劉巍

【摘要】本文以對(duì)某鋼鐵企業(yè)2×360m2燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)電機(jī)高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試為例，闡述了高壓變頻速系統(tǒng)的分類、特點(diǎn)和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】高壓變頻；異步電機(jī)；燒結(jié)機(jī)

On the VFD Features and Applications

Liu Wei

Shenyang Blower Works Group Automatic Control System Engineering Co.， Ltd.， Liaoning Shenyang 110000，

Abstract： In this paper， an iron and steel enterprises to 2×360m2 sintering machine main exhaust fan motor VFD debugging， for example， describes the classification of high voltage variable frequency speed systems， and applications.

Keywords： High frequency； induction motor； sintering machine

1.前言

最近些年我們國家的GDP持續(xù)的增加，隨之而來的是大量的能源耗費(fèi)，能源耗費(fèi)已經(jīng)成為制約我們國家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的一大阻礙。在這樣的背景，我們國家投入了大量的資金支持低能耗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我將在本文中介紹的高壓變頻調(diào)速技術(shù)，就是該領(lǐng)域的節(jié)能降耗技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)在很多的方面超出現(xiàn)有的交流調(diào)速模式很多，例如，工作效率和功率因素，低頻轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)差補(bǔ)償，頻率范圍和動(dòng)態(tài)響應(yīng)等方面都有著很多的優(yōu)勢(shì)。日后將會(huì)在更為廣泛的行業(yè)里大量的使用。它的使用將帶來諸多的優(yōu)點(diǎn)，例如工藝匯得到改善，機(jī)械設(shè)備的工作壽命會(huì)變長(zhǎng)等。將在業(yè)界被廣大的用戶所認(rèn)同。

2.變頻調(diào)速系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)

2.1高—低—高式變頻調(diào)速系統(tǒng)

高—低—高式變頻器是將供電電壓50HZ，6kV或10kV通過10（6）kV/380V降壓變壓器經(jīng)低壓變頻器變頻，再用380V/10（6）kV升壓變壓器升壓后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。這種變頻技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)低，相對(duì)資金投入少方便可靠，不足的是相對(duì)的工作效率不高變壓器的能耗會(huì)加大。

2.2高—低式多級(jí)串聯(lián)型變頻器

采用多級(jí)低壓變頻單元串聯(lián)構(gòu)成高壓變頻器，輸入變壓器為多繞組變壓器，功率單元為獨(dú)立的IGBT H橋智能模塊，進(jìn)行多個(gè)串聯(lián)；通過輸入變壓器各二次繞組相位差，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的多重化。通過波形連續(xù)疊加法，對(duì)6kV系統(tǒng)，輸入變壓器二次的18個(gè)獨(dú)立繞組對(duì)應(yīng)18個(gè)功率單元獨(dú)立工作，進(jìn)行PWM控制，實(shí)現(xiàn)堆壓成6kV輸出，使輸出波形正弦化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無諧波化。

3.系統(tǒng)原理

3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

控制器和移相變壓器和功率單元構(gòu)成了高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。由10kV電源供電，有24個(gè)功率單元，每8個(gè)功率單元串聯(lián)構(gòu)成一組。

3.2功率單元結(jié)構(gòu)

功率的單元的構(gòu)成模式是一樣的，可以交換單相逆變電路。整流側(cè)為二極管三相全橋，通過對(duì)IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PWM控制可以得到交變的方波。

3.3輸入側(cè)結(jié)構(gòu)

輸入側(cè)由移相變壓器給每個(gè)單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組，對(duì)于10KV電壓等級(jí)的變頻器，構(gòu)成48脈沖整流方式，網(wǎng)側(cè)對(duì)的電流波形會(huì)被這種多級(jí)移相疊加的整流方式大大改善，使其負(fù)載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1。

3.4輸出側(cè)結(jié)構(gòu)

輸出側(cè)由每個(gè)單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機(jī)供電，通過對(duì)每個(gè)單元的PWM波形進(jìn)行重組，可得到階梯形的PWM波形。這種波形能夠最大限度的保持電纜絕緣層的完好程度。在沒有濾波器的情況下，波形正弦度好能輸出長(zhǎng)距離的電纜。無需改裝直接用原有電機(jī)即可不需降額；同時(shí)，電機(jī)的諧波損耗、機(jī)械振動(dòng)、軸承和葉片的機(jī)械應(yīng)力都會(huì)減少。

在單元出現(xiàn)問題的情況下，能夠?qū)⑦@個(gè)單元進(jìn)行移除。不影響其他單元的正常工作。為了了避免停機(jī)造成的損失，一般變頻器可持續(xù)降額運(yùn)行。

4.常見問題的處理

4.1單元過電壓

需要判斷進(jìn)入端的高壓電源正向波動(dòng)數(shù)值的大小是否已經(jīng)超出了警戒的范圍。如果是減速時(shí)過電壓，要酌情加大該系統(tǒng)的減速時(shí)間設(shè)定值。

4.2單元欠電壓

檢查輸入的高壓電源負(fù)向波動(dòng)是否超過允許值。檢查以下幾個(gè)方面是否正常，高壓開關(guān)、接線螺絲、整流變壓器副邊、單元三相進(jìn)線和功率單元三相進(jìn)線熔斷器。

4.3單元過電流

判斷功率單元輸出端子有沒有短路的情況發(fā)生和電機(jī)絕緣材料的完整程度。檢查是否是因?yàn)槌d運(yùn)行導(dǎo)致的故障。如果是啟動(dòng)時(shí)過電流，應(yīng)適當(dāng)增大變頻調(diào)速系統(tǒng)的加速時(shí)間設(shè)定值。

4.4單元過熱

環(huán)境溫度的過高、風(fēng)機(jī)的不正常工作、進(jìn)出風(fēng)口不暢通、設(shè)備長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行這些都能導(dǎo)致單元過熱，這些都需要需要一一排查。除此以外還有檢查繼電器的工作狀態(tài)。

4.5單元缺相

排查開關(guān)是否跳閘。變壓器副邊有無短路的情況發(fā)生。地線螺絲的牢固程度。檢查功率單元三相進(jìn)線是否松動(dòng)，功率單元三相進(jìn)線熔斷器是否完好。

4.6單元光纖通訊故障

查看單元電源開關(guān)是否出現(xiàn)故障，正常工作狀態(tài)的L1指示燈為綠色。檢查連接單元和控制器的連接開關(guān)是否牢靠，查看光纖的完整程度。

4.7控制器不就緒

控制器自檢不能通過時(shí)報(bào)告該故障，需要再次設(shè)定變頻調(diào)速器的參數(shù)，并且在一次的重啟系統(tǒng)；故障還存在的話，排查電路之間的連接，或者更替單片機(jī)控制板。

4.8變壓器過熱

當(dāng)整流變壓器過熱應(yīng)時(shí)，檢查機(jī)械是否存在超載運(yùn)行，另外馬上查看變壓器副邊接線絕緣組織有無出現(xiàn)破損情況。排查線路是否存在發(fā)生短路的可能，環(huán)境溫度超沒超出正常溫度，風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)是否正常，并且保證風(fēng)路的暢通。溫度控制器的警戒參數(shù)是否設(shè)置在合理的范圍內(nèi)。并保證設(shè)置的參數(shù)沒有被非法的篡改。

5.結(jié)束語

本文主要講述了高頻變壓調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)和技術(shù)應(yīng)用，并且以燒結(jié)機(jī)兩臺(tái)主抽風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)例舉進(jìn)行討論，相關(guān)的介紹普通的故障的處理和解決方式。此項(xiàng)技術(shù)有著高壓大容量、應(yīng)用廣泛、維護(hù)成本低、工作效率高、節(jié)能效果滿意等優(yōu)點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛。身為這種技術(shù)的工作人員，在專研理論知識(shí)的同時(shí)，要緊跟著實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)。用科學(xué)的方法進(jìn)行處理問題和分析問題。它是我們調(diào)試人員理論知識(shí)的體現(xiàn)，更是我們實(shí)際動(dòng)手能力和解決問題能力的客觀反映。

參考文獻(xiàn)

[1]徐甫萍.《高壓變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐》.中國電力出版社

[2]李練兵，岳大為，申莉莉.《變頻器應(yīng)用實(shí)踐》.化學(xué)工業(yè)出版社