【摘 要】 本文結合水泥廠立窯羅茨風機的生產(chǎn)工藝，綜述了高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" 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title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器的性能特點及系統(tǒng)原理，同時詳細說明了整體改造方案，介紹了變頻器的節(jié)電效果。
【關鍵詞】 高壓變頻器 節(jié)能降耗 水泥廠 立窯 羅茨風機。
一﹑立窯羅茨風機高壓變頻改造的必要性
貴州九龍水泥立窯羅茨風機為繞線式異步電動機，原有的運行方式是電機工頻全速運行，依靠出口放風閥來調節(jié)所需風量大小，由于該公司電網(wǎng)容量有限，電機不允許全壓啟動，電機采用轉子串聯(lián)電阻的方式啟動，啟動結束后再自動短接啟動電阻，電機全速運行，但投運后發(fā)現(xiàn)通過出口放風閥門調節(jié)方式存在如下弊端：
1﹑出口放風閥調節(jié)反應滯后，調節(jié)速度慢，調節(jié)精度低，往往對現(xiàn)場所需風量控制不到位，影響現(xiàn)場的生產(chǎn)工藝要求。
2﹑出口放風閥調節(jié)不科學，不經(jīng)濟，浪費資源，采用放風閥調節(jié)雖然結構簡單，投資少，但在節(jié)能意識日益加強的今天顯然已經(jīng)不合適，水泥廠在建廠初期，出于后續(xù)可能擴建及運行安全的角度，電機及風機的裕量選用比較大，嚴重存在著大馬拉小車的現(xiàn)象，事實上，電機額定電流為40A，而電機實際運行電流平均僅為28A左右，由于采用出口放風閥調節(jié)，人為的放掉了風道的風壓和風量，大量的能源白白浪費被放風閥放出，在能源日益緊缺的今天，顯然已經(jīng)落伍，節(jié)能改造勢在必行。
3﹑電機工頻全速運行時，電機軸承等機械部位磨損嚴重，另外，由于是轉子繞線式異步電機，轉子高速運轉時，其滑環(huán)上的碳刷磨損也相當嚴重，更換周期短，設備維護量大。
4﹑啟動過程復雜，轉子串聯(lián)電阻啟動方式附帶了很多二次回路，維護量大，使用效率卻不高，然而卻不可缺少，啟動方式屬于落后工藝。
綜上所述，要先想徹底的改變現(xiàn)有工藝，就必須從源頭改進，即通過改變電機轉速來調節(jié)風機轉速，從而達到調節(jié)風量的目的，以此來滿足現(xiàn)場工藝要求。
二﹑調速方式的選擇
目前，國內(nèi)大功率高壓異步電動機主要調速方式有以下幾種：串級調速﹑內(nèi)反饋串級調速﹑液力耦合器調速﹑變頻調速等。
1﹑串級調速：優(yōu)點是可以回收轉差功率，所以調速效率比較高，但存在的問題也很多，它不適宜現(xiàn)有的轉子繞線式異步電動機，啟動過程復雜，啟動電流大，調速范圍有限，響應慢，功率因數(shù)和效率低，很難實現(xiàn)同PLC及DCS等控制系統(tǒng)的配合，諧波污染大，對電網(wǎng)有較大干擾。
2﹑內(nèi)反饋調速：內(nèi)反饋調速是在串級調速基礎上發(fā)展起來的，優(yōu)點是具有串級調速的全部優(yōu)點，體積小，缺點是：需更換專用電機，滑環(huán)處理不當容易出現(xiàn)事故，雖然采用頻敏變阻器啟動，可啟動電流仍很大，對電機和電網(wǎng)沖擊很大，調速范圍有限，輸入功率因數(shù)和效率低，電機側由于可控硅的逆變衍生出大量的高次諧波，對電機的絕緣造成老化，容易引起電機的轉矩脈動，附加發(fā)熱和噪聲污染，電纜需加粗使用，電機喘振現(xiàn)象無法消除。
3﹑液力耦合器調速：調速范圍有限，高速丟失轉差約3%-5%，低速轉差功率損失更大（1－調速比），最高可達額定傳送功率的15%，因效率與轉速成正比，低速時效率極低，精度低，無法切換運行，維護復雜，費用大。
4﹑高壓變頻器調速：由于運用了先進的電力電子技術，計算機控制技術，現(xiàn)代通信技術和高壓電氣，電機拖動等綜合性領域的科學技術，因此具有其它調速方式無法比擬的優(yōu)點。
三﹑科陸CL2700系列高壓變頻調速系統(tǒng)技術優(yōu)勢
1﹑高效率、無污染、高功率因數(shù)
CL2700系列高壓變頻調速系統(tǒng)采用的是功率單元串聯(lián)的高-高方案，采用了多繞組高壓移相變壓器，二次側繞組中流過的電流在變壓器一次側疊加時，形成非常逼近正弦波的電流波形。經(jīng)過實際測試，50Hz運行時，網(wǎng)側電流諧波＜2％，電機側輸出電壓諧波＜1.5％（即使在40Hz時，仍然＜2％），成套裝置的效率＞97％，功率因數(shù)＞0.96。完全滿足了IEEE 519－1992對電壓、電流諧波含量的要求。
另外，通過采用自主開發(fā)的專用PWM控制方法，比同類的其它方法還可進一步降低輸出電壓諧波1～2％
2﹑先進的故障單元旁路運行（專業(yè)核心技術）
為了提高系統(tǒng)的可靠性，整個變頻調速系統(tǒng)中考慮了一定的輸出電壓余量，并在各功率單元中增加了旁路電路。當某個功率單元出現(xiàn)故障時，可以自動監(jiān)測故障并啟動旁路電路，使得該單元不再投入運行，同時程序會自動進行運算，調整算法，使得輸出的三相線電壓仍然完全對稱，電機的運行不受任何影響。這種控制方法處于國際先進，國內(nèi)領先的水平，它將大大提高系統(tǒng)的可靠性和運行的穩(wěn)定性。
3﹑高性能的控制技術
CL2700系列高壓變頻調速系統(tǒng)率先實現(xiàn)了簡易矢量控制技術，可以實現(xiàn)恒轉矩快速動態(tài)響應，并且具有加、減速自適應功能，即可根據(jù)運行工況參數(shù)的實際變化，自動調整加、減速時間，在不超過最大允許電流的情況下，快速達到設定轉速；同時，系統(tǒng)可以自動識別電機轉速，用戶可以不考慮電機目前的運行狀態(tài)，電機不需要停止運行就可直接實現(xiàn)電動機的啟動、加速、減速或停車操作。
4﹑高可靠性
控制電源可實現(xiàn)外部220V供電和高壓電源輔助供電雙路電源自動切換，同時配置有UPS，即使兩路電源都出現(xiàn)故障時，控制系統(tǒng)仍然可以工作足夠長的時間，控制整個系統(tǒng)安全停機，發(fā)出報警，并記錄故障時的所有狀態(tài)參數(shù)。
采用高速光纖通信，可有效避免電磁干擾。
當單元故障數(shù)目超過設定值時，系統(tǒng)可自動切換到工頻運行。
整流變壓器有完善的溫度監(jiān)控功能。
獨特設計的功率柜風道，主要發(fā)熱元器件都靠近或處于風道中，散熱效果好，保證了系統(tǒng)的過載能力。
抗電網(wǎng)電壓波動能力強，當電網(wǎng)電壓在-15％～+15％范圍內(nèi)波動時，系統(tǒng)可以正常工作；對于功率單元，在電壓-25％～+20％范圍內(nèi)變化時，都可正常工作。
5﹑其它特點
故障自診斷能力強，監(jiān)測系統(tǒng)中所有主要參數(shù)及接口信號。
10.4英寸液晶觸摸屏人機界面，操作簡單，友好，顯示內(nèi)容豐富。
接口豐富，可與多種自動化設備和系統(tǒng)接口，滿足各種現(xiàn)場不同需要，特殊接口可以定制。
具有本地和遠程操作功能，，可以通過DCS遠程實現(xiàn)監(jiān)控功能；
維修簡單，所有單元可以互換，備件少。
四﹑改造項目具體實施方案及過程
根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，旁路柜采用一拖一手動方案，此結構是手動旁路的典型方案，是由3個高壓隔離刀閘QS1﹑QS2﹑QS3組成，其中QF1為客戶提供高壓隔離總開關，
其工作原理是：工頻運行時， QS2閉合，斷開QS1和QS3，變頻運行時， QS1和QS3閉合，QS2斷開， QS2和QS3是雙聯(lián)高壓隔離刀閘不會同時閉合，在機械上實現(xiàn)了機械互鎖
優(yōu)點：高壓變頻器故障時，有明顯斷電點，能夠確保人身安全，同時可以手動使負載投入工頻電網(wǎng)運行
缺點：高壓變頻器故障時，不能自動由變頻切換到工頻
現(xiàn)場原有的電阻啟動裝置繼續(xù)保留，當高壓變頻器出現(xiàn)故障時，直接把變頻器高壓輸入電纜切換到電阻啟動裝置上即可，操作簡單，快捷