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【摘 要】由于烧结生产过程中系统SO2烟气量波动较频繁，且波动范围较大，为达到调节准确、减小对电网的冲击、节省能源的目的，在S02 风机中采用高压变频调速技术。并以现用AB高压变频器使用的具体实例论述了变频调速的技术方案的优缺点，从AB高压变频调速系统的工作原理、系统结构、控制系统组成等方面阐述了高压变频器的技术特点.从而论证了高压变频器在使用中的优越性及显著的节电效果。
【关键词】高压变频器；技术特点；节电效果
近年来.高压变频调速技术已越来越多的应用在各行各业 ，以达到节约电能、改善电机系统寿命、提高产品质量的目的 高压变频器在全世界的应用比低压变频器晚.其主要原因是受逆变器开关器件制造水平的制约 近十年来.随着新器件的问世.器件耐压水平不断提高.高压变频器得到了迅速发展和广泛应用。
1 应用高压变频器的优势
韶关冶炼厂烧结车间业生产装置中有2台S02风机，是工艺流程中的关键设备。由于生产过程中系统SO2气量波动较频繁.且波动范围较大.如果是传统的前导可调机构来调节风机的流量和压力调节范围受到限制.一般在40%～l00%.且调节线性太差.跟不上工况变化速度，故能耗很高：而用变频调节响应极快.基本与工况变化同步.可满足工艺的需要，且风机启动运行平滑，不会对电机、轴承、风机产生较大的冲击.可达到调节准确、节省能源的目的。根据流体力学流量与风机转速的关系可知.电机功率P与转速n的立方成正比.随着转速的降低。电机功率以转速的3次方关系递减 因此随着电机转速的降低.电机消耗的电能下降幅度很大。可见.使用高压变频器对SO2 风机调速的节电效果将非常显著.经估算.2～3年就可以收回成本。工厂于2009年对其中一台风机进行变频改造，采用了罗克韦尔自动化公司的第三代中压变频PowerFlexTM 7000来驱动一台6KV高压电机（电机是西屋6KV高压电机，风机是德国KKK公司风机）。
2 变频调速技术方案
PowerFlexTM 7000是罗克韦尔自动化公司的第三代中压变频，它采用了脉宽调制技术（PWM）-电流源逆变器（CSI）作为驱动端逆变器，这种结构是简单、可靠和高性价比的功率单元，能适应较宽的电压和功率范围。电力半导体开关器件在中压范围内可以串联使用。由于采用了母线电感器件进行电流限制，所以功率单元不需要半导体熔断器。PowerFlex 7000结构性能优越，当负载速度大于电动机速度，或大惯量负载需要紧急减速时，具有进行再生制动的优点对称门极换流型晶闸管（SGCT）用作驱动端开关器件。采用半导体可控整流器件（SCR）（6/18相）或SGCT（PWM整流器）作为输入整流器器件。PowerFlex 7000中压变频器采用了被称为无速度传感器直接矢量控制的控制方法。它指的是将定子电流分为转矩产生分量和磁通产生分量，允许电动机转矩快速变化而不影响电动机磁通。这种方法用于没有测速机反馈但要求运行在6HZ以上转矩小于100%起动转矩的应用。对要求持续运行频率低于0.2HZ，转矩高达150%起动转矩的应用，全矢量控制加入测速机反馈后就可以实现。矢量控制提供了比V/F变频器优越的性能。速度带宽为5-25弧度/秒，转矩带宽为15-50弧度、秒。其控制硬件包括：尺寸相同的驱动端和输入端控制板吗，最多达3块的配套光纤电缆接口板（数量由电压级别和开关器件的数量决定），驱动端和输入端信号调整板。用户接口板和外部I/O板。通用驱动控制板可以用于整流器和逆变器，感应式或同步电动机驱动控制，以及3种类型的整流器（6/18脉冲，或PWM整流器）。变频器控制板主要是由浮点数字信号处理器和现场可编程门阵组成，提供先进的功能如：门极控制与诊断、故障处理和变频器同步控制。通过与PLC连接，能够在现场PLC控制柜上实现温度、压力、风量等重要参数的监控。改造后运行至今，效果非常好，满足了生产需要。
3 高压变频器在SO2风机中的应用效果
高压变频技术通过与Profibus 总线技术和PLC 控制技术等相关技术完美结合后，不但能够提高变频器的自动化程度，稳定其运行稳定，而且实现了操作简单，节能的效果也明显的提高了。目前，高压变频器正广泛的应用于城市供水、火力发电、石油、化工、水泥、冶金等各行各行业。高压变频器在SO2风机中的应用取得了明显的应用效果，具体来说，在于以下几个方面：
首先，高压变频器在SO2风机的使用后，风机便能够实现变频软起动，这样就避免了起动时对电流的冲击，不但不会对电网产生任何的冲击，而且还能够随时停止或起动，更加的安全。
其次，高压变频器在SO2风机中使用后，风机送风量便可不用风门来调节，而是利用变频器通过变频来调节风机转速来完成。利用变频器来调节风量大大提高了调节的范围，实现了从0%-100%。不但调节范围提高了，而且还能够依据生产的需要来随意的调节风量，也就减少了某些不必要的浪费，降低了企业的生产成本，提升了企业的竞争力。
再次，高压变频器在SO2风机中的运用，大量的节约了企业的能源。高压变频器使用前，风机基本上是处于满负荷的工作状态，使用后，风机就不会一直在满负荷的工作状态，这样就提高了能源的利用率，有效的节约了企业的能源。
第四，高压变频器能够平滑的调节电机负载的速率，同未使用高压变频器前相比较，安装高压变频的风机能够在低转速下运行，也就大大降低了电机的负载，同时减少了对电机的机械性的磨损。对于电机的其他部件来说，使用高压变频器的风机在运转的时候轴承、轴瓦等零部件的温度也会相应的降低，从某种意义上来说，有效的延长了这些零部件的使用寿命，同时减少了这些部件的检修费用，无形中为企业降低了维修成本，增加了企业的效益。
第五，高压变频器一般采用的是高-高电压源型的单元串联多电平的结构，其功率因数最高会达到0.95。风机在运作的时候不但不需要功率的补偿，反而提高了电网的功率因数，这样就减少了线损以及无功损失。
第六，高压变频器在SO2风机中使用后，系统便实现了完善的监控性能以及高度的可靠性，大大提高了风机的工作效率。高压变频器实现了相关参数的实时的稳定的运行，系统运行的安全性和稳定性也相应的提高了，进而减少了系统检修以及维护等工作的劳动量。
4 结语
综上所述，通过本文对高压变频器的优势、技术方案选择以及高压变频器在SO2风机应用中的具体效应的分析，我们得出，在SO2风机中应用高压变频器不但能够取得直接的、明显的经济效益，而且具有很好的间接的济效益。 从能越节约的方面看，在SO2风机里利用高压变频器进行调速，每年的节电率在30%以上。现在，高压变频器正在得到业界的高度认可，广泛的应用于各行各业，而且应用前景也非常的广阔。
参考文献：
[1]孙安民.变频器在炼油厂中的应用——低压380V变频器的节能作用[J].科技与企业.2013（17）.
[2]孙晓岗，马冬梅，冉属勇等.高压电机变频调速方案对比[J].油气田地面工程.2012（05）.
[3]郑建强，王凯.国产高压变频器在发电厂凝结水泵上的应用[J].变频器世界.2011（10）.
[4]张宗栋.高压变频器现状及发展动向[J].电世界，2012（06）.
【关键词】高压变频器；技术特点；节电效果
近年来.高压变频调速技术已越来越多的应用在各行各业 ，以达到节约电能、改善电机系统寿命、提高产品质量的目的 高压变频器在全世界的应用比低压变频器晚.其主要原因是受逆变器开关器件制造水平的制约 近十年来.随着新器件的问世.器件耐压水平不断提高.高压变频器得到了迅速发展和广泛应用。
1 应用高压变频器的优势
韶关冶炼厂烧结车间业生产装置中有2台S02风机，是工艺流程中的关键设备。由于生产过程中系统SO2气量波动较频繁.且波动范围较大.如果是传统的前导可调机构来调节风机的流量和压力调节范围受到限制.一般在40%～l00%.且调节线性太差.跟不上工况变化速度，故能耗很高：而用变频调节响应极快.基本与工况变化同步.可满足工艺的需要，且风机启动运行平滑，不会对电机、轴承、风机产生较大的冲击.可达到调节准确、节省能源的目的。根据流体力学流量与风机转速的关系可知.电机功率P与转速n的立方成正比.随着转速的降低。电机功率以转速的3次方关系递减 因此随着电机转速的降低.电机消耗的电能下降幅度很大。可见.使用高压变频器对SO2 风机调速的节电效果将非常显著.经估算.2～3年就可以收回成本。工厂于2009年对其中一台风机进行变频改造，采用了罗克韦尔自动化公司的第三代中压变频PowerFlexTM 7000来驱动一台6KV高压电机（电机是西屋6KV高压电机，风机是德国KKK公司风机）。
2 变频调速技术方案
PowerFlexTM 7000是罗克韦尔自动化公司的第三代中压变频，它采用了脉宽调制技术（PWM）-电流源逆变器（CSI）作为驱动端逆变器，这种结构是简单、可靠和高性价比的功率单元，能适应较宽的电压和功率范围。电力半导体开关器件在中压范围内可以串联使用。由于采用了母线电感器件进行电流限制，所以功率单元不需要半导体熔断器。PowerFlex 7000结构性能优越，当负载速度大于电动机速度，或大惯量负载需要紧急减速时，具有进行再生制动的优点对称门极换流型晶闸管（SGCT）用作驱动端开关器件。采用半导体可控整流器件（SCR）（6/18相）或SGCT（PWM整流器）作为输入整流器器件。PowerFlex 7000中压变频器采用了被称为无速度传感器直接矢量控制的控制方法。它指的是将定子电流分为转矩产生分量和磁通产生分量，允许电动机转矩快速变化而不影响电动机磁通。这种方法用于没有测速机反馈但要求运行在6HZ以上转矩小于100%起动转矩的应用。对要求持续运行频率低于0.2HZ，转矩高达150%起动转矩的应用，全矢量控制加入测速机反馈后就可以实现。矢量控制提供了比V/F变频器优越的性能。速度带宽为5-25弧度/秒，转矩带宽为15-50弧度、秒。其控制硬件包括：尺寸相同的驱动端和输入端控制板吗，最多达3块的配套光纤电缆接口板（数量由电压级别和开关器件的数量决定），驱动端和输入端信号调整板。用户接口板和外部I/O板。通用驱动控制板可以用于整流器和逆变器，感应式或同步电动机驱动控制，以及3种类型的整流器（6/18脉冲，或PWM整流器）。变频器控制板主要是由浮点数字信号处理器和现场可编程门阵组成，提供先进的功能如：门极控制与诊断、故障处理和变频器同步控制。通过与PLC连接，能够在现场PLC控制柜上实现温度、压力、风量等重要参数的监控。改造后运行至今，效果非常好，满足了生产需要。
3 高压变频器在SO2风机中的应用效果
高压变频技术通过与Profibus 总线技术和PLC 控制技术等相关技术完美结合后，不但能够提高变频器的自动化程度，稳定其运行稳定，而且实现了操作简单，节能的效果也明显的提高了。目前，高压变频器正广泛的应用于城市供水、火力发电、石油、化工、水泥、冶金等各行各行业。高压变频器在SO2风机中的应用取得了明显的应用效果，具体来说，在于以下几个方面：
首先，高压变频器在SO2风机的使用后，风机便能够实现变频软起动，这样就避免了起动时对电流的冲击，不但不会对电网产生任何的冲击，而且还能够随时停止或起动，更加的安全。
其次，高压变频器在SO2风机中使用后，风机送风量便可不用风门来调节，而是利用变频器通过变频来调节风机转速来完成。利用变频器来调节风量大大提高了调节的范围，实现了从0%-100%。不但调节范围提高了，而且还能够依据生产的需要来随意的调节风量，也就减少了某些不必要的浪费，降低了企业的生产成本，提升了企业的竞争力。
再次，高压变频器在SO2风机中的运用，大量的节约了企业的能源。高压变频器使用前，风机基本上是处于满负荷的工作状态，使用后，风机就不会一直在满负荷的工作状态，这样就提高了能源的利用率，有效的节约了企业的能源。
第四，高压变频器能够平滑的调节电机负载的速率，同未使用高压变频器前相比较，安装高压变频的风机能够在低转速下运行，也就大大降低了电机的负载，同时减少了对电机的机械性的磨损。对于电机的其他部件来说，使用高压变频器的风机在运转的时候轴承、轴瓦等零部件的温度也会相应的降低，从某种意义上来说，有效的延长了这些零部件的使用寿命，同时减少了这些部件的检修费用，无形中为企业降低了维修成本，增加了企业的效益。
第五，高压变频器一般采用的是高-高电压源型的单元串联多电平的结构，其功率因数最高会达到0.95。风机在运作的时候不但不需要功率的补偿，反而提高了电网的功率因数，这样就减少了线损以及无功损失。
第六，高压变频器在SO2风机中使用后，系统便实现了完善的监控性能以及高度的可靠性，大大提高了风机的工作效率。高压变频器实现了相关参数的实时的稳定的运行，系统运行的安全性和稳定性也相应的提高了，进而减少了系统检修以及维护等工作的劳动量。
4 结语
综上所述，通过本文对高压变频器的优势、技术方案选择以及高压变频器在SO2风机应用中的具体效应的分析，我们得出，在SO2风机中应用高压变频器不但能够取得直接的、明显的经济效益，而且具有很好的间接的济效益。 从能越节约的方面看，在SO2风机里利用高压变频器进行调速，每年的节电率在30%以上。现在，高压变频器正在得到业界的高度认可，广泛的应用于各行各业，而且应用前景也非常的广阔。
参考文献：
[1]孙安民.变频器在炼油厂中的应用——低压380V变频器的节能作用[J].科技与企业.2013（17）.
[2]孙晓岗，马冬梅，冉属勇等.高压电机变频调速方案对比[J].油气田地面工程.2012（05）.
[3]郑建强，王凯.国产高压变频器在发电厂凝结水泵上的应用[J].变频器世界.2011（10）.
[4]张宗栋.高压变频器现状及发展动向[J].电世界，2012（06）.