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HIVERT高压变频器在矿山排废系统中的应用分析（共10篇）由网友“tuoba哥”投稿提供，下面给大家分享HIVERT高压变频器在矿山排废系统中的应用分析，欢迎阅读!
篇1：HIVERT高压变频器在矿山排废系统中的应用分析
HIVERT高压变频器在矿山排废系统中的应用分析
由于矿山排废系统--砂泵站水隔离浆体泵这种负载的特殊性,高压变频器与其的.配套使用能在很大程度上提升现场的生产工艺需求和达到为企业节能降耗的目的.
作 者：刘铁成 Liu Tiecheng 作者单位：北京合康亿盛科技有限公司,100043 刊 名：电气应用 ISTIC PKU英文刊名：ELECTROTECHNICAL APPLICATION 年，卷(期)： 24(3) 分类号： 关键词：矿山排废系统 高压变频器 水隔离浆体泵篇2：大功率高压变频器在冶金除尘系统中的应用
大功率高压变频器在冶金除尘系统中的应用
论述了冶金行业除尘系统中通过对大功率电机进行调速达到节能目的的'可行性,列举了在冶金除尘系统中采用高压变频器调速的优势,并与其它调速方式进行了比较.给出了高压变频器的组成结构,对高压变频器的控制进行了描述,对高压变频器在各行业的广泛应用充满信心.
作 者：李勇 王锐 叶超 文君 LI Yong WANG Rui YIE Chao WEN Jun 作者单位：中钢集团天澄环保科技股份有限公司,武汉,430079 刊 名：工业安全与环保 PKU英文刊名：INDUSTRIAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION 年，卷(期)： 32(9) 分类号：X7 关键词：变频调速 节能 控制 除尘系统篇3：变频器在离心机中应用分析
分离机械是将液体与固体颗粒混合物进行分离的设备，主要分为离心机、分离机、压滤机、滤油器、过滤器等设备，分离机械一般是工艺流程中的后处理设备，所以直接关系到最终产品的质量。从整体上看，我国分离机械技术水平与国外先进水平相比存在较大差距。主要表现在：分离机械品种、规格少，不能完全满足国内生产需要，特别是分离物料粘度大、精度细的机械，效率高、生产能力大、自动化程度高的分离机械绝大多数依赖进口;分离机理和应用技术研究落后，新产品开发速度慢;制造工艺落后，生产效率低，产品可靠性、稳定性较差，技术水平和自动化水平较低;配套设备和材料不能满足分离机械产品生产的需要，尤其是产品的质量、可靠性很不稳定。
从分离机械的发展来看，数字交流变频器将替代原来的电磁调速、直流调速、液力偶合调速、多速电机，而逐步成为分离机械的主要驱动装置。本文将介绍的是ABB公司的新品ACS550变频器在分离机械的设计和应用。
ACS550是ABB公司最新推出的智能性变频器，该系列变频器用于0.75KW～355KW低压交流传动。它能精确地控制速度和转矩，能匹配现有的标准鼠笼异步电动机。ACS550具有三种控制方式，即标量V/F控制、无传感器矢量控制、转矩控制，所以该款变频器不仅能够适合于最简单的电机运转，同时也可以应用在复杂的工作场合。其可靠的过载能力设计，也可以同时满足普通负载和重载工作。
分离机械的驱动电机一般分为单电机驱动和多电机驱动两种，本文将主要介绍ACS550变频器在作为单电机驱动的典型案例三足式离心机的应用和作为多电机取得驱动的典型案例卧螺离心机的应用。
2、变频器在三足式离心机中的应用
三足式离心机是一种结构简单、对物料的适应性很强、应用面最广的立式离心机，
分沉降型和过滤型两大类。应用最多的是过滤型三足式离心机。它即能适于分离粒径仅为数微米的细颗粒，也能用于成件物品的脱液。通过调整各操作工序的延续时间，可用于分离过滤难易程度不同的各种悬浮液，通过调节滤饼的洗涤时间，可以满足不同的洗涤要求。这种机型主要适用于中小型的生产规模，但由于有上述很多长处，所以广泛应用于制药、化工、轻工、纺织、食品、机械制造等工业部门。
在本应用中，变频器驱动的是离心机的转鼓，启动平稳，分离因数可调;彻底克服了传统直流碳刷式离心机噪音大、故障率高、使用寿命短、转速不稳定等缺点，是重力沉降分离设备更新换代产品。交流变频离心机在减震系统和变频电机等几项重要指标上具有鲜明的特色和独创性。常见的三足式离心机的单机驱动功率在3KW 与55KW之间，ACS550完全可以胜任。
ACS550在三足式离心机中的应用原理ACS550变频器的原理，在其外围线路中，主要分三个部分：
(1)直流母线UDC 、UDC-端接制动单 、?端，然后根据不同的选择(如回馈制动接电网三相、能耗制动则接制动电阻)，Tk为制动单元的内部继电器，当本单元出现故障时，Tk动作，通过变频器的端子DI4定义，瞬间封锁U/V/W输出。
(2)控制回路输入、输出端子中，采用宏9902=5的定义
DI1：手动/自动起动/停车(手动):得电起动
DI2：正转/反转(手动):得电转向为反转
DI3：EXT1/EXT2选择:得电选择自动控制
DI4：运行允许:一旦断开变频器将停车
篇4：高压变频器在循环流化床锅炉中应用
一、概述
高压交流变频调速技术是上个世纪90年代迅速发展起来的一种新型电力传动调速技术，主要用于交流电机的变频调速，其技术和性能远远胜过以前采用的调速方式(如串级调速、液力耦合器调速、转子水阻调速等)，高压变频以其显著的节能效益、完善的保护功能、方便的通信功能以及高调速精度、宽调速范围，得到了广大用户的认可，成为企业电机节电方式的首选方案。
江苏森达沿海热电有限公司现有三台循环流化床锅炉，三大风机采用液力耦合器调速，三大风机的稳定运转对正常生产至关重要，对设备要求特别苛刻，因此在高压变频器的选用上非常谨慎，12月15日我公司扩建一台4#炉UG-130/5.3-M8采用了北京合康HIVERT-Y06/096高压变频器2台和HIVERT-Y06/048高压变频器1台在公司4#炉安装调试，稳定运行至今，为国产高压变频器赢得了荣誉。
二、循环流化床锅炉工艺
循环流化床是一种适于固体燃料的清洁高效燃烧技术。固体颗粒(燃料、石灰石、砂粒、炉渣等)在炉膛内以一种特殊的气固流动方式(流态化)运动，离开炉膛的颗粒又被分离并送回炉膛循环燃烧。炉膛内固体颗粒的浓度高，燃烧、传质、传热、混合剧烈，温度分布均匀，固体颗粒在炉膛内的内循环和外循环十分强烈，在炉膛内的停留时间较长，保证了较高的燃烧效率。
循环流化床燃烧技术是近二十多年来发展的洁净煤燃烧技术，其燃烧方式特别适用于高灰分低挥发的煤矸石、洗中煤等劣质煤，具有较好的燃料适应性，可变废为宝，体现节能要求。另外，循环流化床锅炉在燃烧过程采用炉内加石灰石、低温燃烧，可同时达到脱硫脱硝的目的，具有较好的环保特性。
燃料由给煤机送入炉膛;一次风由锅炉底部送入,主要用于维持燃料粒的流化;二次风沿燃烧室侧壁多点送入，主要用于增加燃烧室的氧量，提高燃烧效率;燃烧后的大量颗粒随烟气进入旋风分离器，与烟气分离;分离出来的颗粒经回料阀回到燃烧室继续燃烧;分离出来的烟气则经过除尘器除尘后，由引风机引入烟囱排出。实际运行中，循环流化床的燃烧效率可高达97%～99%。
三、技术方案分析
由于其独特的燃烧特性，与传统的煤粉炉相比，循环流化床锅炉对风量、风压的控制有更高的要求：为了保证锅炉燃烧的经济性，当燃料量改变时，必须相应地调节送风量，使之与燃料量匹配;为了保证锅炉运行的安全性，必须使引风量与一次风量相配合以保证炉膛压力在正常范围内;通过一次风量及风压的调节以保证炉膛内物料的正常流化。
与常规煤粉炉相比，循环流化床锅炉配置的风机压头较高，目前调节风量的主要是通过调节风门开启度或采用变频调速技术控制风机转速。当采用调节风门开启度的方式进行风量控制时，容易出现这样几个问题：(1)节流损失大;(2)系统响应速度慢、调节品质差，自动投入率低，难以满足实际要求;(3)执行机构易出问题，维修费用高;(4)电机启动时会产生过电流，影响电机绝缘性能和使用寿命。变频调速技术由于较好地解决了上述问题，正逐步在循环流化床机组中得以运用。
由于循环流化床锅炉中的一次风机、二次风机、引风机均属于二次方转矩负载，在忽略风道变化因素后，有风量与转速成正比、风压与转速二次方成正比、机械轴功率与转速立方成正比的关系。当采用高压变频器对这些电机进行变频调速控制时，仅通过相对小范围内的频率改变，调节电机转速，即可实现风量的控制，而且调节精度及响应速度有很大改善。同时，当电机转速降低时，由于轴功率与转速三次方成正比的对应关系，电机的轴功率显著下降，节能效果明显，
四、高压变频装置特点
高压变频技术的具体实现有多种方式，国内外的高压变频器厂家目前主要采用如下一些解决方案：高-低-高方案、三电平-多电平方案、电流源方案、功率单元串联方案等等。高-低-高方案需要输入、输出变压器，存在中间低压环节电流大、效率低、可靠性下降、体积大等缺点，只适合很小容量的高压电动机;三电平-多电平方案存在控制复杂、需要加滤波器等缺点，只有少数国外厂家采用。电流源存在输入功率因数低，维护成本高等缺点。
在实际运行中，性能优良的高压变频器对电网谐波污染小，北京合康亿盛科技有限公司采用多重化的脉宽调制技术，输出波形为非常完美的正弦波。噪音低，发热低，不会引起电机转矩脉动，对电机没有特殊要求。由于使用移相技术和二极管整流，在整个调速范围内功率因数达到95%以上，且整机效率R97%，无需进行功率因数补偿。电压输入范围较大，输入电压在-20%～15%，频率在45Hz～55Hz波动范围内设备均能正常工作。采用空间矢量PWM控制方式，单元叠波输出，有效抑制输出谐波含量，避免输出共模电压过大。采用双电源切换技术，独特的供电设计，特有的过电压保护技术，保证高压变频器稳定、可靠运行。实践证明采用单元串联、直接高-高方式的拓朴结构的高压变频器在负载连续运转要求严格的环境中应用具有独到的优势。
五、变频前后耗电情况对比
我公司于月起开始将高压变频器应用4#炉UG-130/5.3-M8的三大风机(引风机，一次风机，二次风机)，目前高压变频运转稳定，平均节电率达到20%以上，取得了显著的经济效益。以下为我公司安装高压变频前后数据对比：
节能计算：
工频条件下：4#炉三台风机平均每小时耗电量为：1558.1 kWh
变频条件下：4#炉三台风机平均每小时耗电量为：1185.9 kWh
平均每小时的节电量：1558.1-1185.9=372.2kWh
年节电量：372.2×6500=2419300kWh(按年运行6500小时计算)
年节电收益：2419300×0.45=108.8万元(按每度电0.45元计算)
成本回收时间： 4#炉三台风机年节电收益108.8万元情况下，具有显著的经济效益。短期内就能回收成本。
除了明显的节电效益，采用变频器还有以下优点：(1)高压变频器优良的软启动/停止功能(可以零转速启动)，启动过程最大电流小于额定电流，大大减小了启动冲击电流对电动机合电网的冲击，有效减少了电机故障，从而大大延长了电机的检修周期和使用寿命，同时还可有效避免冲击负荷对电网的不利影响;(2)使用变频后，原调节风门全开，大大减少其磨损，延长了风门使用寿命，降低检修维护费用，进一步降低了风道阻力;(3)使用变频后，原液力耦合器取消，节省了液力耦合器的维护费用;(4)高压变频器特有的平滑调节减少了风机以及电机的机械磨损，同时降低了轴承、轴瓦的温度，有效减少了检修费用，延长了设备的使用寿命。
六、结论
高压变频调速器已经在多家电厂、水泥厂、化工厂、金属冶炼厂的风机和离心式水泵中得到实际应用，并取得良好的运行效果和节能效益。作为未来大型节能锅炉的发展趋势，循环流化床锅炉中包含大量能应用高压变频调速技术的设备，由于循环流化床燃烧介质多样性，风系统、水系统设计选型时比煤粉炉偏大，实际节能效果比煤粉炉明显。因此，将高压变频调速技术应用于循环流化床锅炉的设计和改造，对于降低损耗、节约能源、减少成本、提高自动化控制水平，具有十分重要的意义和广阔的前景。
篇5：高压变频器在空压机上的应用
一、 引言
空压机在工业生产中有着广泛地应用，它担负着为所有气动元件，包括各种气动阀门，提供气源的职责。因此它运行的好坏直接影响生产工艺。空压机的种类主要有活塞式、螺杆式、离心式，但其供气控制方式几乎都是采用进气口调节与加、卸载控制方式的控制模式。
首先来了解一下空压机的基本工作原理。空压机结构复杂，运转时间长，配备的功率大。以活塞式空压机为例，在空压机工作过程中，活塞在气缸内作往复运动，周期性地改变缸内的容积，从而使气缸内气体容积发生变化，并与气缸内气阀相应的开启和闭合动作相配合，通过吸气、压缩、排气等动作，将自然气体或较低压力的气体(一级缸气体)升压，最终输出到储气罐内。为了满足设备的用气需求，储气罐内气体必须保持一定的压力，以作缓冲作用，加上设备自身的原因，空气压力变化幅度必然很大，通常采用切断进气的调节方式来改变排气量。理想状态是供气压力刚好满足需求，保持压力不变，实际上通过进气门控制起来不太理想，通常是空压机排气量大于实际用气量，空压机保持恒速运转，此时储气罐内气体越积越多，直到压力上升到设定的最高压力。通常采取以下两种方法解决高压问题：一是使空压机卸荷运行，保持运转但不产生气体，此时空压机消耗的功率一般在额定功率的30%左右，全是无用功;二是停止空压机的运行，这样看起来是节约了电能消耗，但是大功率电动机的启动会带来诸多问题，而且空气储存的容积有限，当气压低于下限压力值时，空压机再次以额定转速给储气罐加压，直到压力达到上限压力而停止运行，如此循环，
二、空压机加、卸载供气控制方式存在的电能浪费
2(1)交流异步电动机的转速公式为:
n=60f(1-s)/p
其中 n―电机转速 f―运行频率;
p―电机极对数 s―转差率;
2(2) 空压机加、卸载供气控制方式存在的问题
2.1 能耗分析
加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在Pmin～Pmax之间来回变化。Pmin是最低压力值，即能够保证用户正常工作的最低压力。一般情况下，Pmax、Pmin之间关系可以用下式来表示:
Pmax=(1+δ)Pmin
δ是一个百分数，其数值大致在15%～30%之间。
在加、卸载供气控制方式下的空压机，所浪费的能量主要在2个部分:
(1) 加载时的电能消耗
在压力达到最小值后，原控制方式决定其压力会继续上升直到最大压力值。在加压过程中,一定要向外界释放更多的热量，从而导致电能损失。另一方面，高于压力最大值的气体在进入气动元件前，其压力需要经过减压阀减压,这一过程同样是一个耗能过程。另外，空压机本身通过检测压力，自动调节进气门，一部分能量消耗在进气门上。
(2) 卸载时电能的消耗
当压力达到压力最大值时，空压机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。据我们测算，空压机卸载时的能耗约占空压机满载运行时的10%～25%(这还是在卸载时间所占比例不大的情况下)，
换言之，该空压机 20%的时间处于空载状态，在作无用功。很明显在自动调节进气门与加卸载供气控制方式下，空压机电机存在很大的节能空间。
2.2 其它不足之处
(1)靠机械方式调节进气阀，使供气量无法连续调节，当用气量不断变化时，供气压力不可避免地产生较大幅度的波动。用气精度达不到工艺要求。再加上频繁调节进气阀，会加速进气阀的磨损，增加维修量和维修成本。
(2) 频繁采用打开和关闭放气阀，放气阀的耐用性得不到保障。
三、 恒压供气控制方案的设计
电机型号:Y450-2
功率因数:0.87
额定电压:10KV
额定电流:35.1A
额定功率:500KW
额定转速:2975rpm
空气压缩机
额定流量:120 m3/min
额定压力:0.3MPa
变频器: 深圳市科陆变频器有限公司CL2700-10-0630-9QY高压变频器
控制模式：PID恒压控制
在以上PID恒压控制模式下，我们根据用户现场的需要，把压力设定值P0设定为0.25 Mpa，当用户生产用气量加大，管网压力低于0.25 Mpa时，变频器输出频率增加，电机转速加快，空气压缩量增大，压力随之上升;当生产用气量减少，管网压力高于0.25 Mpa时，变频器输出频率减小，电机转速减慢，空气压缩量减小，压力随之下降，始终使压力保持在0.25Mpa左右。
四、 改造效益
4.1 工频运行参数测量
电机运行参数：电压：10KV, 有功功率385KW,年运行时间约7200小时，电费0.8元/度;
空压机运行参数:进口阀门开度40%,出口阀门开度100%,出气口压力:0.25MPa。
4.2 变频运行参数测量
电机运行参数：运行频率46HZ, ,有功功率330KW，年运行时间约7200小时，电费0.8元/度;
空压机运行参数: 进口阀门开度80%，出口阀门开度100%，出气口压力0.25 Mpa。
4.3 经济效益
节约电功率：385-330=55(kW)
节电率：(385-330)÷385=14.28%
每年节约电能：55×7200÷10000=39.6(万度)
每年节约电费：39.6×0.8=31.68(万元)
4.4 附加经济效益
1) 解决压力波动幅度大，提高精度。
2) 解决阀门磨损成本和降低维修量。
篇6：TP变频器在空气压缩机系统中的应用
TP变频器在空气压缩机系统中的应用
随着我国经济的高速发展特别是21世纪初WTO的加入，能源的安全已成为摆在我们面前的一个刻不容缓的问题。全国范围内的连续限电已向我们拉响了能源的警报。也是关系到我国经济可持续发展战略的一个重要因素。同时异常激烈的市场竞争已渗透到各行各业的每个角落中。生产型企业怎样能否有效的提高生产效率、工艺、节能降耗从而降低生产成本，保住产品优势业亦成为各厂家发展中的首要问题。据不完全统计在我国的电能的60%是被各行各业中广泛使用的风机、水泵所消耗，而空压机则占了60%中的15%左右。可想而知其年消耗量有多大。而由于空压机是结构复杂的通用设备，运转时间长，配备电机功率较大，因而降低空压机的功耗，提高空压机的经济运行，对节能具有一定意义。尽管我们加强日常运行管理：减少泄漏、合理润滑、定期维护，但是共蕴藏的节能潜力远未被挖掘出来。下面就作简单分析。
我们通常使用的都是活塞式空压机，活塞在气缸内作往复运行，周期性地改变缸内的容积，从而使气缸内气体容积发生变化，并与气缸内气阀作相应的开闭动作配合，通过吸气、压缩、排气等动作，将无压或低压气体升压，并输出到储压罐内。
首先，空压机的驱动轴上所需要的轴功率，与排气压力、空压机转速有直接的关系，也就是说，在实际运行中，由于压缩空气的使用随时在变化，空压机并不经常在额定工况下运行，而空压机排气压力的高低则直接影响到实际轴功率的大小。排气压力越高，所需轴功率也越大。试验证明满负载时，空压机的输入电流（功率）与排气压力的关系符合图2曲线与关系式。
其次，为满足用气量的随时变化要求，储气罐内气体必须保持一定的压力，我厂滤池运行压力为0.65-0.80MPA，目前大多数空压机均采用切断进气的调节方式来改变排至储气罐的气量。对于空压机气量的供求关系表现为排气压力的变化，空压机排气量正好满足生产用气量要求时，储气压力保持不变，若能维持这种状态当然最佳，但实际上用气量是随时变化的，而且设计冗余量较大，所以空压机排气量都要大于用气量，如果空压机仍恒速运转，则储气罐内的气体越积越多，当罐内压力上升达到设定压力时，一般采用两种办法：一种是空压机卸荷运行，不产生压缩气体，电动机处于空载运转，其用电量仍为满负载的30-60%，这部分电能被白白浪废掉。另外一种办法是停止空压机运行，这样似乎空压机空转或不断放空所浪费的电能被消除了，但是若无容积较大的储气罐，将会带来电动机的频繁启动，空压机的空载启动电流大约是额定电流的5-7倍，对电网及其它用电设备冲击较大，同时使空压机的使用寿命也会缩短。
综上所述，由于空压机可以在保证生产所需要的最低压力下运行，电机输入功率大大下降，辅以压力闭环控制，实现空压机的供气压力―转速的动态匹配，减少了电机的实际输入功率，达到节能目的。即电机的转速由供气压力来控制，压缩机需要多大的功率，电机就输出多大的功率，而不必做无用功，从而取得良好的节能效果，节能的第二方面是空压机停止了空转，电机不存在轻载运行，这部分能量很可观。
相应带来的其它好处是：供气压力稳定，通过压力调节器，可使空压机保持在设定的压力值下工作，压力稳定可靠性高，而且压力可以无级设定，随时可调。电机实现软启动，压缩机的使用寿命及检修周期都将得到大大延长。空压机排气量由空压机的转速来控制，气缸内气阀片不再反复地开启和关闭，阀座、弹簧等工作条件大大改善，避免了高温、高压气体急剧的流动与冲击，维修工作量减少。
示例1、以下为某水厂的空压机运行状况：
自来水厂的每日供水量随季节天气的变化而不同，一日之随每时的供水量也随时间昼夜而有别。水厂的供水量始终处于动态的变化之中，滤池的运行数量也在不断地改变。水厂滤池总数为32格，进水闸板、排水闸板、反冲气蝶阀、反冲水蝶阀与出水蝶阀都采用气动控制，以四台空压机（两用两备）组成的`空压站供给气源。以下是滤池空压站节能效果的测算：（空压机配用电机Pe=11KW，Ie=22.3A，Ue=380V）
1.1 只运行―组滤池（16格）
现场实测：只开启一台空压机，卸荷时运行电流为11A，电压为400V，功率因数约为0.85，消耗有功功率：P＝ 3×400×11×0.85＝6477.68W＝6.4777KW
载荷―卸荷时间比为8：6，那么一年一台空压机卸荷运行所需电能为：
W＝P×24×365×6÷14＝24319.06kWh
1.2 一组滤池全部投运，另一组运行4格（共20格）
现场实测：只开启一台空压机，这时空压机不再有卸荷运行，储气罐压力为0.65MPA，输入电流为20A，没有做无用功。
1.3 两组滤池全部运行（32格）
必须将两台空压机全部投入运行，这时运行情况与1类似。
1 空压机变频调速的实现方案
根据现场情况，目前控制滤池气动阀共有四台（两用两备）空压机，型号相
同。选用一台TP变频器轮换去驱动两台空压机，这样在运行两台时，一台调速一台定速；再辅以适当的控制功能，实现整个空压站的恒压自动控制，该系统可以根据储气罐压力的变化，自动调节空压机的转速和空压机的运转台数。
该系统自动化程度高，运行方式合理，不到一年时间就能收回投资。当然，
空压机采用了变频调速后，对空压机正常运行有无影响应该注意，首先是润滑问题，其实空压机转速越低，吸、排气压力差越小，润滑油耗量也就越小，即所谓“低转速，低润滑”。
变频器性能要求：
1、由于空压机同时具备了变转矩负载和恒转矩负载的特性。所以我们选用了德国原装的TP2200A系列变频器，它的过载特性最高可达电机额定电流的200%，IGBT的极限电流为额定电流的6倍。全面的电机保护功能保证空压机的长期无故障运行。且由于其唯一的出厂24个月保质期最大限度的保护用户利益。
2、TP2200变频器采用多种控制模式包括磁场定向矢量控制、直接转矩控制等，可以保证变频器足够的转矩输出。
3、TP2200变频器内置PI功能，可以直接输入压力信号便于压力闭环控制。
4、TP2200可以在0℃-55℃中的环境温度无障碍运行（一般空压机安装场合温度较高）；甚至可以在海拔4000M的高原地区正常使用；可在320V到528V之间，宽电压运行；
总之TP2200系列变频器在各行各业中，特别是对变频器性能、功能要
求较高的场合已逐渐得到广泛的应用，以上案例仅为抛砖引玉。我们相信在不久的将来，TP系列变频器将成为中国电气传动领域的重要一员。
篇7：高压变频器在煤矿主井提升机改造中的应用
1.引言
随着电力电子技术的飞速发展，高、低压变频调速技术已发展成一种成熟稳定的技术，在各个生产环节，交流电机变频调速系统以其体积小、低维护量、优异的调速性能等诸多优点在逐步替代传统的直流调速系统，现已经成为电机驱动的发展趋势，成为电机节能高效运行的有效手段，
煤矿地面的大动力设备主要包括：主井提升机(或主运输皮带机)、副井提升机、主通风机、压风机等高压大功率用电设备。因此，电机的节能经济运行应从高压大功率设备的变频改造着手进行。尤其煤矿的立井主提升机因其每天约20多小时连续运行是煤矿生产中的主要耗能设备，对其进行变频改造、节能经济运行允为必要。
2.主井提升机的技术参数和调速现状
目前，国内还有很多矿井的主井提升机采用交流异步电动机的转子串电阻方式进行工作。起主井提升系统主要包含异步电动机、电控、调速电阻、辊简、箕斗、钢绳等组成。以下就以某煤矿主井提升机改造项目为例，对主井提升机改造进行探讨和研究。
某煤矿主立井提升机目前的调速方式为转子串电阻调速，采用接触器控制电阻的投切，加速时间长达约20秒左右;减速爬行至停车时间长达29秒左右，加速时电机电流持续接近100A耗能严重，
且起动时电机的冲击电流大大超过电机额定电流。因此，在对该主井提升机进行了变频改造。
2.1主立井提升机参数
目前，主立井提升系统是双钩8.8吨箕斗缠绕式提升机，其调速系统是交流6k V/630k W双机驱动的绕线电机串电阻调速系统。
2.2串电阻调速方式存在的固有缺陷和问题
1)转子回路串接电阻，消耗电能造成巨大的能源浪费;
2)电阻只能分级切换，实现的是有级调速，设备运行不平稳易引起电气及机械冲击;对电机轴承、钢丝绳、减速器齿轮等造成巨大冲击，威胁系统的机械安全;
3)低速转矩小，转差功率大，启动电流和换档电流冲击大;
4)中高速运行振动大;制动不安全不可靠;
5)司机的开车熟练程度和责任心完全影响提升时间、电机电流，尤其夜班司机易疲倦，存在安全隐患;
6)线绕电机转子因为工作温度高容易开焊，滑环存在接触不良问题，容易引起设备故障;
7)设备维护工作量大、维护费用高;
8)2台电机分别串接三相转子电阻体积庞大，发热严重使工作环境恶化，夏季使环境温度高达60℃以上，导致工作环境恶劣;
9)电机的功率因数低，无功损耗较大。
篇8：变频器在高炉探尺系统中的应用
1、概述
涟钢炼铁厂高炉探尺改造前是采用直流电机驱动其机械设备,直流电机维护困难且备品、备件匮乏，改造方案需要将直流电机改型为交流变频电机。对应于电机改型,探尺系统原有直流控制方案相应需要改造为交流变频控制方案。依据当前变频技术发展和交流变频器应用及比较了各大公司变频器产品后,我们选用ABB公司矢量控制电压源型变频器ACS800系列来设计控制方案。高炉探尺设计依据与选型原则如下:
1)探尺系统原采用直流电机传动。电机型号为Z-68功率:3.7KW220V20A励磁电流0.6A,转速1000转/分。
2)探尺系统现采用交流变频电机传动,电机型号为YTSZ100L1-4。电机功率:2.2kW380V750转/分,机座号160M,中心高150mm,电机长<900mm(考虑了轴伸110mm+码盘尺寸)。
3)提尺与放尺的速度参数：减速机速比31.5, 卷筒直径318mm。正常运行时, 提尺速度<26米/分, 放尺速度<15米/分。
4) 次改造选用变频器为6SE7021-8EB61,400V/7.5KW。由于探尺是位能性负载，其下放的动能不能通过变频器回馈给交流电源，需要外加制动电阻和制动单元消耗能量。同时为满足较高的转速精度和良好的动态品质，以及调速范围宽广和低转速时保持一定精度的提升力矩，需要1台增量编码器，其每转具有1024个脉冲以构成速度闭环控制系统。
2、高炉探尺工艺流程
高炉探尺是用来检测高炉内矿石与焦碳等物料的料面，供冶炼操作人员以视觉观测炉内物料下放的情况，同时控制矿石与焦碳等物料向炉内的排放。当探尺检测炉内的物料下放到设定的料面时，探尺自动提升到顶部，矿石与焦碳等物料依据工艺设定值向高炉炉内排放。物料排放完毕，探尺自顶部按设定的速度开始自动下放，下放到炉内物料的料面后，探尺被物料支撑，探尺速度减至为零，随后跟随物料下放，直到再次检测到炉内的物料下放到设定的料面时，探尺自动提升。如此循环往复，使探尺稳定在一个料面高度。
目前冶炼系统一般情况是：小于2500M3的高炉用2个探尺来探测炉内的物料，大于3000M3的高炉用3个或4个探尺来探测炉内的物料。本次改造的是1613M3的高炉探尺。
3 6SE70系列变频器功能和DriveMonitor调试软件简介
3.1变频调速装置6SE70的主要功能
* 6SE70系列变频器是具有多种可供选择接线方式的设备：有将整流部分与逆变部分装于一体的变频器、用于变频器的制动电阻和制动单元、单独的整流单元、整流回馈单元和单独的逆变器。
* 制动运行的方式：对于不经常制动的设备可以选择变频器+制动单元+制动电阻的方式;对于经常制动的设备采用整流回馈单元向公共直流母线供电，再由直流母线向多台逆变器供电，对于不同时制动的逆变器可以在直流母线上交换能量，当制动功率大时从回馈单元向电网回馈能量;还可以将多台变频器的直流母线直接连接，形成公共直流母线，再接入制动单元与制动电阻，当制动功率大时由制动电阻消耗能量。
* 6SE70系列变频器具有多种控制方式：可以设定为VVVF控制、开环矢量控制、闭环矢量控制中的一种，
闭环矢量控制的性能最好，但必须接入测速装置;当变频器或逆变器给多台电机并联供电时，只能采用VVVF方式。
* 6SE70系列变频器的所有设备均有故障自诊断功能。6SE70装置本身提供了多种可靠有效的故障保护措施。同时也提供了简单实用的故障查询手段，装置可以记录同时发生的多个故障(最多达8个)，并可以保存最近8次所发生过的故障代码。
装置的参数可以通过多种方式进行存取：
* 简易操作面板PMU或舒适型操作面板OPIS
* 使用 PROFIBUS-DP协议的通讯板CBP
* DriverMonitor调试软件。
装置可以同时记录最多10个变量(即K连接量)的变化过程，并提供了灵活的记录触发方式。利用DriverMonitor软件可以方便地观察所记录变量的波形。
3.2 DriverMonitor调试软件
6SE70系列变频器可用软件DriverMonitor进行参数设定。该软件提供下列参数功能：
* 菜单索引的参数存取
* 参数组读及写
* 将现有的参数组复制到同系列的其它装置上
* 打印参数组
* 过控制字进行操作(开关量命令、如开/关命令)及施加给定值
* 通过状态字进行观察(整流器工作状态反馈信号)及读出实际植
* 读出故障信号和报警信号
* 读出跟踪缓冲器中的内容(SIMOVERT的示波器功能)
DriverMonitor软件操作示意图见图1：
图1软件操作示意图4、高炉探尺矢量变频控制原理
变频器应工作在矢量控制方式下以便于力矩控制，要求在变频电机轴端安装增量码盘作为速度检测元件。减速机轴端接多圈绝对值码盘，信号经通讯总线进 PLC，由PLC读出探尺的高度，作为检测值及探尺的操作信号。变频器接受PLC的信号： PLC给变频器提尺信号、放尺信号;变频器给PLC准备好信号及故障信号。变频器与PLC间的这些开关量信号由点对点方式连接。
当要求探尺下放时，由PLC送出放尺信号，由变频器系统实现自动放尺并保持下放速度不超过限制值，在探尺降落到料面时保持电机仍有一定提尺力矩，使探尺保持直立姿势。探尺下放的动能由制动电阻和制动单元消耗掉。
当要求探尺提升时，由PLC送出提尺信号，由变频器系统实现自动提尺并保持提升速度不超过限制值。当PLC检测到探尺在顶部时，由变频器系统实现自动停车并投入抱闸。其控制原理简图见图2：
图2 探尺控制系统电气原理简图电流波形见图3：
图3 电流波形图5、结束语
高炉探尺采用一种新型的全数字交流变频矢量控制系统，该系统可以很方便地实现高炉探尺的提升与下降。系统满足工艺要求，运行稳定可靠，在武钢炼铁厂已投入使用，得到了用户的好评。
篇9：变频器在煤矿中的应用
摘要：本文将介绍大柳塔煤矿打破传统建矿理念，在行业中“坚持以信息化带动工业化，以工业化促进现代化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”，率先将信息技术、高科技应用到矿井的生产管理，特别是充分利用矿井水资源，取得很好的经济效益和社会效益。
关键词：综合自动化 变频器 矿井水 复用
一、矿井综合自动化
大柳塔煤矿是中国神华集团神府东胜煤炭有限责任公司所属的一座特大型现代化矿井，地处蒙陕交界的毛乌素沙漠边缘，大柳塔煤矿开发建设以来，依托优势资源，依靠科技进步，立足“高起点，高技术，高质量，高效率，高效益”的建设方针，在全国煤炭界率先全套引进国外先进技术和装备，所辖两井均装备国际先进水平的生产系统。通过综合自动化改造，将信息技术、高科技应用到矿井的生产管理中，实现了工业控制系统和管理信息系统数据之间的双向数据传递，实现了数据采集离散化、设备控制分布智能化、生产管理信息化、安全自动监测监控化、办公管理自动化。在生产规模、机械化、自动化程度上跃居国内领先水平。
大柳塔综合自动化选用美国ROCKWELL公司先进的工业控制系列产品， ROCKWELL的网络采用三层结构(见图1)：1.在信息层采用以太网(EtherNet)，用于全矿的数据采集和程序维修;2.在自动化和控制层采用控制网(ControlNet)、DH 和远程I/O，实现实时I/O控制、控制器互锁和报文传送;3.设备层：使用DeviceNet (设备网)网络，它将低层的设备直接联接到低层控制器上，这种联接无需通过I/O模块。成本低、信息集成效率高。入网设备包括DNB扫描模块、 POWERMONITOR II(PM II)和PM3000电力监测单元、FLEX I/O离散模块、MCC电机控制中心、1336PLUS变频器、SMC软启动、DSA设备启动适配器等。
整个网络以光纤为传输介质ControlNet主干网络结构，再配合LINIE、RS232串行通讯，增大网络的辐射面。
通过自动化改造，大柳塔煤矿生产系统中的主运输、供水、排水、通风、供电均实现了无人值守，生产以及各系统的设备运行状态、工况参数实现了数字化传送，在调度集控室以及矿领导和部门的计算机上可以直观的了解到所有数据。调度集控室只有一名操作员便可对全矿进行生产协调指挥，对供电、主运输等系统进行操作控制。
二、矿井水的综合利用
在矿井水的综合利用以前，井下生产用水，消尘消防用水依靠地面工业用水，经加压泵加压来满足，随着矿井开掘的加深，供水距离随之加长，逐步不能达到所需的压力。一方面由于矿区地处毛乌素沙漠边缘，随着矿区的开发，水资源显得尤为珍贵。另一方面，由于矿区煤层浅埋深、薄基岩、上覆厚松散层的特征，煤层回采顶板垮落后，赋存在第四系砂砾层和风化基岩中的浅层地下水大量涌入采空区及工作面，再由排水系统和污水排出井口处理，造成水资源的极大浪费，还得投入大量的人力物力。
鉴于以上原因，矿上采取了高效、低成本的矿井水净化复用技术，
选用12601首采工作面顺槽作为2-2煤层采空区矿井水的集水区域。充分利用 ROCKWELL产品统一的平台及高性能全方位控制的特点，在集水点建立变电硐室(见图3)。安装三台80DLX10型立式离心泵，扬程200米，流量 50m3/h。驱动电动机为YB250M-4，功率55KW，。一号加压泵通过AB公司的1336PlusⅡ变频器控制，作为系统的主泵。由 DCM(Devicenet Communications Module)进入DEVICENET模块。二、三号泵作为辅助泵，采用SMC Dialog plus软启动器，进入DEVICENET模块(见图4)。通过流量和压力反馈的信号，进入PLC系统，集成到矿工控网络，根据生产需求，将压力传感器设定为18Kg/cm2,流量设定为80m3/h，或按要求在上位机通过PID进行实时参数调节，对三台泵自动开启或关闭。改造后的水泵可达到三遥控制，恒压供水，可方便地组成供水闭环控制系统，整套系统能根据管网压力的变化进行智能化和数字化的控制，以保障系统的响应速度、供水质量和稳定性，从而达到最佳的节能效果。多泵型产品投资，避免单泵电机深度调速造成水泵、节省投资，提高运行效率。
因生产任务需求，每日24小时运行，自投用以来，运行稳定。报警准确及时。满足供水设备的各种要求，并能达到最佳的节能效果。
剩余的水经10寸钢管自流到井口，与矿区自来水网相接，满足部分工业及生活用水。
三、矿井水复用的经济效应极其显著。
1、使用变频调速和软启动器，能充分降低启动电流，提高绕组承受力，保护电动机免受瞬时启动的冲击，延长其工作寿命。提高电动机及负载设备的工作精度。
2、供水实现无人值守，减少岗位工5人。除正常保养，其余维护量极小。稳定可靠的恒压闭环供水系统，保障了大功率采掘设备的冷却需求，延长设备使用寿命。
3、完全满足煤矿这种高危行业需要，保证井下消防消尘用水需求，减少事故发生，保障职工身心健康。
4、节约资源。大柳塔井每小时矿井水流量为280m3左右，矿井用水按平均70 m3/h计算，全年为L=70×24×365=569400 m3 ，每年可节约水费50万元。
根据已知风机、泵类在不同控制方式下的流量-负载关系曲线和现场运行的负荷变化情况进行计算。
按2台电动机计算，每天连续24小时运行，其中每天20小时运行在90%负荷，4小时运行在50%负荷， 则每年的节电量为66000kW・h ，则每年可节约电费2.18万元。
5、减少了地表水体水量的利用，减缓地下水位的下降，有利于地表生态环境的维持与改善;维持表土层的保水能力，防止水土流失;富余的矿井水通过静压自排到地面，与矿区自来水网相接，经过滤处理应用于矿区生活用水及工业用水，缓解供水紧张局面，有利于周边地区的绿化与生态改善。产生良好的社会效益。
参考文献：
1、《电动机变频器与电力拖动》戴广平编，书 号： 7-80043-763-9，中国石化出版社。
2、《变频器世界》月刊，国际刊号：ISSN1561-0330
3、《1336Plus用户手册》
篇10：高压变频器在发电厂凝结水泵上的应用
本文以国产多电平型高压变频器在国电滦河发电厂凝结水泵的应用为例，分别对凝结水泵应用高压变频器前后的运行工况、基本原理及注意事项进行阐述，并通过电耗对比试验，对凝结水泵变频调节和传统的挡板调节的节能效果比对，近而说明，发电厂采用国产高压变频器对凝结水泵等设备进行调速节能改造的应用方法，并具有投资省，见效快等特点。
国电滦河发电厂位于河北省承德市，拥有二台100M W国产凝汽式汽轮发电机组。分别于1993、1997年投入运行。2005年3月，国电滦河发电厂对大批设备进行变频改造。采用北京HARSVERT- A06/130高压变频器，用于二台100M W机组的凝结水泵改造项目。目前，凝结水泵变频器运行稳定，节能效果明显。
1 凝结水泵的运行工况
在汽轮机内做完功的蒸汽在凝汽器冷却凝结之后，集中在热水井中，这时凝结水泵的作用是把凝结水及时地送往除氧器中。维持凝结水泵连续、稳定运行是保持电厂安全、经济生产的一个重要方面。
监视、调整凝汽器内的水位是凝结水泵运行中的一项主要工作。在正常运行状态下，凝汽器内的水位不能过高或过低。当机组负荷升高时，凝结水量增加，凝汽器内的水位相应上升。当机组负荷降低时，凝汽器内水位相应降低。
凝结泵电机为6KV/1000KW电机，设计有一定裕量。每台机组配备二台凝结泵，一台运行，一台备用。
没有使用变频器之前，凝汽器内的水位调整是通过改变凝结水泵出口阀门的开度进行的，调节线性度差，大量能量在阀门上损耗。同时由于频繁的对阀门进行操作，导致阀门的可靠性下降，影响机组的稳定运行。
使用高压变频器后，凝结水泵出口阀门全部打开，通过调节变频器的输出频率改变电机的转速，达到调节出口流量满足运行工况的要求。
2 HARSVERT-A06/130型高压变频器原理及特点
Harsvert-A系列高压变频器采用单元串联多电平PWM拓扑结构(简称CSML)。由若干个低压P W M变频功率单元串联的方式实现直接高压输出,高压主回路与控制器之间为光纤连接，安全可靠;精确的故障报警保护;具有电力电子保护和工业电气保护功能，保证变频器和电机在正常运行和故障时的安全可靠。
采用功率单元串联，而不是功率器件串联，器件承受的最高电压为单元内直流母线的电压，器件不必串联，不存在器件串联引起的均压问题。直接使用低压IG BT功率模块，器件工作在低压状态，不易发生故障;6kv变频器共使用42对1200V低压I G BT，低压IG BT门极驱动功率较低，驱动电路非常简单，开关频率很低，不必采取均压电路和浪涌吸收电路，系统效率高，同时功率单元采用电容滤波的结构，总体技术成熟可靠。 变频器可以承受30%的电源电压下降而继续运行，变频器的6K V主电源完全失电时，变频器可以在3秒内不停机，能够全面满足变频器动力母线切换时不停机的需要。另外6KV主电源欠压时可不停机，自动降额，电压正常后再恢复到原来速度。采用二极管不可控整流电路结构，变频器对浪涌电压的承受能力较强，雷击或开关操作引起的浪涌电压可以经过变压器(变压器的阻抗一般为 8%左右)产生浪涌电流，经过功率单元的整流二极管，给滤波电容充电，滤波电容足以吸收进入到单元内的浪涌能量，另外变压器一次侧安装了压敏电阻浪涌吸收装置，起到进一步保护作用，
功率单元为多极模块串联，某个模块发生故障时自动旁路运行，便于现场采取对应措施;即在每个功率单元输出端之间并联旁路电路，当功率单元故障时，封锁对应功率单元IGBT的触发信号，然后让旁路SCR导通，保证电机电流能通过，仍形成通路，大大提高了系统运行的可靠性。
电机可实现软启动、软制动，转速自动控制;启动电流小于电机的额定电流;电机启动时间可连续可调，减少了对电网影响。变频器预装具有自主版权的全中文操作和监控软件，本机及远程启停操作、功能设定、参数设定、故障查询、运行记录查询等均采用全中文的WINDOWS操作界面;配备12.1\"彩色液晶触摸显示屏，可实现完整的通用变频器参数设定功能，可打印输出运行报表;调整触摸式面板，可随时显示电压及电流波形、频率和电机转速，可非常直观地显示电机在任何时间的实时状态;具有很强的诊断、指示能力：可检测变频器各部分的运行状态，完整的故障监测电路、精确的故障定位，所有的功率模块均为智能化设计，当有故障发生时，将故障信息返回到主控单元中，主控单元会及时将主要功率元件I G BT关断，保护主电路，同时在中文人机界面上精确定位显示故障位置、类别，使故障点一目了然，适应于一般操作工人和维护人员的技能水平。
采用外部模拟信号控制变频器输出频率时(变频器作为DCS的执行机构)，如果发生模拟信号掉线或短路时，变频器可以提供报警信号，同时保持原有输出频率不变。变频器控制电源可接收交流220V和直流220V输入，并配备有UPS，在控制电源发生故障时可以继续运行，同时提供报警。
3 应注意的问题
凝结水母管压力不能过低，以防止空气由排水阀经凝结水再循环管进入凝汽器中，而破坏真空。在凝结水再循环管处，当除氧器侧的压力大于凝结水母管水压时，则除氧器内的汽、水要通过再循环管返回凝汽器，这将使凝结水母管发生水击。因此。变频运行时凝结泵出口阀门调整门开度不能为100%。
4 节能效果
为比较变速调节和传统的挡板调节凝结泵电耗情况，确定其节能效果，于2005年5月17日对#6机组的#1凝结泵变频装置作了电耗对比试验，机组在 100MW、75MW、50MW负荷下运行时，变频调节比传统的挡板调节分别节电470k W、611k W、631kW，节电幅度为47.4%、70.8%、78.4%。变频调节节能效果明显，具体数值见下表：试验数据表。
根据试验结果计算，#6机组凝结泵变频器全年节电量为4639MWh，按照每1MWh上网电量310元计算，全年可获经济效益143.8万元，一年半即可收回全部投资，经济效益十分显著。而且减少了对截门的冲刷，保持了系统恒定的水压。
5 总结
高压交流变频调速技术是90年代迅速发展起来的一种新型电力传动调速技术，应用了先进的电力电子技术、计算机控制技术、现代通信技术和高压电气、电机拖动技术等综合性学科领域的最新成果，其技术和性能胜过以往其它任何一种调速方式。通过多年的不断努力，国产高压变频器的性能、可靠性已经有了很大提高，今后必将有更宽阔的舞台。
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