設(shè)備概況

燒結(jié)廠配料除塵風(fēng)機(jī)電機(jī)為200KW高壓異步電機(jī)，機(jī)組的主要參數(shù)如下：

除塵風(fēng)機(jī)參數(shù)

型號Y4-73

風(fēng)量145000m³/h

風(fēng)壓4000Pa

電機(jī)參數(shù)

電機(jī)型號YKK3554-6

額定功率200KW

額定電壓6000V

額定電流24A

額定轉(zhuǎn)速985rpm

高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)

改造采用JD-BP37-240F功率單元串聯(lián)多電平高壓大功率變頻器，以下是對JD-BP37-240F高壓變頻器的一些介紹。

JD-BP37-240F高壓變頻器主要性能指標(biāo)

變頻器功率240KW

額定輸出電流32A

輸入頻率50HZ±5HZ

額定輸入電壓6KV

允許電壓波動±20%

輸入功率因數(shù)≥0.98

輸出頻率范圍0～50HZ

輸出電壓范圍0～6KV

頻率分辨率0.01HZ

加速時間可由用戶生產(chǎn)工藝設(shè)定

減速時間可由用戶生產(chǎn)工藝設(shè)定

變頻器效率≥96%

過載能力100%連續(xù)160%連續(xù)1min220%允許1.5S

防護(hù)等級IP20

JD-BP37-240F高壓變頻調(diào)速器主要技術(shù)性能

1、高——高電壓源型變頻器，直接6KV輸入，直接6KV輸出，無須任何輸出變壓器或?yàn)V波器，適配于普通高壓電動機(jī)，對電機(jī)、電纜絕緣無損害。

2、輸入功率因數(shù)高，電流諧波小，無須功率因數(shù)補(bǔ)償、諧波抑制裝置。

3、單元電路模塊化設(shè)計(jì)，維護(hù)簡單，互換性好。

4、輸出階梯正弦PWM波形。

5、高壓主回路與控制器之間為光纖連接，強(qiáng)弱電隔離，安全可靠。

6、完善的故障檢測，精確的故障保護(hù)及準(zhǔn)確的定位顯示和報(bào)警。

7、內(nèi)置PLC，易于改變控制邏輯關(guān)系，可靈活選擇現(xiàn)場控制/遠(yuǎn)程控制，適應(yīng)現(xiàn)場多變需求。

8、采用載波移相控制技術(shù)，大大抑制了輸出電壓的諧波成分，保證輸出波形是完美正弦波。

9、控制電源與高壓電相互獨(dú)立，無高壓可以檢測變頻器輸出，便于現(xiàn)場調(diào)試以及培訓(xùn)操作人員，便于維護(hù)。

10、采用準(zhǔn)優(yōu)化SPWM調(diào)制技術(shù)，電壓利用率高。

11、功率單元經(jīng)24小時高溫老化、150％負(fù)載試驗(yàn)，可靠性高。

12、中文Windows操作界面，彩色液晶觸摸屏操作。用戶操作監(jiān)控系統(tǒng)界面十分友好和完善，系統(tǒng)包括上位機(jī)（商用PC機(jī)）、下位機(jī)（工控機(jī)）、單片機(jī)。其中單片機(jī)給用戶提供一個4位LED數(shù)碼顯示屏和一個12鍵的小鍵盤操作平臺，可對變頻器進(jìn)行全部操作，包括參數(shù)設(shè)置和各種運(yùn)行指令。工控機(jī)用觸摸屏和通用鍵盤給用戶提供操作平臺，其功能更齊全，包括參數(shù)設(shè)定、功能設(shè)定、運(yùn)行操作、運(yùn)行數(shù)據(jù)打印、故障查詢等等。上位機(jī)（商用PC機(jī)）放在總控室，可對多臺變頻器進(jìn)行遙測、遙控。若只有一臺變頻器，上位機(jī)可省，或讓客戶自定。

13、可接收和輸出多路工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號。

14、可打印輸出運(yùn)行報(bào)表。

高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)

JD-BP37-240F高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用直接“高-高”變換方式，屬電壓源型，采用功率單元多電平串聯(lián)方式，以新型西門子IGBT為主控器件，全數(shù)字化控制，彩色液晶觸摸屏控制，以高可靠性、易操作、高性能為設(shè)計(jì)目標(biāo)的優(yōu)質(zhì)變頻調(diào)速器。它對電網(wǎng)諧波污染小，輸入電流諧波畸變小于1%，直接滿足IEEE519-1992的諧波抑制標(biāo)準(zhǔn)，輸入功率因數(shù)高，不必采用輸入諧波濾波器和功率因數(shù)補(bǔ)償裝置；輸出波形質(zhì)量好，不存在諧波引起的電機(jī)附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動、噪音、輸出d

v/dt、共模電壓等問題，不必加輸出濾波器，就可以使用普通的異步電機(jī)風(fēng)光高壓變頻器，采用若干個低壓逆變器功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接高壓輸出，所用的6kv高壓變頻器，變壓器有18組付邊繞組，分為6個功率單元∕相，三相共18個單元，采用36脈沖整流，輸入端的諧波成分遠(yuǎn)低于國標(biāo)規(guī)定，高壓變頻器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，單元電路的主電路如圖2所示，旁路支路采用可控硅模塊。

圖1高壓變頻器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2單元電路主電路

系統(tǒng)功能

1單元旁路功能

當(dāng)某個功率模塊發(fā)生故障時自動旁路運(yùn)行，變頻裝置不停機(jī)，但需降額使用，即在每個功率單元輸出端之間并聯(lián)旁路電路，當(dāng)功率單元故障時，封鎖對應(yīng)功率單元IGBT的觸發(fā)信號，然后讓旁路SCR導(dǎo)通，保證電機(jī)電流通過，仍形成通路。為保證三相輸出電壓對稱，在旁路故障功率單元的同時，另外兩相對應(yīng)的兩個功率單元也同時旁路。

2保護(hù)功能

變頻裝置有過電壓、欠電壓、過電流、缺相、變頻器過載、變頻器過熱、電機(jī)過載等保護(hù)功能。

①過流保護(hù)。電機(jī)電流的160%，允許1min,超過則立即保護(hù)。

②過載保護(hù)。電機(jī)電流的120%，每10min允許1min（反時限特性），超過則保護(hù)。

③單元過壓保護(hù)。檢測每個單元的直流母線電壓，如果超過設(shè)定的數(shù)值，則變頻器進(jìn)行過壓保護(hù)。

④單元欠壓保護(hù)。檢測每個單元的直流母線電壓，如果低于設(shè)定的數(shù)值，則變頻器進(jìn)行欠壓保護(hù)。

⑤變頻器過熱保護(hù)。輸入側(cè)整流變壓器和功率單元放置溫度檢測元件，一旦超過溫度極限閥值，則變頻器進(jìn)行過熱保護(hù)。

⑥缺相保護(hù)。缺相分輸入側(cè)缺相和輸出側(cè)缺相兩種。有相應(yīng)檢測回路，缺相后則進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)。

常見問題的處理

JD-BP37-240F高壓變頻器具有高度的智能化水平和完善的故障檢測電路，并能對所有故障提供精確的定位，在工控機(jī)界面上作出明確的指示。用戶可以根據(jù)工控機(jī)顯示的故障信息，分別采取相應(yīng)的處理措施。

為保證設(shè)備的可靠性，使設(shè)備最大程度不間斷運(yùn)行。系統(tǒng)發(fā)生下列故障時，按照一般故障處理：變壓器輕度過熱，柜門連鎖故障，單元柜風(fēng)機(jī)故障，工控機(jī)故障。對于一般故障的發(fā)生，系統(tǒng)不作記憶處理。系統(tǒng)運(yùn)行時如果發(fā)生這類故障，變頻器并不停機(jī)保護(hù)，只是發(fā)出報(bào)警信息。在停機(jī)狀態(tài)下，如果存在這類故障，用戶還能進(jìn)行啟動等操作。

系統(tǒng)發(fā)生下列故障時，按照重故障處理。單元重故障，變壓器嚴(yán)重過熱，以上重故障發(fā)生后，系統(tǒng)作記憶處理。故障一旦發(fā)生，系統(tǒng)報(bào)警并自動跳閘停機(jī)。只有故障徹底排除后，才能重新開機(jī)。

系統(tǒng)改造方案

燒結(jié)廠配料除塵風(fēng)機(jī)電機(jī)的改造方案主回路如下圖3所示：

圖3控制方案接線圖

K₀用戶原高壓開關(guān)

K₁、K₂和K₃變頻器旁路開關(guān)柜高壓隔離開關(guān)

BPQJD-BP37-240F高壓變頻器

高壓電動機(jī)

變頻器控制配料除塵風(fēng)機(jī)為一拖一控制，旁路開關(guān)柜用于工/變頻切換。K₁，K₂和K₃為三個高壓隔離開關(guān)，要求K₂和K₃不能同時閉合，在機(jī)械上實(shí)現(xiàn)互鎖。K₃斷開，K₁和K₂閉合，風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行；K₁和K₂斷開，K₃閉合，風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行。

現(xiàn)場運(yùn)行情況

與原系統(tǒng)比較，引進(jìn)高壓變頻器有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠。變頻器自正式投運(yùn)以來，連續(xù)無故障運(yùn)行，只需定期對變頻器除塵處理，不用停機(jī)，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。

2、可根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際粉塵濃度，通過變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到除塵又節(jié)能的目的。

3、減少了維護(hù)費(fèi)用。由于對電機(jī)實(shí)現(xiàn)真正的軟啟動，軟停止，所以對電機(jī)、風(fēng)機(jī)、擋板等各種設(shè)備以及電網(wǎng)的啟動沖擊大大減少，減少了設(shè)備的維護(hù)，延長了設(shè)備的使用壽命，大大降低了維護(hù)成本。

4、減輕了值班人員的勞動強(qiáng)度。原配料除塵系統(tǒng)有多個可操作閥門，在工頻運(yùn)行時，為了調(diào)節(jié)風(fēng)量和滿足工藝要求，需經(jīng)常調(diào)節(jié)閥門，現(xiàn)場值班人員的操作繁瑣；變頻改造后，所有閥門始終處于打開位置，需要調(diào)節(jié)風(fēng)量時，只需在值班室調(diào)節(jié)變頻器遠(yuǎn)控箱的運(yùn)行頻率即可，大大減少了現(xiàn)場人員的工作量，提高了工作效率。

5、變頻器具有多項(xiàng)保護(hù)功能，十分完善。與原來舊系統(tǒng)相比較，變頻器具有過流、短路、過壓、欠壓、缺相、溫升保護(hù)等多項(xiàng)保護(hù)功能，更精確地保護(hù)了電機(jī)。

6、節(jié)能效果顯著，大大降低了除塵電耗。為了對除塵系統(tǒng)變頻改造后的效果進(jìn)行評價，在系統(tǒng)投入正常運(yùn)行后對設(shè)備實(shí)際使用和節(jié)電情況進(jìn)行了測定和數(shù)據(jù)分析。變頻改造前后工況相同，隨機(jī)抽取一個正常工作日，將系統(tǒng)切換工頻運(yùn)行采用閥門調(diào)節(jié)風(fēng)量，網(wǎng)側(cè)計(jì)量耗電量，然后將系統(tǒng)切換變頻運(yùn)行，計(jì)量耗電量，具體數(shù)據(jù)如下表：

通過上表可以得出以下結(jié)論：除塵系統(tǒng)在變頻改造后較改造前，節(jié)電率高達(dá)46％，節(jié)能效果顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]山東新風(fēng)光電子使用手冊[Z].山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司。

[2]山東新風(fēng)光電子JD-BP37-240F高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)濟(jì)鋼調(diào)試大綱。

[3]山東新風(fēng)光電子JD-BP37-240F高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)濟(jì)鋼驗(yàn)收報(bào)告。