完美无谐波变频器在在水泥厂中应用

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1、完美无谐波变频器在在水泥厂中应用摘要：本文介绍了完美无谐波高压变频器原理及安装运行过程中的注意事项　　关键词：节能完美无谐波变频器安装使用经验　　　　1前言　　在2008年5月1日起正式实施的《水泥工厂节能设计规范》是我国批准发布的第一个水泥工厂节能降耗规范。规范中部分条款为国家强制性条款，其中第4.3.5条规定“窑尾高温风机应采用变频调速装置”。　　在新型干法水泥生产线中，回转窑中产生的高温废气，在窑尾高温风机的作用下，在通过预热器时对即将进入回转窑的生料预热和预分解。窑尾高温风机一方面用来提供适当的窑内负压，为将生料

2、煅烧为熟料提供条件；液力耦合器的传动效率等于输出与输入轴的转速比，因电动机输入转速基本保持，随着输出转速降低，液力耦合器的效率也就越低。同时液力耦合器还存在调速精度低、转速不稳定、响应速度慢、线性度差、损耗大、滑差大差等缺点。　　2高温风机应用变频器节能分析　　根据流体动力学的基本定律可知道，高温风机是一种平方转矩类负载。　　P=Q*H　　P：风机功率，Q：风机风量，H：风机压力　　当风机转速从n1下降到n2时，风机的风量、压力及功率的关系如下：　　Q2=Q1*(n2/n1)　　H2=H1*(n2/n1)2　　P2=P1

3、*(n2/n1)3　　当高温风机的风量需求减少时，如果采用变频调速技术，通过减小风机转速的方式减少风量，风机功率将随着转速的减小而大幅度的降低，从而达到降低能耗的目的。如果采用采用液力耦合器调速因电机输入转速不变，只是减小其输出轴的转速，会造成大量电能浪费。　　3高压变频器的基本工作原理　　3.1理论支持　　根据电动机的基本原理，交流异步电动机的转速：　　n=(1-s)n0=(1-s)60f/p　　n：电动机转速s：电动机转差功率p：电动机的极对数n0：电动机的同步速度　　在电动机极对数P不变的情况下，电动机转速n与供电

4、电源频率f基本成正比。异步电动机变频调速的基本原理是将交流电通过整流电路变为直流电，经过平滑滤波后再通过逆变回路变成不同频率和电压的交流电，为电机提供调速所需要的电压和频率。　　3.2高压变频器分类　　高压变频器的种类很多，其分类方法有以下几种：　　（1）按有无中间环节分类：交-交型、交-直-交型；　　（2）按直流部分的性质分类：电流型，中间直流环节为电感、电压型，中间直流环节为电容；　　（3）按输出电压方式：高-高型，直接输出高压，变频器没有升压变压器、高-低-高型，中间环节使用低压变频器，通过升压变压器升为高压；　　

5、3.3完美无谐波变频器工作原理　　完美无谐波系列变频器是一种功率单元串联多电平P电压源型变频器。变频器由移相变压器、功率单元和控制系统组成。这种变频器具有可靠性高、直接输出高压、内部干式变压器和功率单元模块化设计，维护方便、功率因数高、系统效率高和适用于普通高压电机等特点。　　完美无谐波变频器将多个低压功率单元以串联的方式直接输出高压（图一）。变频器的输出电压是通过多个功率单元串极实现的，不存在器件均压问题。　　每个功率单元都配备一个旁路接触器，当功率单元发生故障不能继续工作时，主控系统将接通对应的旁路接触器短接故障功率

6、单元，保证变频器的正常运行。同时，控制系统将自动进行补偿（中性点漂移），以保持电动机的电压平衡。　　3.4功率单元的基本原理　　功率单元在结构上和电气性能上完全一致，可以方便的互换。每个功率单元包括自己独立的控制电路板，与主控系统通过光纤进行通讯，该通讯是功率单元与主控系统的唯一连接，每个功率单元完全与主控系统完全电气隔离。功率单元（图二）由熔断器、三相桥式整流器、直流滤波电容和IGBT单相全桥逆变器组成，同时还包括功率器件驱动、保护、信号采集和光纤通讯等功能模块组成的控制回路。通过控制电力电子器件IGBT的通断时间和通

7、断次序将直流电转换为一系列宽度不等的矩形电压脉冲，同一相的功率单元输出相同幅度值和相位的基波电压，每相各个串联单元之间的载波相互错开一定得相位角，叠加以后输出电压的等效开关频率和电平数大大增加，变频器输出电压波形非常接近正弦波。　　4变频器安装过程中常见问题的应对方法　　4.1在水泥生产线中，车间内灰尘较多，细小的灰尘会吸附在控制板、通讯线路和电子器件上，影响散热效果，导致变频器元器件长期过热运行，严重时会造成元器件烧损，造成不必要的损失。如电路板灰尘积聚过多使，可用软刷或精密仪器清洗剂清洗，电路板晾干后才能重新回装。　

8、　4.2虽然变频器本身也带有冷却风扇，但是变频器柜内温度夏季超过40℃以上，在高温工作环境中变频器容易出现故障，也影响变频器的使用寿命。　　4.3变频器的高次谐波干扰和电动机转速下降，可能导致电动机温升增加。可采用以下措施：限定电动机的速度范围，避开低速区；将电动机自带排风扇拆除改为外置排风扇，使电动机从自风冷变为强