电力工程师评职范文变频器在主扇风机中应用研究

　　【摘要】：本文介绍了在主扇风机中大功率高压变频器的应用，对于大功率高压变频器的优势进行详细的讲解，对其在实际中的运行效果进行了概括性的评价和全面分析，另外还设计到其调速原理等内容。

　　【关键词】：大功率,高压变频器,主扇风机,原理,应用

　　一、引言

　　通过对传统的变压器的了解，发现其在使用中存在一定的弊端，并且对资源的浪费比较严重。随着科学技术的发展，大功率高压变频器应运而生，其优势在主扇风机的应用中尤为突出，取得了良好的效果，实现了低消耗、高效益的经济目的。

　　二、异步电动机变频调速原理

　　对同步转速的改变是通过改变定子供电频率来变频调速，都可以保持较小的转差率在高速到低速的调速中，整个调速过程效率高、消耗转差功率小，这是最为实用而合理的异步电动机调速方法。从公式n=6Of/p(1一s)(转差率为s，频率为f，电机转速为n，电机的极对数为P)能够得到，如果供电频率f均匀的改变，也就是对电动机的同步转速进行平滑的改变。机械特性较硬、平滑性较高、调速范围宽这是异步电动机变频调速的优点，在很多领域都有得到广泛应用。

　　三、大功率高压变频器变频调速具有的优点

　　(1)解决了不可调节的电机定速旋转引起的严重自然浪费现象;

　　(2)变频调节基本上与工况变化同步、响应极快，改变了耗能高且跟不上工况变化速度的挡板调节线性太差的状况。

　　(3)带故障自诊断功能是变频装置又一特点，能够提供中文指示并对所发生的故障位置和故障类型就地显示，对于出现的问题便于检修人员及运行人员进行解决和辨别。对环境温度方面变频装置能够进行监控，变频器会提供报警在其允许的环境温度被超出时。

　　(4)功率因数从变频前的0.85左右到变频后的0.95以上，得到了一定提高;

　　(5)变频后不再存在负载阀门或挡板调节所引起的大量节流损失;

　　(6)97%的整机效率，本身损耗能极小的高压变频器。

　　(7)实现无启动冲击电流、零转速启动，使启动负载降低、冲击扭振减轻;

　　(8)欠电压、缺相保护、过电流、保护失速、保护短路、过电压、保护电机过载、变频器过载、保护瞬时停电、保护半导体器件的过热等都是变频装置所设的保护，这些保护符合国家关于这方面的标准规定。而且提供的报警有停机、断电、故障等。

　　四、设备的方案设计和选型

　　(1)过去常用的输入降压变压器属于低压变频器的一种，它的运行程序是先对电网电压进行下调，然后再变频;电机采用的是低压电机或之前的高压电机，然而在使用高压机的时候，需要在电机和变频器之间增加一台升压变压器，变频方式为高-低-高。在这个过程中容量比较小的低压变压器对电网侧的谐波较大。在技术逐渐成熟之后，对主扇通风机的变频控制改造工作由高压变压器来完成。如Diamond—HV一06/600型高压变频器在现实中的广泛应用，其变频容量为600Kva、输入功率wie45-55Hz、适配电机功率为475Kw。

　　(2)直接采用“高-高”形式作为高压变频调速系统的频率变换形式，其结构为单元串联多电平拓扑，多组功率模块并联形成主体结构;采用互为备用的人机界面控制和LED键盘控制作分别是变压装置控制形式，可以从界面上对它们进行增减负荷、开停机等操作，而且只是一年的故障记录被保留;调速范围是20%-100%，不增加补偿功率因数的状况下，功率因数能够达到0.95z在变频系统输入端;保护电子不受dV/dt应力和共模电压的影响，并且对于输出电缆的长度变频装置没有任何要求。

　　五、在主扇风机中大功率高压变频器的应用

　　(1)主扇风机与变频装置的连接方式如下图：

　　主扇风机6kV开关为DL;变频装置隔离刀闸为K1、K2、K3，变频刀闸为K1、K2，工频刀闸为K3;经旁路刀闸K3后6kV电源还可以直接启动电动机，经出线刀闸K2变频装置输出送至电动机，经变频装置刀闸K1后6kV 电源输入到高压变频装置。

　　(2)调速原理

　　交-直-交电压源型作为存在于高压变频设置中，它能输出极其类似于理想状态下正弦波形的电流波形，相对较低分量对电网有害的谐性波，对逆变器输出电压的幅值和频率是通过改变调制波的幅值和频率来实现的。三单元叠加作为6kV高压变频器每相的叠加形式，在每单元中1275V是最高输出交流电压，在每单元中1800V是直流电压。对电机变频调速控制是通过叠加后的变频器幅值可调的正弦波线电压与输出频率来实现的。

　　(3)工作方式

　　主扇风机系统拥有两台风机，一台风机系统是保持原运行方式，另一台变频拖动方式。工频变频切换的旁路柜应用于变频装置中，在故障情况下变频装置直接通过倒闸操作进入工频运行方式，很快的切换速度，能够10min内启动风机，比之气操作简单可靠的反风，保证生产正常运行。

　　(4)在风机的高效区高压变频器如何进行调速

　　“①n<213r/min;②，n>732r/min;③406r/min580 r/min;②，n<500 r/min” 是现有条件下风机厂家提供的风机运行转速范围，保持在0°角即原角度运行1#风机风叶，使变频器运行需要在工频状态下，风机运行的可靠性得到保证。如果运行一段时间出现可靠稳定现象时，加风机前支板数2块并且调节风机调为大角度5°角或10°角继续运行。此时对变频器进行调频使得频率运行降低，然后根据实际情况进行变频控制运行，保持风机运行在高效区，使运行效率提高。某次使用中风机变频控制前后运行参数如下图：

　　应用变频调试实现的功能有：风机能够在变频和工频工作方式之间进行快速切换;依据实际需要节约电能和调节风量;主扇风机的无级变频调速与平滑启动，使风机效率提高。

　　七、结束语

　　通过上述异步电动机变频调速原理和优势、设备的方案设计和选型以及主扇风机中大功率高压变频器的应用方面的阐述，大功率高压变频器在主扇风机中的应用取得了良好的效果，实现了低消耗、高效益的经济目的。

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