中压变频器在某炼钢厂除尘风机中的应用
近年来,交流变频调速技术在各行业的应用发展迅速,由于变频调速在调速范围、动态响应、低频转矩、功率因数、效率等方面是以往的交流调速方式无法比拟的,并且在节约能源、提高经济效益等方面都发挥了巨大作用,所以它的应用越来越广泛。转炉炼钢具有显著的周期性和连续性特点,生产一炉钢需要30-45min,其中供氧(吹炼)过程为15-20min,一半以上为非吹炼时间,此时风机没有必要高速运行,如将其切换至低速节能状态,可节省大量能源,同时减少设备损耗,对提高设备利用率也十分有益。目前国内转炉一次除尘风机多采用液力耦合器,但由于存在转差损耗等,节能效果不理想,且设备故障率较高。交流变频技术不仅调速平滑,调速范围大,效率高,启动电流小,运行平稳,而且节能效果好,对风机、泵类设备而言是最佳的节能手段,平均节能效果可以达到30%以上。但是在高电压大功率电机上尚未得到较多推广。究其原因,主要有二:一是大功率电动机供电电压高(3~10kV),而目前变频器开关器件的耐压水平较低,造成电压匹配上的难题;二是高压大容量变频调速装置技术含量高、维护难度大、造价高,而所驱动的负载多数情况下是直接关系到生产、生活的重要设备,大多数用户对它的性能和可靠性心存疑虑,不敢大胆采用。
该炼钢厂通过对多家单位实际应用效果的多方考察,选用了西门子SIMOVERT MV中压变频器。
系统结构及特点
西门子SIMOVERT MV中压变频频器拥有以下显著特点:
(1)SIMOVERT MV系列变频器采用传统的交—直—交变频器结构,整流部分采用12脉冲二极管整流器,逆变部分采用三电平PWM逆变器。该系列变频器采用传统的电压型变频器结构,通过采用耐压较高的HV—IGBT模块,使得串联器件数减少为12个,随着元件数量的减少,成本降低,方案变得简洁,有助于提高可靠性。良好的输入输出波形;满足IEEE-519标准,效率高,使用简单,便于维护,采用高性能的矢量控制技术,提供低速高转矩输出和良好的动态特性,同时具备较强的过载能力。
(2)SIMOVERT MV系列变频器的逆变部分采用三电平方式,其输出侧需要配置输出滤波器,以获得具有低谐波分量的基本正弦电流特性以及较佳的转矩特性,同时电机的损耗可以降到最低。另外HV—IGBT优点是每次通断电的瞬间电流和电压可以完全控制,dv/dt可以调节,从而减轻对电机绝缘的损坏。
(3)系统提供多种控制模式,包括线性V/F控制,平方V/F控制,可编程多点设定V/F控制,磁通电流控制,无测速传感器矢量控制,闭环矢量控制等。通过速度反馈选板可构成带反馈的矢量控制闭环,从而可大大提高除尘系统的控制精度和稳定性。
文章关键词: 变频器 除尘风机
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