行當中(zhong)(zhong)(zhong)，相(xiang)比較(jiao)來(lai)說(shuo)，其他時(shi)段的(de)(de)風機(ji)處在(zai)低工況運行中(zhong)(zhong)(zhong)。
在(zai)浙江(jiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管廠電爐除塵系統(tong)改(gai)造(zao)過(guo)程(cheng)當中(zhong)，系統(tong)的(de)(de)重要參數包含：選取的(de)(de)除塵風(feng)機(ji)電機(ji)的(de)(de)型號(hao)(hao)是(shi)YKK800-8，它的(de)(de)額(e)定(ding)電壓(ya)是(shi)10000V，額(e)定(ding)電流是(shi)127A，額(e)定(ding)轉速(su)是(shi)747r/min，額(e)定(ding)功率(lv)是(shi)1800kW。結合電爐煉鋼(gang)的(de)(de)不(bu)(bu)同時段設置三(san)種不(bu)(bu)同頻率(lv)，把煉鋼(gang)階(jie)段的(de)(de)信號(hao)(hao)傳輸到高壓(ya)變頻器(qi)，在(zai)高壓(ya)變頻器(qi)接收信號(hao)(hao)之后，結合不(bu)(bu)同時期的(de)(de)要求進行頻率(lv)的(de)(de)調整，不(bu)(bu)但可以(yi)確保除塵的(de)(de)效果，而且(qie)熱量也不(bu)(bu)會被帶走。
綜上所述，本(ben)(ben)文對高壓變頻器的具體特征、工作原理(li)以及在(zai)不銹鋼管廠中(zhong)的節(jie)能(neng)應用開展(zhan)了探討。在(zai)本(ben)(ben)文中(zhong)可(ke)以看到，高壓變頻器的使用可(ke)以實(shi)現比(bi)較好的節(jie)能(neng)作用，在(zai)系(xi)統改(gai)造(zao)之(zhi)后可(ke)以給不銹鋼管廠節(jie)省眾(zhong)多的能(neng)源投(tou)入(ru)，減少了煉(lian)鋼的成本(ben)(ben)。
