黄晓东
【摘 要】交流电机变频调速是当今节约电能，改善生产工艺流程，提高产品质量，以及改善运行环境的一种主要手段。变频调速以其高效率，高功率因数，以及优异的调速和启制动性能等诸多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。随着技术研究的进一步深入，在理论上和功能上国产高压变频器已经可以与进口变频器相比肩对于炼钢除尘方面，随着环保要求的严格及节能生产，降低成本的理念，正逐渐使用高压变频代替原先的耦合器调速。
【关键词】高压变频 除尘 应用
随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的发展，电气传动技术正经历着比较大的革新。工业生产领域大量使用的高压感应异步电动机，已经可以进行直接的电子控制，即由原来的改变其它机械环节的控制方法到直接改变供给的交流电源的频率和幅值的变压变频控制方法，进行速度调节和位移控制，从而可以提高生产工艺，降低能源消耗[1]。特别是在当今面临能源危机的条件下，节能降耗不仅有近期的直接经济效益，更有长远的社会效益。
花山分厂三炼钢原先风机流量控制通过液力耦合器及通过过调节挡板的开度来实现的，液力耦合器属于损耗功率控制型（机械）调速装置，其原理决定了液力耦合器有8-10%的速度损失。另液力耦合器是用液压油传递功率，因此速度控制不稳定、功率因数低、调速精度差，不能适应频繁的调节转速，对于节能生产不利。为此使用高压变频替代液偶也成为一种趋势。
1 现场设备技术参数
电机：额定电压6KV 额定功率1250KW 额定电流123A
风机：流量68万立方米/小时
2 一次系统方案
现场控制方式均采用一拖一方式，变频器配有手动旁路柜，以保证自身故障或者现场设备检修时能够旁路继续运行，确保生产的正常运行，如图1所示。
手动旁路柜内安裝3只隔离刀闸，分别隔离变频器、高压侧电源、电动机。采用一拖一手动旁路柜，正常运行时，QF、QS1、QS2闭合，QS3断开，采用变频器运行方式，当变频器有故障不能运行时，QF、QS3闭合，QS1、QS2断开，采用工频运行方式。QS2、QS3不能同时闭合，实现互锁，高压变频器与QF进行联锁，变频器故障同时跳开QF开关，同时允许QF开关合闸，使系统工频旁路运行。用户开关QF和电机M均为现场原有设备[2]。
根据电机功率选用森兰SBH系列高压变频器，输出电流154A，适配1250KW/6kv普通高压电机，具有完善的自控能力，能够稳定的融入现场DCS控制系统中，达到远程操作以及集中控制的要求。
该变频器使用交-直-交直接高压方式，主电路开关元件为IGBT，由于耐压限制，无法直接逆变输出6kv，因此采用功率单元串联方式，如图2所示。
2.1 SBH系列变频器有三种控制方式
本地控制、远程控制、及上位控制。分厂使用上位控制，通过MODBUS通讯协议转化为以太网数据，再和现场PLC进行以太网通讯，所有变频器信号均经过PLC处理。除变频本身故障外，除尘本体故障（如风机振动超标、喷吹压力过低等故障信号）也参与变频器控制。
2.2 SBH系列高压变频器具有开环及闭环两种运行方式
闭环运行控制主要通过烟气检测实现转速控制，实现节能环保生产。为防止电机转速过低，引起共振现象及对电机及机械部件保护，设定最小频率为40HZ，40HZ频率下运行时输出功率600KW，可大幅降低电耗。开环控制主要用于烟气仪出现故障后，人为干预变频转速控制，防止发生除尘效果不佳影响环境。
3 使用高压变频器的好处
变频改造后，实现电机软启动，启动电流小于额定电流，启动更平滑。
功率因数提高到0.95以上（未改造之前功率因数为0.86），减小了线路损耗。根据烟尘量自动调节频率，实现节能。
减少了维护工作量和维护成本，延长了设备使用寿命。
调速范围宽，精度高，风机风量可根据生产工艺需要变化调节。
高压变频器具有：过流、短路、过压、欠压、缺相、温升保护等多项保护功能，十分完善，更好的保护了电机。
改善运行工况，减低人工劳动强度。
4 使用高压变频的注意要点
高压送电5秒后，单元柜高压指示灯亮，间隔3分钟后方可启动变频器，其次风机停机后再次启动必须待风机完全停止后才可以启动变频器。
5 结语
高压电动机的应用极为广泛，它是工矿企业中的主要动力。在钢铁、化工、电力、市政等各行业的大、中型厂矿中，用于拖动风机、泵类、压缩机及各种大型机械。其消耗的能源占电机总能耗的70%以上，而且绝大部分都有调速的要求，但目前我国的调速和起动方法仍很落后，浪费了大量的能源且造成机械寿命的降低。因此，推广应用高压变频调速及起动装置的效益和潜力非常巨大的。
参考文献：
[1]吴忠志，吴加林，编著.中（高）压大功率变频器应用手册[M].北京：机械工业出版社，2003：1-35.
[2]杨庆柏.高压变频器的应用[J].电气时代，2003，（10）：86-88.
