高压变频器在提钒炼钢厂中的应用

　　1　引言

　　时光荏苒，斗转星移。弹指间，攀钢提钒炼钢厂的大方坯连铸、两座新转炉以及除尘系统拔地而起，无不成为每个炼钢厂人的骄傲，尤其是除尘系统的新建与改造，对大惯量高压除尘风机的运行要求很高。因此，我厂采用了国内外五大公司的高压变频技术，包括北京利德华福电气技术有限公司、东方日立(成都)电控设备有限公司、美国罗克韦尔公司、美国罗宾康公司、法国阿尔斯通公司，分别使用的高压变频器有：harsvert-a(4台)、dhvectol-di03000/06b(1台)、power flex7000(3台)、nbh(1台)、alspa md2000(2台)，这五种高压变频器已成为攀钢提钒炼钢厂除尘系统中的一道风景线，许多企业都来此参观。其中，北京利德华福高压变频器 (harsvert-a)的应用最为广泛，主要用于攀钢提钒炼钢厂的6#、7#转炉的二次高压除尘风机(功率1600kw);4#、5#转炉一次高压除尘风机(功率1400kw)的变频调速。

　　2　harsvert-a高压变频器的系统原理及特点

　　2.1　高压变频器功率单元结构原理

　　功率单元结构原理如图1所示，是由二极管整流的三相全控桥、低压绝缘栅双极型晶闸管(igbt)逆变桥、电容器组等元件及控制回路组成，为基本的交-直 -交单相逆变电路，通过对igbt逆变桥进行正弦脉冲宽度调制(pwm)控制，可得到功率单元输出的pwm波形，如图2所示。每个功率单元结构一致，可以互换，而且当某个功率单元出现故障时，封锁该功率单元igbt的触发信号，然后让旁路scr导通，将这个功率单元隔离出去，而不影响其他功率单元的运行，减少除尘风机停机造成的经济损失，正好适应了攀钢提钒炼钢厂的生产节奏的需要。

　　图1 　功率单元结构原理

　　图2　功率单元输出的pwm波形

　　2.2 高压变频器的系统结构

　　harsvert-a高压变频器属于“高-高”电压源型变频器，由移相变压器、功率单元、控制器、工控机、内置plc(s7-200)、液晶触摸屏、外部接口、温控器、检测装置、报警装置等设备组成，如图3所示。输入侧由移相变压器给每个功率单元供电，移相变压器的二次侧绕组分为三相(a、b、c)，每相 5个单元，构成30脉冲整流方式，采用多级移相叠加的整流方式使负载下的网侧功率因数为0.96(﹥20%负载)接近1，可大幅度改善网侧的电流波形。输出侧由每个功率单元的u、v相输出端子相互串联而成星型接法给电机供电，通过对每个功率单元的pwm波形进行重组，可得到如图4所示的阶梯pwm波形，这种波形接近于标准正弦波，无须输出电抗器滤波，可减少对电机和电缆的绝缘的损坏，对输出电缆的长度无特殊的要求。