高壓變頻器在混鐵爐除塵風機上的應用
當混鐵爐進鐵或出鐵時，高溫的鐵水會同空氣發(fā)生劇烈的化學反應，產生大量的煙氣。一方面對現場操作的工人不利，另一方面也對環(huán)境造成了巨大的污染。混鐵爐多種進出鐵工況條件下風量隨時變化 ，因此該除塵風機需要多種速度來適應。在以前的運行過程中，由于一方面液力耦合器不能適應頻繁的調速，另一方面原 設計現場閥門信號與風機調速控制分屬兩個控制系統，兩者之間沒有信號聯系。因此原有除塵風機運行方式基本為恒速運行，其運行轉速保持在約680rpm 左右，運行電流約在150A，僅通過現場閥門及爐蓋開啟來達到除塵效果，同時為防止閥門全部關閉造成風機振動過大，其中一臺大包倒小包閥門始終打開，大量風量直接排空，導致大量有功功率浪費。此外液力耦合器低速運行時效率低下，為了提高風機的運行效率，節(jié)能降耗，必須對風機調速控制進行改進。 
近幾年隨著國內高壓變頻器技術的進步，變頻器的性價比和穩(wěn)定性有很大幅度的提升， 經過考察，決定更換高壓變頻器，采用高壓變頻器對風機進行調速控制。
高壓變頻調速系統改造方案：
1.高壓變頻器原理：高壓變頻器采用高-高電壓源型，單元串聯多電平技術。電網電壓經過副邊多重化的隔離變壓器降壓后給功率單元供電，1600kW/6kV高壓變頻器每相由5個功率單元串聯而成，輸出相電壓最高可達3500V，線電壓達6kV左右。每個功率單元承受全部的電機電流，但只提供1/5相電壓和1/15的輸出功率，為單相輸出的交直交PWM電壓源型逆變結構，相鄰功率單元的輸出端串接起來 ，形成Y接結構，實現變壓變頻的高壓直接輸出，供給高壓電動機。
每個功率單元分別由輸入變壓器的一組副邊供電，功率單元之間及變壓器二次繞組之間相互絕緣，二次繞組采用延邊 三角形接法，實現多重化，以達到降低輸入諧波電流的目的。給功率單元供電的二次繞組每3個一組，分為5個不同的相位組，互差12度電角度，形成30脈沖的整流電路結構。
2.根據混鐵爐的工藝要求，我們在滿足除塵環(huán)保 要求的前提下，為簡化控制邏輯，現場PLC直接根據出鐵口、進鐵口的爐蓋位置開關狀態(tài)來控制變頻器的轉速，變頻器預 設3個速度點，根據現場所需風量不同自動調節(jié)電機轉速。
現場送6個開關量信號進PLC，在程序內編程以達到變 頻器高、中、低速運行。
3.加裝變頻器后，由于變頻器自身帶有電機的過流保護、過 載保護、缺相保護、過電壓保護、接地保護、短路保護、超頻保護、反相保護等，變頻運行時上口高壓柜保護為備用保護 ，除變頻器輸入側采用移相變壓器外（其勵磁涌流為額定電流的6-8倍），對上口保護無其它特殊要求；因此高壓開關柜 繼電保護只對變頻器工頻旁路時起主要保護，其整定值可按正常電機保護進行整定。旁路運行時如將進氣口閥門全部關閉 ，啟動過程啟動電流應在電機額定電流的6-8倍左右，如果電網或上級變壓器容量較大能承受此瞬間沖擊，可以不外加任 何啟動設備進行直接工頻啟動，如果不能承受則可考慮在變頻器工頻旁路系統前方加裝水阻或電抗器，以防工頻啟動時無 法啟動。本項目工頻時采用直接啟動方式。
整體施工方案：
1、由于目前設備使用液力 耦合器，考慮到風機運行的穩(wěn)定性，因此拆除液力耦合器，將電機向前移位采用直接連接方式；對電機移位后與風機直聯 的磨擦片接手重新定制，重新制作鋼底座作為電機基礎，同時為確保設備投運后的安全，應確保的安裝精度，保證電機與 風機之間的同心度≦0.05mm。
2、高壓變頻器主設備安裝在風機值班室內，原高壓柜至電機的高壓電纜用做改造 時高壓柜至變頻器進線電纜，變頻器至電機高壓電纜重新敷設，同時敷設現場 PLC柜至變頻器控制柜3根屏蔽控制電纜用 于變頻器的遠程啟動、停車，采集現場閥門狀態(tài)信號，實現變頻器三段速的自動調節(jié)及變頻器信號的反饋。此外還需敷設 一根高壓柜至變頻器的控制電纜，用于高壓柜合閘允許和高壓柜緊急分閘控制。
3、由于高壓變頻器的IGBT等功 率元器件對環(huán)境溫度要求比較高，同時本項目變頻器功率較大，為了防止因溫高而引起變頻器的保護停機，我廠采用以下 三種措施來防止室溫過高：
（1）、柜頂加裝排風管，使變頻器自身產生的大部分熱量通過排風系統釋放到室外；
（2）、改裝現有的窗戶，進行雙層玻璃保溫；
（3）、加裝一臺10匹的工業(yè)風冷空調。