HINV系列高压变频器在水泥生产线上的应用

0 引言

目前，全世界都在为能源紧缺而困扰，我国的能源形势尤其严峻。面对这样的现实，国家相继出台了一系列的方针政策，颁布了《节能法》，号召全民动员把节能降耗的工作做好。节能改造是其中的途径之一。我国发电总量60豫以上是通过电动机消耗的，其中一半以上用于各种风机和水泵。然而早期的工业场合，传统的风机和水泵几乎全部采用风门挡板以及阀门调节，这样存在着严重的截流损耗。变频调速技术作为节约能源的一个重要手段应该大力推广，开发各种适合国情的调速装置成为许多学者和企业努力的方向。新疆屯河水泥有限责任公司正是在这种形势下，对旗下的屯河水泥沙湾五宫分公司的风机设备进行高压变频技术改造的。

1 基本概况

新疆屯河水泥有限责任公司被喻为新疆水泥行业的王牌，在新疆几乎家喻户晓。在广袤的新疆戈壁滩上，可看到屯河水泥旗下的分厂在整个北疆多处可见。沙湾五宫分公司是屯河水泥近年来的一个新厂，全厂有三条生产线，其中两条生产线是已经服役多年的老生产线，历经沧桑，几经大小多次维修，依然不能满足生产要求，由于设备老化机械松动造成经常停机检修。因此在2004 年新建了一条生产线，投入使用以来大大提高了水泥厂的生产能力。但是仍然存在常年运行中多次由于机械以及工艺影响导致停机停产的现象，同时也影响水泥的质量标准。2006年就多次因为生料磨系统风机的风门机械联动机构失灵乃至运行中无法正确调节风门挡板开度，造成能源的极大浪费;窑尾高温风机采用液阻调速装置，风门机械机构同样由于常年多次动作，开度最大只能在95%左右。而且液阻调速装置在电机启动完成后，正常运行中总是出现转速不稳定的现象，经常出现转速上下波动，从而导致电机轴震动超标，引起风道机械松动。

鉴于以上原因，经过多方调研考察，比较性价比，最终屯河水泥有限责任公司决定选用北京动力源科技股份有限公司生产的HINV 系列高压变频器对生料磨系统风机和窑尾高温风机进行变频技术改造。

2 HINV 系列高压变频器

2.1 电机及风机参数

高温风机、电机及运行数据如表1所列。

生料磨系统的风机、电机及其运行数据如表2所列。

2.2 变频器参数

2.3 变频器设计特点

匀陨晕灾系列是北京动力源科技股份有限公司自主研发生产的电压型高压变频器，采用36 脉冲以上的输入整流移相技术，正弦波孕宰酝调制方法，全中文操作界面，具有可靠性高，性能优越，操作简便等特点，具体设计特点如下。

1)HINV 系列变频器是采用了最新设计制造技术的产品，其内部元器件采用优质进口元器件，使用寿命长，系统设计最简化，提高了设备运行的可靠性，确保了整套变频器质量。

2)输入功率因数高，无须配置功率因数补偿装置。变频器的总谐波满足IEEE-519标准和GB/T14549/93《电能质量、公用电网谐波》标准的有关规定。

3)变频器内部采用PLC，易于使用，便于功能扩展。

4 )变频器在高压主电源完全失电200 ms内不停机。

5)变频器支持来电自启动及飞车启动功能。

6)高压主电源欠压达到65%时不停机，变频器自动降额运行，待电压恢复正常后再自动回到原来设定的速度。

7)变频器可以承受+10%~ -10%的电源波动，继续正常运行。

8)变频器控制电源使用交流380V和直流220V均可，并且变频器由自身的变压器二次侧提供备份控制电源，另外还配备有UPS 电源，充分保证了在控制电源发生故障时变频器仍可以继续运行，同时提供报警信号。

9)变频器电流过载时按反时限特性曲线控制。

10)变频器具有功率单元旁路技术，当某个功率单元发生故障时，变频器自动旁路运行，同时提

供报警信号。

11)如果发生控制变频器输出频率的模拟信号掉线或短路时，变频器保持原有输出频率不变(保位运行)，同时提供报警信号。

12)当变频器发生故障或需要检修时，采用旁路设计能以手动方式或自动方式(用户选购件)使电机转为工频运行，保证生产的连续进行。

13)变频器有过电压、过电流、欠电压、缺相、变频器过载、变频器过热、电机过载、输出接地、输出短路等保护功能，并提供联跳现场输入侧高压开关的接点。

14)变频器对故障按轻重缓急分级处理，智能选择报警、降额运行、紧急停机，变频器过载150%时立即保护停机。

15)变频器对输出电缆的长度没有限制，电机不受变频器共模电压及dv/dt 应力的影响。

16)变频器具有各种防止误操作的措施，如柜门具有保护连锁，变频/工频旁通开关组保护连锁，在变频器故障时提供跳掉高压电源的信号，紧急停车按钮等。

17)变频器配备汉字显示的液晶显示屏，可实现变频器参数设定和显示电机电压、电流、频率等状态参数，变频器具有很强的故障诊断能力和精确的故障定位能力，当有故障发生时，在液晶显示屏上显示故障位置、类别，使故障点一目了然。

18)根据现场实际和用户要求，可就地控制，也可远程阅悦杂控制。

2.4 变频器系统结构

变频器系统结构如图1 所示。

变频器内部是由24 个功率单元组成，每8个单元为一组，分别对应高压回路的三相电压，由移相隔离变压器供电。