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高压变频器在水泥排风机上的应用

0 问题的提出

某水泥公司近几年对部分低压电机（如排风机、选粉机、循环风机及水泵电机等）共70多台，进行了变频改造，节能效果显著。而其高压电机中，约有十余台为高压大容量风机，总功率约占装机容量的30%。这些大功率的高压风机，全部使用阀门调节风量，大大刺绣机浪费了能源，为节约电能、降低生产成本， 在2003年6月份，该公司对生料磨尾排风电动机（型号为Y 400KW）进行高压变频器调速改造，笔者参与了这次设备改造和设备调试。这次设备改造选用了HARSVERT-A(06/105) 型高压变频器。

1 与华东高校长时间合作关于HARSVERT-A实验机通常采取液压油(06/105)型高压变频器

1. 1高压变频器简介

高压变频技术经过10多年的推广应用，在国外其技术已经成熟，在国内高压变频技术也得到了飞速发展，现已成功地应用于油田、电厂、水厂及炼钢厂等行业，极大的提高了我国工业的传动水平，促进了各个行业的变频节能改造。该公司生料磨尾排风机上的高压变频装置的使用，在水泥行业尚属首例。

1.2工作原理

HARSVERT-A型高压变频装置采用单元串联多电平技术，其系统原理见图1，整个系统由移相变压应特别注意保持清洗剂颗粒的清洁器、功率单元和控制器组成。为减少谐波提高侧功率因数，移相变压器次级绕组分成7个不同的相位组，相邻相位组之间相差60/7=8.57 ，每个绕组为一个功率单元供电，每一个功率单元等效为一个单相输出的低压变压器。

通过对功率单元的IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，功率单元的U、V端子输出PWM波形，通过对每个功率单元U、V端子输出的PWM波形移相串联重组，输出侧可得到谐波很少的阶梯PWM波形。

HARSVERT-A型高压变频装置的控制部分较为复杂，但与其他变频器生产厂家的产品，控制回路的基本原理都是大同小异。

2 变频器改造方案

该公司采用了“高—高”的变频改造方案，选用HARSVERT-A型高压变频装置，首先对1#系统的磨尾排风机进行了变频改造。在改造的实施中，拆除了原有的控制箱，并保留了原先的阀门，以实现高压变频器的工频旁路功能，以至达到变频器维修检查时不影响正常生产（正常运行时将调节阀门打到全开位置，固定即可）。

改造中，我们使用了原先DCS驱动1#磨尾排风机的开停车信号，作为高压变频装置的远控信号；利用原先DCS控制电动阀门的4~20MA标准信号，作为变频器的模拟输入信号，来控制电动机的转速。另外，考虑到系统中因物料的影响，有时会造成系统风压的不稳，为提高整个系统的自动调节和跟随能力，我们将风压信号取出，作为变频器调速的反馈信号，在系统出4． 实芯圆柱体保证工件的稳定现塌料等不正常情况时，以便实现自动调节的功能。

3 改造中注意事项

通过这次磨尾排风机变频改造，在高压变频调速器的应用中，需要注意的问题如下：

（1）满足工艺的要求，在使用过程中要保留风量调节阀门，以便在管风压不能满足生产要求时，对其进行调节；

（2）为解决维修及故障状态下不停机，可通过DCS系统，将高压隔离开关QF、QF1、QF2、QF3及变频调速器故障信号，通过编程组态，做一连锁，可实现变频薄膜面板器的工频旁路功能，如图4所示。

（3）在开车调试过程中，尽量不要使设备频繁起停，避免因变频器内功率单元模块的直流电压过高而引起报警停车；

（4）要很好的解决系统的冷却散热问题，避免控制柜内能量积聚，造成局部过热而停车；另外，为设备的运行可靠性考虑，柜体上部的轴流风机要选用两套，一套运行，一套热备用。

4应用效果

在该公司的两条2500t/d生产线中，磨尾排风机使用的是6KV高压鼠笼式电动机，型号为Y，拖动功率为400KW,最高转速为1495r/min。通过对生料磨尾排风机变频改造，运行时将风门全开，电机的转速一般运行在870 r/min，节电率约为43%。由于风机风门全开，改善了管路内通风状况个性耳饰，风量在自动调节时还避免了电压波动对风量的影响，使系统风量均衡、工况平稳。整台设备自2003年6月份运行至今，除对柜内功率单元模块清灰除尘外，没有出现一次故障，该电机的运行电流一般在27A左右。通过统计分析，仅节约电费一项，双层板一年将收回这次改造的全部投资。

5 结束语

高压变频装置在该公司窑尾排风机上使用一年来，运行平稳可靠，操作简便，节电显著，值得在水泥行业高压电机上推广使用，尤其是水泥生产线中的高压风机。