文档介绍：HINV高压变频器在除尘风机
变频调速节能中的应用
雷铁(内江博威燃化有限公司)
【摘要】本文通过HINV高压变频器在除尘风机的具体应用,说明了HINV高压变频器在除尘风机具有较好节能节电的功能。
【关键字】HINV高压变频器除尘风机节能

交流变频调速是交流电动机调速方法中最理想的方案,采用变频器对风机、水泵类机械进行调速来调节风量、流量的方法,对节约能源,提高经济效益具有重要意义。
在燃化公司四期、五期使用地面除尘后,当时根据生产工艺特点,采用根据非常阀的开度控制液力偶合器进行调速;液力偶合器虽然能实现风机由高速-低速-高速开环控制转换,但转换时间较长,在高速运转时间比低速时间更多;而且液力偶合器油温、轴承温度时常偏高,在增加冷却系统后效果不太明显;液力耦合器故障率高,对节能、降成本起不到较好效果。
目前,使用HINV高压变频器,取消液力偶合器,运行效果良好、故障率低、对节能效果显著。

高性能控制器的核心由DSP、16位MCU和大规模逻辑集成电路组成。
国内第一家采用内嵌式可编程控制器设计方案,可以直接支持用户的DCS和PLC控制系统,实现高压变频器状态监测,提高了系统综合性能。
使用计算机对内嵌式可编程控制器进行梯形图的编程和调试。用户也可以外接其他品牌的PLC控制器,增强了系统扩展的灵活性。
采用了内置PID调节器和模糊控制调节器,进行闭环控制。用户也可以选择使用外置调节器进行闭环控制。
控制器系统远程通信监控接口为RS232/RS485,备有计算机网络监控的RJ45扩展口和通信转换模块,可以灵活支持Modbus、Profibus、TCP/IP和IEC61850等通信协议。
功率单元故障旁路后采用电压矢量移动算法,保证输出电压产生最小的电压降。当系统出现一个功率单元旁路时,可以维持95%以上的输出电压。
独创性设计了实时单元直流电压模拟量监测,更好地监测每个直流单元的电压,避免电动机降速过快时出现直流过压等故障。
所有外部的数字和模拟输入/输出端子与内部电路之间实现了电气隔离。

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/min)
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)2
P′=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,除尘风机流量Q、压力H及轴功率P都将发生较大的改变,不但节能而且大大提高了设备运行性能。
除尘风机在除尘时工作在50Hz,在不除尘时工作在30Hz,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,并在值班室设一个远