摘要：zuoweiyitaiwanquankaodianciliqudongbingqieyujinshurongyewujiechudejinshurongyejiaobanshebei
，diancijiaobanjiketigaohejindezhengtijunyundu，suoduanronglianshijian
，jianshaoshaosun，tigaochanpinzhiliang。benwenzhuyaojieshaoleGoodrive800四象限變頻器應用在電磁攪拌設備上的優點。

關鍵詞：冶金，電磁攪拌，Goodrive800

前言

由於其具有各種優點，比如無接觸汙染
、均勻的溶液溫度
、較短的熔煉時間、相同的化學成分、減少氧化渣、低燒損、高(gao)指(zhi)數(shu)可(ke)控(kong)性(xing)和(he)高(gao)電(dian)氣(qi)化(hua)水(shui)平(ping)，作(zuo)為(wei)金(jin)屬(shu)冶(ye)煉(lian)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)關(guan)鍵(jian)設(she)備(bei)
，電(dian)磁(ci)攪(jiao)拌(ban)機(ji)已(yi)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)冶(ye)金(jin)行(xing)業(ye)。變(bian)頻(pin)電(dian)源(yuan)是(shi)電(dian)磁(ci)攪(jiao)拌(ban)機(ji)的(de)重(zhong)要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)，其(qi)特(te)點(dian)決(jue)定(ding)了(le)金(jin)屬(shu)冶(ye)煉(lian)的(de)質(zhi)量(liang)、節能效果、攪拌質量指數。一般來說


，電磁攪拌機的傳統電源是AC-AC或兩象限AC-DC-AC
，其中存在許多缺陷
，比如功率因數低、諧波幹擾大、電網能量回饋不可行、突然斷電時容易致使爆炸事故。而四象限變頻器可以科學配置，給電磁攪拌係統提供變頻電源，從而可避免傳統電源的諸多缺陷。

I.工作原理

感應電磁攪拌機主要由變頻電源和電感器組成。根據電磁感應原理，高強度的磁場作用於金屬溶液（導體）
，因此使得它有規律地移動。變頻電源改變50/60Hz交流工頻為可調輸出電壓0.5~5.0Hz 變(bian)頻(pin)分(fen)離(li)低(di)頻(pin)電(dian)源(yuan)
，當(dang)電(dian)源(yuan)通(tong)過(guo)電(dian)感(gan)器(qi)時(shi)形(xing)成(cheng)交(jiao)替(ti)移(yi)動(dong)磁(ci)場(chang)，移(yi)動(dong)磁(ci)場(chang)通(tong)過(guo)穿(chuan)透(tou)在(zai)爐(lu)底(di)部(bu)的(de)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)板(ban)對(dui)金(jin)屬(shu)溶(rong)液(ye)產(chan)生(sheng)作(zuo)用(yong)，在(zai)磁(ci)場(chang)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)
，金(jin)屬(shu)溶(rong)液(ye)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying)電(dian)動(dong)勢(shi)和(he)感(gan)應(ying)電(dian)流(liu)

，同(tong)時(shi)在(zai)磁(ci)場(chang)的(de)交(jiao)互(hu)作(zuo)用(yong)下(xia)，感(gan)應(ying)電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)電(dian)磁(ci)力(li)
，從(cong)而(er)使(shi)金(jin)屬(shu)溶(rong)液(ye)有(you)規(gui)律(lv)地(di)移(yi)動(dong)，達(da)到(dao)溶(rong)液(ye)攪(jiao)拌(ban)的(de)目(mu)的(de)。改(gai)變(bian)移(yi)動(dong)磁(ci)場(chang)的(de)方(fang)向(xiang)和(he)強(qiang)度(du)能(neng)有(you)效(xiao)地(di)控(kong)製(zhi)金(jin)屬(shu)液(ye)的(de)攪(jiao)拌(ban)方(fang)向(xiang)和(he)強(qiang)度(du)。電(dian)磁(ci)攪(jiao)拌(ban)示(shi)意(yi)圖(tu)如(ru)圖(tu)（1）所示。

              

圖（1）電磁攪拌示意圖

II.變頻電源的技術要求

•變頻分離控製

•上位機觸摸屏和MODBUS之間的通信

•電壓等級：AC 380V

•功率因數≥0.96，滿負荷在0.98以上

•AC-DC-AC四象限變頻器

•允許三相輸出電流不平衡度≥15％

•可調頻率0.5Hz-5HZ
，正常運行頻率0.5Hz-1Hz

•頻率調整分辨率0.1Hz（至少）
，0.05Hz（最佳）

•可設定運行時間

•倒計時停止設置

•低頻大電感器件

•需要考慮緊急停止時負載電感的能量釋放

III.變頻電源的選擇和配置

名稱	型號	額定電壓	額定功率	數量	備注
LCL過濾器	GD800-01-0090-4	AC380V	90kW	1
整流模塊	GD800-51-0090-4	AC380V	90kW	1
逆變器模塊	GD800-51-0200-4	AC380V	200kW	1
輸出反應器	ACL2-160-4	AC380V		1
製動單元	DBU100H-320-4	DC560V		1
製動電阻	520W 10Ω±5%			4
Profibus-DP通訊卡	EC-TX103			1

 

IV.接線圖

圖（2） 四象限變頻器主電路接線圖

V. Goodrive800四象限變頻器應用在電磁攪拌設備上的優點

變頻電源Goodrive800四象限變頻器是一款專為高端市場而研發的高性能變頻器。其電流額定值是根據在高負載情況而設計的
，因此它適用於高過載容量、高可靠性和連續運行的環境。

通過采用國際流行的模塊化設計，Goodrive800四象限變頻器可以提供整流單元、逆變單元和濾波器單元或一整套設備，以滿足OEM和集成係統用戶和客戶的要求。其技術特點如下：

◆整流采用IGBT有功部分，PWM調製可以把再生能量轉換為電力
，然後反饋給電網，功率因數可以達到0.98以上，因此
，可以實現最大化節能；

◆母線電壓和輸出電壓連續
、可控、穩定（電網側電壓波動影響較少），解決了因AC-AC變頻器或普通二象限變頻器的大電壓波動而對金屬冶煉產生的影響；

◆提供變頻控製、開環矢量控製和閉環矢量控製

，支持變頻分離
，解決了電磁攪拌機在特殊負載情況下正常工作時
，安全停機的自動保護問題；

◆采用模塊化結構設計

，便於組裝和現場維護；各單元的接線均為頂入底出
，滿足了公共直流母線方案。

◆各單元之間采用光纖通信

，以實現主控板和單元控製之間光電隔離
，在長距離傳輸的特殊要求下，確保係統的可靠性
；

◆支持多種通訊協議包括Modbus
、Profibus、CAN、以太網和DeviceNet
，適用於各類工業領域的應用；

◆提供完善的變頻保護功能。除了傳統的保護功能，比如過流保護、過壓保護、過溫保護，還關注電機側的保護，通過溫度檢測端，實時檢測電機的運行溫度，以提供有效的過溫保護；

◆標準STO（安全關斷），SS1（安全停止1）

，SLS（安全限速）

，SBC（安全製動控製）保護最大化地確保係統的安全性和可靠性；

◆EMC性能滿足C3要求。

VI.現場調試和參數設置

Goodrive800四象限變頻器整流單元的參數設置：

功能碼	名稱	設置值	說明
P00.00	工作模式	0	整流模式
P00.03	運行模式	0	Cosφ模式
P00.05	DC母線電壓	670	製動單元滯後曲線的下限是680V，適當降低DC母線電壓參照值
P00.07	載頻	3.0	默認設置
P00.08	PWM控製	1	三相調製

Goodrive800四象限變頻器逆變單元的參數設置：

功能碼	名稱	設置值	說明
P00.00	速度控製模式	2	變頻控製
P00.03	最大輸出頻率	10Hz
P00.04	運行頻率上限	2Hz
P00.11	ACC時間1	40s
P00.12	DEC time 1 DEC時間1	40s
P04.00	變頻曲線設置	5	變頻曲線隔離
P04.09	電機轉差率補償增益	0%
P04.10	低頻振動控製係數	0
P04.11	高頻振動控製係數	0
P04.27	電壓設置	6	PID額定電壓
P04.29	增壓時間	5s
P04.30	減壓時間	1s
P09.00	PID參考源	0	鍵盤數字參考
P09.02	PID反饋源	9	輸出電流為PID反饋源
P09.04	比例增益	0.6
P09.05	整體時間	0.12
P11.05	電流限製作用	0	無效電流限製

由於變頻電源的負荷為較大電感（約25mH），會存在因大電感的能量釋放而引起的衝擊。行業應用中的技術難點是：1.在0.8~2Hz運行頻率
，350A工作電流和45°C環境溫度的情況下，保持長時間穩定運行
；2.滑行停車時，可以成功釋放大電感能量，對電網無任何衝擊，也不會引起故障報警
；3.在電網異常關閉情況下，確保大電感能量可以成功釋放；4.在額定負載（320A）的情況下
，反饋到電網的功率因數應不低於96％。

為了保證在滑行停車或電網異常關閉的情況下，能夠成功釋放大電感能量
，在變頻電源的DC母線上增加製動單元和製動電阻
，以便及時釋放再生能量。最後，進行負載測試，在額定負載下，能量回饋功率因數達0.98以上。至此，調試圓滿成功，受到客戶高度讚揚。

                

圖（3）Goodrive800四象限變頻器                     圖（4）Goodrive800逆變單元

VII.結論

隨著經濟的快速發展，中國更加重視工業汙染和工業設備的節能。由於其各種優點
，如綠色、環保、節能以及功能完善


，Goodrive800四象限變頻器將被廣泛應用於冶金行業的電磁攪拌設備上。

[1] 深圳市英威騰電氣股份有限公司《GD800係列變頻速度控製係統操作說明書》