igbt直接串联高压变频器在炼铁厂冲渣泵上的应用论文

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1、IGBT直接串联高压变频器在炼铁厂冲渣泵上的应用论文1引言广东省韶关钢铁集团有限公司(以下简称韶钢)位于韶关市南郊，占地面积8320m2。韶钢是中国500家最大工业企业和国家512家重点企业之一，世界100家大型钢铁企业排行第95位，具有年产钢160万吨以上能力。炼铁厂是韶钢的一个主体生产厂，负责公司所需铁水和铁块冶炼。炼铁厂现有6座高炉，总炉容2405m3，年产生铁230万吨。高炉冶炼铁水过程中产生大量的熔渣，通常是用大流量的中压水将其降温并冲散.freelin，在此时间内要求水冲渣系统的水泵满负荷工作，其余时间水泵只需保持约30%水流量防止管道堵塞即可。我厂4

2、#-高炉使用ZGB-300型冲渣泵，机组有关数据如附表原系统运行时，起动前管道进出水阀门关闭，起动后阀门开度约90%，机组全速运行，电网电压6300V，电机运行电流33A，功率因数81.6%，耗电功率294kGI的标准，消除了电机振动现象，减小了轴承和叶片的机械应力，不需更换我厂原有的旧电机，无需降容使用。(4)采用用直接速度控制技术(DSC)，响应速度高于其它同类产品，转矩脉动小，低速仍能保持平滑静音运行。(5)可实现工频旁路，检修方便，而且具有完善的系统保护功能。4改造方案由电机转速公式可知:n=60f×(1-s)/p其中:s—转差率n—转子实际转数(r/mi

3、n)f—电流频率p—电机的极对数可见，只要改变电机的频率f，就可以实现电机的转速调节，高电压大功率变频器通过控制IGBT(绝缘栅双极型电力场效应管)的导通和关断，使输出频率连续可调。而且是随着频率的变化，输出电流、电压、功率都将发生变化，即负荷大时转速大，输出功率大，负荷小时转速小，输出功率也小。由流体力学可知:Q′=Q(n′/n)H′=H(n′/n)2P′=P(n′/n)3当泵机低于额定转速时节电为E=〔1-(n′/n)3〕×P×T(kWh)式中:n—额定转速n′—实际转速P—额定转速时电机功率T—工作时间可见，通过变频改造，冲渣泵流量Q、压力H及轴功率P都将发

4、生较大的改变，不但节能而且大大提高了设备运行性能。以上公式为本厂提供了充分理论依据，我厂根据冲渣泵的实际特性对其进行了具体改造，冲渣泵在冲渣时工作在49.5Hz，在不冲渣时工作在25Hz，考虑到工艺对调速精度要求不是很高，本系统只采用开环控制并在高炉值班室操作，需冲渣时给调节系统一个“1”的信号，电机高速运行，不需冲渣时将此信号取消，电机低速运行，取得了很好的节能效果。5改造后的系统实际运行状况变频器到厂后，我厂技术人员同成都佳灵电气制造有限公司派出的技术人员一道，经过几天的安装，一次性调试成功。于2001年11月28日开始正式运行，现已累计运行18个月，经过反复

5、多种测试各运行参数一直正常，变频器质量性能良好，安全可靠，各项指标均达到了设计要求:(1)谐波抑制效果良好。电压谐波含量小于3%，符合IEEE519-1992和GB/T14549-93标准。(2)各种保护功能完善。过流、过压、欠压、故障保护等功能可靠，并且考虑了外部电网的防雷击等多环节保护功能。(3)各种指示功能完备。具有输入、输出电流和电压、运行频率、故障显示、运行状态指示等功能。(4)操作简便。同普通的低压变频器的功能操作方式相似，功能设置和调整简单方便。6节能量的验证及测试方法(1)测量无变频调速时另一台机组在工频电压下运行的电压、电流、功率因数。(2)测量

6、有变频调速时机组在49.5Hz频率电压下运行变频器输入端的电压、电流、功率因数。(3)测量有变频调速时机组在25Hz频率电压下运行变频器输入端的电压、电流、功率因数。(4)测量仪表型号为:电压互感器:JDZJ-6;电压表:16L1-V;电流互感器:LZZB-1050/5;电流表:16L1-A;功率因数钳型表:HIOI-3266。通过上述测量参数，根据P=1.73U·Icosφ计算得出P50=294kW、P49.5=214kW、P25=82kW。7改造效益(1)节能经济效益机组49.5Hz运行和无变频器运行相比可节省功率ΔP1=P50-P49.5=80kW机组25H

7、z运行和无变频器运行相比可节省功率ΔP2=214kW-P25=132kW年节电量:ΔW=(H1ΔP1+H2ΔP2)=365(7.5×80+16.5×132)=1013970kWh(注:每年按365天计,.freel.北京:机械工业出版社,2002.