北京利德華福電氣技術有限公司　供稿

一
、引言
       冶ye金jin工gong業ye是shi國guo民min經jing濟ji生sheng產chan中zhong的de能neng源yuan消xiao耗hao大da戶hu，已yi被bei列lie為wei國guo家jia節jie約yue資zi源yuan的de重zhong點dian領ling域yu之zhi一yi。在zai國guo務wu院yuan提ti出chu加jia快kuai建jian設she節jie約yue型xing社she會hui的de政zheng策ce環huan境jing下xia

，提ti高gao冶ye金jin行xing業ye的de節jie能neng技ji術shu和he應ying用yong水shui平ping，建jian立li節jie約yue型xing冶ye金jin工gong業ye體ti係xi意yi義yi重zhong大da。在zai當dang前qian國guo內nei外wai能neng源yuan供gong需xu矛mao盾dun突tu出chu的de情qing況kuang下xia，冶ye金jin生sheng產chan企qi業ye必bi須xu通tong過guo各ge種zhong途tu徑jing降jiang低di能neng耗hao，以yi獲huo得de最zui佳jia的de經jing濟ji效xiao益yi和he最zui高gao的de勞lao動dong生sheng產chan率lv。
    在冶金的生產中，風機大馬拉小車現象嚴重，同時由於工況、產量的變化，係統所需求的風量也隨之變化。大部分風機采用傳統做法，即調節進
、出風口擋板開度大小來實現風量調節，而該方法是以增加風阻、犧xi牲sheng風feng機ji的de效xiao率lv來lai達da到dao要yao求qiu的de，損sun耗hao嚴yan重zhong。風feng機ji電dian動dong機ji如ru果guo利li用yong變bian頻pin調tiao速su技ji術shu改gai變bian設she備bei的de運yun行xing速su度du
，以yi調tiao節jie風feng量liang的de大da小xiao，可ke以yi既ji滿man足zu生sheng產chan要yao求qiu
，又you達da到dao節jie約yue電dian能neng，同tong時shi減jian少shao因yin調tiao節jie擋dang板ban而er造zao成cheng擋dang板ban和he管guan道dao的de磨mo損sun及ji經jing常chang停ting機ji檢jian修xiu所suo造zao成cheng的de經jing濟ji損sun失shi。在zai冶ye金jin行xing業ye中zhong電dian動dong機ji負fu載zai電dian耗hao就jiu占zhan成cheng本ben近jin30％，而拖動風機用的高壓電動機在電機中占有很大的比重，目前，行業普遍認為高壓風機電動機的變頻調速改造是降耗增效的主要措施。
二、項目介紹

2.1項目簡介

某鋼鐵公司二期燒結有兩條240㎡燒結機生產線，有四台燒結主抽風機。有四台燒結主抽風機，電機都是4800KW的de同tong步bu機ji。燒shao結jie主zhu抽chou風feng機ji是shi燒shao結jie生sheng產chan的de主zhu要yao設she備bei，擔dan負fu著zhe燒shao結jie燃ran燒shao過guo程cheng中zhong持chi續xu送song風feng功gong能neng，並bing產chan生sheng負fu壓ya

，使shi燒shao結jie混hun勻yun礦kuang在zai台tai車che中zhong至zhi上shang而er下xia充chong分fen燃ran燒shao，從cong而er形xing成cheng燒shao結jie礦kuang。由you於yu受shou燒shao結jie生sheng產chan中zhong諸zhu多duo因yin素su（料層厚度、設備漏風等）的影響
，在生產過程中常常需要根據燒結機的實際情況不斷調整主抽風機的風量、負fu壓ya等deng風feng係xi統tong參can數shu，使shi之zhi滿man足zu燒shao結jie生sheng產chan。原yuan來lai為wei滿man足zu不bu同tong的de進jin料liao量liang和he工gong藝yi指zhi標biao
，要yao靠kao調tiao節jie風feng門men擋dang板ban開kai度du調tiao節jie風feng量liang。采cai用yong此ci方fang法fa調tiao節jie精jing度du低di，能neng耗hao高gao，啟qi動dong衝chong擊ji大da。用yong戶hu經jing過guo多duo方fang調tiao研yan，將jiang這zhe4台燒結主抽風機改造為用高壓變頻調速係統進行調速，節能效果非常顯著
，調節風量方便，精度高，啟動平滑無衝擊，用戶非常認可。

   2.2電機參數： 

參數名稱	數   值	單位
電機型號	T4800-6/1730
出品編號	08T0610
電機額定電壓	10000	V
電機額定電流	319	A
電機額定頻率	50	Hz
電機額定功率	4800	kW
電機額定轉速	10000	rpm
電機極對數	3	對極
電機額定效率	0.9
額定勵磁電流	395	A
額定勵磁電壓	67	V

  

2.3運行工況： 傳統形式的燒結主抽風係統為
，主抽風機電機始終工作在工頻電網下，對燒結生產中的風量

、負壓的調節僅通過改變風機擋板開度來實現，此種方式已沿用多年，並逐漸暴露出了其內在的不足：

1、對風機擋板控製相對粗略，無法較準確地調整風機的風量等係統參數。

2、風機始終工作在工頻狀態，無節能效果

，提高了燒結礦成本。

3、風機功率巨大

，配套軟啟動器無法完全解決電機啟動時對電網的衝擊，且連續啟動次數僅局限在3次以下。
        采(cai)用(yong)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)之(zhi)後(hou)，對(dui)於(yu)燒(shao)結(jie)風(feng)係(xi)統(tong)參(can)數(shu)的(de)調(tiao)節(jie)，完(wan)全(quan)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)調(tiao)整(zheng)主(zhu)抽(chou)電(dian)機(ji)轉(zhuan)速(su)來(lai)完(wan)成(cheng)，並(bing)能(neng)實(shi)時(shi)修(xiu)改(gai)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)，非(fei)常(chang)平(ping)滑(hua)地(di)實(shi)現(xian)燒(shao)結(jie)生(sheng)產(chan)中(zhong)風(feng)、負壓的調節功能。與傳統的控製係統相比，其主要優勢在於：

1

、風機擋板可開至100%，生產中僅需調節風機轉速即可滿足燒結生產所需係統參數，滿足生產。

2、youyushejifengjishijunkaolvlegonglvdefuyuliang
，guzaishijishengchanzhong，fengjijingongzuozaigongpinyixiabiannengmanzushengchan，congerjieshengdaliangdianneng
，jiangdishaojiekuangdunhaochengben。

3、高壓變頻啟動風機電機，對電網無衝擊，啟動曲線平滑
，延長電機壽命
，在啟動條件允許的情況下，重複啟動次數不受任何限製。
      

   3.1原理簡介：HARSVERT-s係列高壓變頻調速係統采用單元串聯多電平技術
，屬“高-高”dianyayuanxingbianpinqi，weidanyuanchuanlianduodianpingtuopujiegou
，zhutijiegouyouduozugonglvmokuaichuanlianercheng，congeryougezudiyadiejiaerchanshengxuyaodegaoyashuchu，taduidianwangxiebowuranxiao，zongxiebojibianxiaoyu4%
，直接滿足IEEE519-1992的諧波抑製標準，輸入功率因數高，不必采用輸入諧波濾波器和功率因數補償裝置
；輸出波形質量好，不存在諧波引起的電機附加發熱和轉矩脈動噪音
、輸出dv/dt、共模電壓等問題
，不必加輸出濾波器
，就可以使用於普通的同步電機， 10kV每個係統共有24個功率單元，每8個功率單元串連構成一相
，其係統結構如圖1所示。

 

圖1：高壓變頻器係統結構

 

逆變器輸出采用多電平移相式PWM技術
，同一相的功率單元輸出相同幅值和相位的基波電壓，但串聯各單元的載波之間互相錯開一定電角度，實現多電平PWM
，輸出電壓非常接近正弦波。輸出電壓每個電平台階隻有單元直流母線電壓大小，所以dv/dt 很小。功率單元采用相對較低的開關頻率，以降低開關損耗

，提高效率
，變頻器額定效率可達98%，考慮輸入變壓器後的總體效率仍在97%以上

3.2高壓變頻調速係統和用戶勵磁櫃的協調控製

  a、高壓變頻調速係統提供給勵磁係統的開關量輸出3路：

■勵磁啟動/停止指令：表示勵磁係統在接受到此信號後，以當前設定的勵磁電壓、勵磁電流、工作方式立即投入運行
，無此信號時勵磁係統應處於停止狀態
，此信號為連續信號。

■ 增加勵磁信號：表示勵磁係統接受到此信號後
，以一定的斜率增大勵磁電壓或勵磁電流，此信號為脈衝信號。

■ 減少勵磁信號：表示勵磁係統接受到此信號後，以一定的斜率減少勵磁電壓或勵磁電流
，此信號為脈衝信號。

以上所有數字量采用無源接點輸出，定義為接點閉合時有效。除特別注明外，接點容量均為AC220V
、3A/DC24V
，1A。

■變頻運行功率因數（需要在勵磁係統櫃體上安裝一塊數字顯示的儀表, 顯示範圍可設定）。

變頻器提供1路4～20mADC的電流源輸出（變頻器供電）
，帶負載能力均為250Ω。

■勵磁係統就緒：表示勵磁係統處於待機狀態，收到啟動信號後即可立即投入運行，此信號為連續信號。

■勵磁係統運行/停止：0表示勵磁係統處於停止狀態，1表示勵磁係統處於運行狀態
，此信號為連續信號。

■ 勵磁係統故障：表示勵磁係統有故障
，處於停止狀態時不能啟動
，處於運行狀態時需要立即停機，此信號為連續信號。

經jing過guo上shang麵mian的de於yu勵li磁ci係xi統tong的de改gai造zao後hou，變bian頻pin器qi可ke以yi根gen據ju電dian機ji運yun行xing的de實shi際ji功gong率lv因yin數shu自zi動dong調tiao節jie勵li磁ci電dian流liu。原yuan來lai勵li磁ci係xi統tong的de自zi動dong調tiao節jie功gong能neng取qu消xiao，勵li磁ci係xi統tong根gen據ju變bian頻pin調tiao速su係xi統tong的de增zeng勵li磁ci信xin號hao和he減jian勵li磁ci信xin號hao來lai做zuo相xiang應ying的de調tiao整zheng即ji可ke。因yin此ci用yong戶hu調tiao節jie風feng量liang時shi，隻zhi要yao調tiao節jie變bian頻pin調tiao速su係xi統tong的de運yun行xing頻pin率lv即ji可ke，變bian頻pin調tiao速su係xi統tong會hui自zi動dong調tiao節jie勵li磁ci電dian流liu。此ci種zhong方fang法fa簡jian單dan可ke靠kao
，操cao作zuo方fang便bian，應ying用yong效xiao果guo良liang好hao。

 

3.3上位機控製：上位機控製係統，采用RS485通(tong)訊(xun)。可(ke)靠(kao)性(xing)高(gao)，不(bu)受(shou)現(xian)場(chang)複(fu)雜(za)環(huan)境(jing)的(de)幹(gan)擾(rao)，傳(chuan)輸(shu)距(ju)離(li)遠(yuan)，運(yun)行(xing)穩(wen)定(ding)
，得(de)到(dao)用(yong)戶(hu)的(de)好(hao)評(ping)。操(cao)作(zuo)員(yuan)可(ke)以(yi)在(zai)上(shang)位(wei)機(ji)上(shang)時(shi)刻(ke)監(jian)視(shi)變(bian)頻(pin)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)，並(bing)可(ke)在(zai)上(shang)位(wei)機(ji)進(jin)行(xing)啟(qi)動(dong)、停機、複位、調頻等操作。此係統操作簡單，中文界麵，人機會話功能實用可靠。

 

 

   （1）變頻器采用觸摸式人機界麵，可隨時顯示電壓、電流、頻率、電機轉速，可非常直觀地顯示電機在任何時間的實時狀態。可以查看輸出電壓及輸出電流波形
，及時掌握運行情況。

    （2）精確的頻率分辨率和調速精度
，完全可以滿足生產工藝工況的需要。

    （3）采用自主研發的上位機控製係統，可靠性高，不受現場複雜環境的幹擾
，傳輸距離遠，運行穩定，得到用戶的好評。

    （4）具ju有you電dian力li電dian子zi保bao護hu和he工gong業ye電dian氣qi保bao護hu功gong能neng
，保bao證zheng變bian頻pin器qi和he電dian機ji在zai正zheng常chang運yun行xing和he故gu障zhang時shi安an全quan可ke靠kao。由you於yu變bian頻pin調tiao速su係xi統tong設she置zhi的de保bao護hu值zhi較jiao小xiao，所suo以yi用yong戶hu對dui其qi電dian機ji的de保bao護hu非fei常chang放fang心xin。

    （5）電機可實現軟啟動、軟製動；啟動電流小，小於電機的額定電流；電機啟動的時間連續可調

，減少了對電網的影響。

    （7）減少配件損耗，提高勞動生產效率。

    （8）係統效率得到提高，消除了風門擋板的損失，取得節能效果。

    （9）由於風機采用轉速調節後
，工作特性改變，設備工況得到改善
，延長設備使用壽命。

    變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)係(xi)統(tong)在(zai)主(zhu)抽(chou)風(feng)機(ji)上(shang)的(de)應(ying)用(yong)
，又(you)一(yi)次(ci)證(zheng)明(ming)了(le)高(gao)壓(ya)風(feng)機(ji)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)是(shi)降(jiang)耗(hao)增(zeng)效(xiao)的(de)主(zhu)要(yao)措(cuo)施(shi)。對(dui)冶(ye)金(jin)行(xing)業(ye)燒(shao)結(jie)主(zhu)抽(chou)風(feng)機(ji)進(jin)行(xing)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)節(jie)能(neng)改(gai)造(zao)，將(jiang)使(shi)企(qi)業(ye)改(gai)善(shan)工(gong)藝(yi)，提(ti)高(gao)調(tiao)速(su)精(jing)度(du)，使(shi)生(sheng)產(chan)線(xian)設(she)備(bei)利(li)用(yong)率(lv)得(de)到(dao)保(bao)證(zheng)，降(jiang)低(di)設(she)備(bei)運(yun)行(xing)與(yu)維(wei)護(hu)費(fei)用(yong)，延(yan)長(chang)電(dian)機(ji)等(deng)設(she)備(bei)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)
，獲(huo)得(de)顯(xian)著(zhu)的(de)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)。