宁波西门子模块代理商通讯电缆供应商

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(1)断纱光电探测控制系统。断纱光电探测控制系统共有两组SP1、SR1和SP2、SR2用以断纱自停；(2)断条光电探测控制系统。一组光电探测控制系统检测头SP3、SR3用于断条自停；(3)龙筋光电探测控制系统。该系统有两组：SP4、SR4和SP5、SR5，作用是下龙筋在落底位置时，保证在下龙筋的纱不拔光的情况下不能一次上升，下龙筋在插管位置时，保证在不插管的情况下，则不能二次上升；(4)保护光电探测控制系统。采用“一发两收”的方式，即一个发射头对两个接收头，车头为SR6、SP7、SR8，车尾为SR9、SP8、SR7，它的作用是防止操作人员胳膊入锭翼接头时，他人误开车而造成事故。

    电气系统的典型故障分析<BR>2．1龙筋不换向

    故障现象：当下龙筋向上或向下运动到达换向点时不换向，黄灯、绿灯亮(042=1，041=1)。故障排除：(1)当下龙筋向下运动到达换向点时，感应铁打向龙筋向上接近开关、D3-SQI无输入，双向吸铁+K-Y6不工作(025=0)，PLC输出点(035=O，034=0)的+D3-SQl损坏需换；(2)当下龙筋向上运动到达换向点，感应铁打向D3-SQ2无输入(026=0)，双向吸铁+K-Y6不动作(036=O，034=O)，+D3-SQ2损坏需换；(3)机械故障：下龙筋到达换向点时，感应铁不动作；双向吸铁不动作，+K-Y6故障需换或维修。

    2．2龙筋不上升或不下降

    故障现象：龙筋强行电机不工作，正常开车时，龙筋不上升或不下降。故障排除：(1)当在正常开车时，+K-Y5龙筋传动电磁离合器不导通，用万用表测量离合器线圈是否有DC24V电压，如有DC24V，离合器线圈损坏需换，否则需维修或换+A～A3线路板；(2)龙筋传动离合器通电，龙筋不能上升或下降，为离合器气隙太大；正常纺纱时，下龙筋过预定动程碰上、下限位行程开关，离合器不能及时脱开，为离合器气隙太小，须调整气隙；(3)落纱时龙筋强行电机工作，龙筋不能上升或下降，需换离合器。

    2．3变频器工作不正常

    故障现象：箱内电源保护动作(001=0)或变频器本身故障黄灯、蓝灯亮(042=1，043=1)。故障排除：(1)在正常纺纱过程中经常出现黄灯、蓝灯亮(042=l，043=1)现象，为变频器严重发热造成，里面的排风扇烧坏或接线排接线松动，需紧固接线，换排风扇；(2)根据变频器本身故障显示，判断为变频器过电压、加或减快，过热保护，电机过载，应加制动电阻；延长加速或减速时间；过滤网，换散热片，需查出过载原因，修改设定数据。

    2．4可编程控制器PLC故障<

    故障现象：机器启动不起来或机械启动程序紊乱。故障排除：(1)机器通电后，查看机器PLC、POWER电源指示灯是否亮：用万用表测量PLC输入端是否有220V输入电源，如无220V电源则为电源故障，需维修PLC输入电路。(2)查看PLC输出端是否有24V直流电源；查PLC的输入输出模块，信号是否正常，如无DC24V则为CPU故障需维修或换。(3)为外界电磁波干扰，检查后去除干扰因素。(4)按点动按钮开车时，就直接启动开车，或按停止时点动开车，启动程序紊乱，且PLC输入输出正常，为PLC控制器CPU模块故障，拉下机器电源，重新启动开车，或重新输入CPU启动程序。 2.5红外光电探测器不起作用

    故障现象：车头光电探测指示灯不亮，机器运转或指示灯亮，机器不启动。故障排除：(1)在纺纱过程中，探测器不起作用。①车头光电开关在切除位置，拨到运行位置即可；②探测器不工作，印刷线路板+A-A4中Ul、U3、U4、U6其中的光电耦合器损坏，或探测器本身故障，其中的SP或SR损坏，需维修或换；③探测器不灵敏，需调节灵敏度。(2)车头光电指示灯亮，机器不启动。①探测器位置不正确，调正位置；②探测器被遮挡时，飞花。

    结束语

    我公司根据几年来在生产实践中不断摸索的体会，对FA402型粗纱机电控系统的典型故障进行了分析，总结出常见故障的类型及判断维修方法，通过及时排除典型故障，提高了维修效率，保证了设备的良好运转。

 介绍了FA402型粗纱机电气控制系统的组成及其相关功能，分析了生产实践中的故障成因，并就出现故障的具体情况提出了具体的维修方法。

    我公司于1999年购进天津纺机生产的FA402型粗纱机四台，该机在功能操作方面具有特的优势，设备集编程控制、交流变频调速、伺服跟踪控制等技术于一体，自投产以后，电气系统运行良好，故障率低，易于维护。

    电气控制系统的组成及其相关功能

    FA402型粗纱机的电气控制系统由PLC可编程控制器、变频器、换向控制、电磁离合器、红外光电探测器组成．该控制系统分别由电缆进行连接通信，对设备的换向、运转、落纱部分进行控制，完成机器的正常动作程序。

    PLC可编程控制系统

    粗纱机各种动作的控制都是由可编程序控制器PLC米完成的(SR-21系列可编程序控制器)，PLC系统由电源框架、CPU模块、输入模块(A1．0、A1．1、A1．2)、输入输出模块(A1．3)、输出模块(A1．4、A1．5、A1．6)组成。PLC就是对施控信号进行采样，通过逻辑运算输出被控信号来完成对机器的控制，CPU是控制。其电源电压为220&nbsp;V，CPU可提供一个直流24V电源，可供输入回路作电源，也可作为红外光电探测器和接近开关的电源，大电源输出8w、280mA。

    1．2变频器

    FA402型粗纱机主机采用日本明电变频器，具有操作显示、频率修改、查看功能码、功能码重新设定、功能码设定、故障显示等功能。

    1．3换向控制系统

    换向控制系统由印刷线路板+A～A2控制，由换向接近开关+D3．SQl(龙筋向上)和+D3-SQ2(龙筋向下)，采用高压换向(38V)，低压保持(19V)的工作方式，来使双向吸铁(+K-Y6)动作，拨向左面或右面，完成设备的换向动作程序。<BR>1．4电磁离合器控制系统

    全机共有四个电磁离合器，由印刷线路板+A～A3控制，工作电压为直流24V。(1)制动器(+D3．Y1)。正常纺纱时，它带电呈“闭合”状态，具备制动功能，防止下锥轮松动而使皮带松弛，落纱时则制动器断电，使下锥轮可在皮带复位电机带动下抬起或落下。(2)皮带复位电磁离合器(+D—Y3).与皮带复位电机通电时同时通电，配合电机M3一起完成皮带复位和张紧动作。(3)龙筋强行电磁离合器(+H—Y4)。当龙筋强行电机通电1s后此离合器通电，带动下龙筋强行上升或下降。(4)龙筋转动电磁离合器(+K-Y5)。①正常开车时，带电呈“闭合”状态，传递扭矩；②落纱程序中，当龙筋强行电机通电时，它断电脱开，配合完成下龙筋的升降；③正常纺纱，下龙筋过预定动程而碰上、下限位行程开关(+K—SLJ7、+K-SL6，+K-SL9)时，离合器断电脱开，去除下龙筋的升降动力。

    红外光电探测器控制系统

    系统配备了8路红外光电探测装置，由印刷线路板+A～A4控制，当发射头(SP)发出的红外光线被接收头(SR)接收到时，则接收头发出低电平，当红外光被遮挡时，则发出高电平，且接收头和发射头内的发光二管发光给以指示。

    3.丹佛斯软启动器有内置的软停止功能；

    4.丹佛斯软启动器是真正的恒电流闭环控制，能以设定的启动电流值作快速的启动，启动完成的逻辑判别也合理。

    水泵电机型号为JS137-6，280kW，493A，983rpm。泵站由两路高压进线供电，每路带3台电机。因此决定采用2台300kW软启动器（型号为MCD3300），每路电源接1台软启动器，每台软启动器负责3台电机的软启动和软停止。其启动控制原理请见图3，启动时为电流闭环控制，等到电机加速至额定转速时，电流也降至额定电流，可控硅开足，后软启动器发出运行信号。

    三、参数设置

    四、程序设计采用ROCKWELL公司的RSLOGIX500编程软件，程序框图如下：

    五、安装调试注意事项：

    现场安装和调试是在不影响整个泵站正常供水的情况下进行的，所以事定要制订详细的施工计划，要求工程公司具备：

    －有强大的技术实力

    －有能力协调大量的材料，设备定货，运输和进货等问题

    －有相应工程的设计，施工经验

    －有良好的管理制度

    这次施工就是在与调度充分协调之后，逐泵进行的。调试时也是如此，先选在某一路电源上的3台泵都不用的时候，对这一路的软启动器进行调试；再选择被控制的水泵，将被选中的水泵的出水阀关闭，以勉调试工作影响管网；然后开始正式调试动作，注意这时水泵是在打闷水，运行时间不要过1分钟；等这些调试工作都之后，就可以打开出水阀，作满载软启动软停止试验了，这时因为是满载所以软启动的时间会比空载时的长，因此软启动器的参数设置要有一定的余量；后通过试验，总结数据，得出的控制方式和控制参数，就可以投入试运营了。

    另外低压大功率电机的配电较为紧凑，因此多数调试要尽量在模拟条件下完成，以减少正式调试时的故障机会。

    六、运行效果及意义：

    此套控制系统目前已经在真北泵站正式投入运行。六台水泵的出水阀门打开，通常情况下对他们不再进行操作。软启动器启动电流设为330%，启动时间约为5-6秒，供电系统承受的启动冲击电流与用自耦变压器启动时的相；软停止时电流大不过170%，软停止时间约7秒，对止回阀没有任何冲击。系统从投入使用至今运行正常。

    此系统的成功应用，将对今后城市供水系统的增压泵站和水库泵站设计和改造带来非常深远的意义：

    1.由于使用软启动器已能实现水泵电机的满载启动和软停止，水泵的出水阀门可以取消；

    2.大功率软启动器一带多成功应用，使得今后多泵泵站电机启动控制系统的成本大幅度下降；

    3.软启动器本身具有电压及电流保护功能，并有内在的零电流开关特性，使得电动机的保护得到了加强，同时大大减少了接触器的损耗；

    4.此类系统因为有PLC作为主控制器，以后可以进一步扩展功能。七、结束语：

    由于采用了的PLC和电机软启动器，使得原先的电气控制得到了成功改造，整个泵站的电气控制和管理水平上了一个新的台阶。随着国内外电力电子技术的不断新和自动化控制理论的不断发展，相信今后将会有多、好的解决方案出现。

    此文谨供**参考，指正，如有不详之处欢迎与我们接洽联系。

   一、引言：

    城市供水系统的水库泵站一般都配备大功率水库泵及增压泵若干台，其良好稳定运行为城市居民的生活用水和工农业生产带来的保证。目前，很多现有设备已经趋于老化，日常维修工作量大，控制原理也较为落后。如何在不增加大量投资的前提下对现有设备进行合理改造，以发挥的工作效能，是当前需要解决的问题。

    上海自来水公司市北泵站管理所下属真北泵站共有三台280kW增压泵和三台280kW水库泵。均采用自耦启动柜进行启动，启动电流大，并且随着设备的长期使用，开关元件及出水阀门的损耗比较严重。为了降低运行成本，减少设备损耗，提高管理水平，决定采用PLC自动控制系统和电机软启动器对原设备进行改造。

    二、工作原理及改造方案：

    1.控制原理

    电机启动器决定使用软启动器。软启动器的基本原理如图1所示，通过控制可控硅的导通角来控制输出电压。因此，软启动器从本质上是一种能够自动控制的降压启动器，由于能够任意调节输出电压，作电流闭环控制，因而比传统的降压启动方式（如串电阻启动，自耦变压器启动等）有多优点。例如满载启动风机水泵等变转矩负载、实现电机软停止、应用于水泵能水锤效应等。

    目前，国内外的电机软启动器控制系统一般都采用1台软启动器配1台电机的控制方案，为了节省投资，经过多方论证，并且与上海津信变频器有限公司的技术一起进行了模拟试验，终决定采用1台软启动器带多台电机的方案。同时，也为了大限度地设备无故障连续运行，对原自耦启动柜进行了改造，保留原来自耦启动的全部功能，并且利用原自耦柜中的运行接触器，作为软启动器的旁路接触器，在软启动器启动完毕后将其旁路，以便软启动器可以继续控制其他的电机。软停止控制策略则正好相反，要将原自耦柜中的运行接触器断开，电机切换到由软启动器控制，然后启动软启动器的软停止功能，逐渐减小输出电压，将电机慢慢停下来，后软启动器退出，等待接受下一个启动或停止操作。

    2.系统组成框图：

    3.主要设备选型：

    供水系统关系到千家万户，系统的设计和设备的选型要考虑其性以及产品制造商的，使系统在正常工作条件下，尽可能做到万无一失。但同时又要兼顾系统的经济性，因此在设备的配备上对主要关键性设备尽可能选用国内外产品，对一些不影响系统性能及性的辅助设备，可选用的产品，以提高整个系统的性价比。

    3.1可编程序控制器（PLC）选型

    PLC是控制系统的关键部件之一，选型的时候除了要满足以上要求之外，还要考虑到今后的维护和扩展以及与其他泵站保持统一的通讯接口，为今后连接上位机监控做好准备等。综合考虑之后，决定采用ROCKWELL的SLC500系列PLC。

    3.2软启动器选型：

    选用丹麦丹佛斯工业有限公司生产的MCD3000型工业软启动器，该产品具有以下几个优点：

    1.有的旁路接线端子，在旁路时还有电流监控，能作过载保护；

   棉纺织设备的大部分机器采用了变频调速技术、可编程控器(PLC)技术，也已有相当一部分的产品采用了工控机、单片机、交流伺服系统、触摸屏人机界面以及现场总线技术，实现了纺机产品的机电一体化，变频器在纺织设备上应用很普及，从清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒、整经、浆纱、无梭织机等均已采用。按使用情况可分为三种类型：

    类：一台主机选用一台变频器控制一台电动机，如并条机、粗纱机、细纱机等。

    二类：一台主机选用一台变频器控制多台电动机，如并纱机、气流纺机(单锭单电机传动型)等。

    三类：一台主机用多台变频器分别控制多台电动机，并由计算机控制多电机协调同步，和实现卷绕成形功能，如取消锥轮的新型粗纱机、取消长边轴传动和无级变速器的新型浆纱机，分条整经机等。

    纺织设备上应用的变频器的容量范围：

    0.37KW～500KW，以上为0.37KW～37KW。

    VEC矢量变频器在梳棉机中的应用

    某棉纺厂使用的梳棉机老机在设计方面由于受到当时的技术条件、设备制造成本，市场需要等因素的限制不可避免的存在着一些缺陷。如A186D型梳棉机道传动系统中的电磁离合器由于故障较高，经常造成停机，不时出火警，给生产效率与产品质量造成一定的损失，要保持与维护需投入大量的人力与物力。惯性轮电磁离合器被弃用。这样在由慢转快的过程中产生细条，严重时出现破边，棉网拉断的现象影响生产质量。为避免这种现象，操作工用不当的操作办法来以上设备缺陷，但要造成大量的废条，同样是不可取的。

    使用威科矢量变频器改善梳棉机运行状态的过程：A186D梳棉机为了使道夫达到升、降速平滑，在机械传动中设计双速电机，惯性轮、电磁离合器，用电气加机械的手段来实现。A186E、A186F、FA201梳棉机设计中又增加了电动机的星-三角转换这一控制环节，从而进一步改善了升、降速频率。FA201B、FA212梳棉机采用了威科矢量变频器调速，从而实现了道夫升速斜率的任意调节，道夫工艺转速的任意可变的功能。为老机改造提供一个好的范例。

    对A186D老机进行矢量变频器调速改造，不但提高设备性能，降低故障停机。还能提高生产效率与生产质量。

    对于给水泵变频器加速时间的设定，应在保证供水的前提下，尽量长一点，这样对工艺管道有利，因为这可以克服水泵加快时的“水锤效应”和减快时的“空化现象”。

    3．炉排及输渣机

    选用7.5KW和5.5KWG系列通用型变频器各一台。

    输渣机按常规50HZ运行时，皮带运行时，皮带运行速度太快，况且有时皮带上还没有煤渣，这样皮带磨损很大，需要经常换皮带。而且煤渣多与少还与使用的煤质有很大的关系，因此采用变频器后即可以降低皮带输渣机的运行速度，又可以根据煤渣多少来改变皮带运行速度。实施中，我们采用50HZ的固定频率运行方式，即将变频器上限频率设定为某一频率（本例中为25HZ），这样皮带运行速度仅为常规运行方式的50%，大大减少了皮带的磨损。如果在这一速度下运行时出现煤渣过多，可将速度适当加快。由于这样的情况不经常发生，故采用重新设置变频器上限频率方式进行，或通过变频器键盘的▲、▼键来调整频率。

    正常操作时，一般不轻易切断变频器的主电源，停炉时间较短时，钮下变频器正转信号即可，只有长时间停炉及检修时才切断变频器主电源，并在操作台上设计有变频器跳闸的声光报警信号及变频器复位按钮。

    四．应用效果

    通过对变频器在工业锅炉上的应用，采用变频器控制具有以下诸多优点：

    1．采用变频器控制电机的转速，档板和调节阀的机械磨损、卡死等故障将不复存在，节电效果显著；

    2．采用变频器控制电机，实现了大电机的启软动，平滑启动及转机转速下降，避免了对电网的冲击，减少电动机故障率，延长了使用寿命；

    3．电机将在额定转速的状态下运行，降低了噪声对环境的影响；

    4．具有过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能及声光报警功能；

    5．安装比较方便，不用破坏原有的配电设施及环境；

    6．自动控制炉膛负压，减少人工操作因素；

    7．采用工业上通用的工控机和触摸屏，可以显示整个控制系统的运行情况，包括温度、压力、流量等其它参数；

    因此，为了节约电能，提高锅炉燃烧控制水平，增加经济效益，采用变频调速系统取代低效高能耗的风门档板，已成为各锅炉使用单位企业节能改造的。

  通过炉膛中烟气氧量变送器传输的电流信号，控制鼓风机转速，烟气氧量稳定在燃料燃烧要求的范围，达到节电和节煤双重效果。

    引风机为93KW两台，选用93KWY系列一体化变频器2台。

    使锅炉处于负压状态，不仅为炉膛内的燃料燃烧达到的风煤比提供了基础条件，而且不使炉膛吸入过多的冷空气和烟道排出过多热量，同时还避免了由于人工操作不当和维护不及时引起的人身和设备事故。

    为了保证锅炉的运行，工业锅炉都设置有联锁保护电路，即电气联锁保护、工艺参数锁保护。前者在锅炉启、停时，保证引风机先于鼓风机启动而晚于鼓风机停止运行，以防误操作时炉膛正压喷火，危及人身，及粉尖外喷影响环境卫生；后者在汽包水位或汽包压力标时，自动停止鼓、引风机，减弱燃烧，以确保锅炉的。

    鼓、引风机启动的相互联锁保护电路，是利用变频器的频率水平检测来实现的，即先启动引风机，当引风机转速某一设定值频率时，输出有效信号起作用，使Y1端子输出为ON，（并对F0-44号参数设为7）才允许鼓风机启动，如图三所示：为避免炉膛正压喷火，可将鼓风机变频加速时间设定比引风机加速时间长一些；停机时，将鼓风机变频的X1与COM短接，（并对F0-046号参数设为1）输入了空转命令，鼓风机输出马上为OHZ，鼓风机马上停机，而引风机则按原设定的减速时间慢慢停下来，工艺参数标时与仪表相联的继电器动作，在报警的同时，还断开鼓、引风机的正行信号，使鼓、引风机停机，停机过程同上，不再详述。

    2．给水泵

    给水泵两台30KW，选用30KWY系列一体化变频器2台。

    采用一拖一带工频旁路，一台运行一台备用的方式，如图四所示：给水泵是向锅炉提供足够的软化水，使锅炉液面保持一定的高度，多采用恒压控制或恒液位控制，使液面不随蒸发量的变化而改变。频率设定信号为4—20MA/DC并联接至变频器，这比串联接线的性要高，并且取消了常规启动柜和电动调节阀。

    当工业锅炉的给水泵采用变频调速时，存在一个事故隐患，但往往被忽视。自动给水系统输出的电流信号，作为给定频率信号，通过变频器对水泵转速进行控制，以达到调整给水流量来稳定汽包水位之目的。在生产过程中，如果自控系统断电或控制无输出信号及变频器出故障，将使变频器输出频率为0HZ，使给水泵停转中断给水，这对锅炉是不利的，因此应采用取一定措施，以避免断水事故的发生。监测自控系统供电及控制器和操作器是否正常呢？

    直观的方法是监测输入至变频器的4—20MA/DC电流信号的有无，失常时通过监测电路将给水变频器的X1与COM接通，如给水泵控制示意图五所示，变频器设定的段速度运行（50HZ），此前应对F0-046、047、048号参数进行设置，这不保证了锅炉供水不中断，另一个方法是对变频器的频率设定信号进行控制，在正常时用电流设定（4—20MA/DC），异常时自动改用电压设定。即增设一只位器，在异常时用其来调整变频器的输出频率。此时，使用X4端子功能，并对其FO-049号参数进行设置。

一．概述
    风机水泵类负载多是根据满负荷工作需要用量来选型，实际应用中大部分时间并非工作于满负荷状态，由于交流调速电机很困难。通常工业锅炉上的鼓风机、引风机、给水泵都是电机以定速运行，再通过改变风机入口的档板开度来调节风量；通过改变水泵出口管路上的调节阀开度来调节给水泵。而风机和水泵的大特点是负载转矩与转速的平方成正比，而轴功率与转速的立方成正比，因此如将电机的定速运转改为根据需要的流量来调节电机的转速就可以节约大量的电能，同时也可以容易实现闭环恒压控制，节能效果将进一步提高。


    现将株洲某化工厂设计和实施的一台35t/h工业锅炉的变频调速系统改造项目作一介绍。


    二．锅炉系统构成


    控制系统总体构成如图一所示，图中传感变送仪表将锅炉的特种工艺参数变换成4—20MA/DC电流信号，送至变频器、控制器能完成数据采集，回路控制等功能。其中鼓风机、引风机、炉排机变频器受燃烧控制系统的控制，给水泵变频器受汽包水位的控制。控制器的输出信号将控制相关的变频器输出频率，以达到稳定工况及提高锅炉热效率和节能目的。


    变频器频率设定信号采用4—20MA/DC电流信号，在控制器与每台变频器之间装有一台小型自动切换操作器，该操作器输入输出均为4—20MA/DC，具有手动、自动、强制手动三种工作方式。变频器的正转信号由一开关控制、并装在操作台上，因此控制变频器的启动、停止及调节其输出频率是很方便的。此处还用变频器来调整两台皮带输渣机的速度。


    壹台锅炉共使用了六台传动之星Y系列一体化智能变频器和二台G系列通用型变频器。


    其中Y系列一体化智能变频器如下图二所示，它的功能特点是：


    A。结构紧凑，外形美见；


    B。具有节电、市电和停止三位锁控开关，便于转换及管理；


    C。变频器发生故障时，可自动切断电源，转换到工频运行；


    D。具有键盘锁定功能，防止误操作；


    E。高性。市电/节能运行双回路设计，具有自动复位、掉电复位功能。


    G系列通用型变频器功能特点如下所示：


    A．采用特的空间电压矢量调制方式；


    B．有的载频和死区补偿技术，实现的电流波形；


    C．优化设计，降低电机噪音；


    D．内置简易PLC；


    E．内置RS485/RS232通讯接口，可联机控制。


    三．系统各部分变频改造介绍


    1．鼓风机和引风机


    鼓风机为45KW两台，选用45KWY系列一体化变频器2台。

    一、引言

    杭州钢铁集团转炉炼钢厂设置两座600T混铁炉，且有一个倾翻工位和一个大包倒小包工位。每座混铁炉设有一个进铁口和一个出铁口，倾翻工位相当于混铁炉进铁口。当混铁炉进铁或出铁时，高温的铁水会同空气发生剧烈的化学反应，产生大量的烟气。一方面对现场操作的工人不利，另一方面也对环境造成了的污染。混铁炉多种进出铁工况条件下风量随时变化，因此该除尘风机需要多种速度来适应。在以前的运行过程中，由于一方面液力耦合器不能适应频繁的调速，另一方面原设计现场阀门信号与风机调速控制分属两个控制系统，两者之间没有信号联系。因此原有除尘风机运行方式基本为恒速运行，其运行转速保持在约680rpm左右，运行电流约在150A，仅通过现场阀门及炉盖开启来达到除尘效果，同时为防止阀门全部关闭造成风机振动过大，其中一台大包倒小包阀门始终打开，大量风量直接排空，导致大量有功功率浪费。此外液力耦合器低速运行时效率低下，为了提高风机的运行效率，节能降耗，对风机调速控制进行改进。

    近几年随着国内高压变频器技术的进步，变频器的性价比和稳定性有很大幅度的提升，经过考察，我厂终选择了北京利德华福电气技术有限公司生产的HARSVEST-A系列高压变频器对风机进行调速控制。该项目采用节能还款合同形式，由杭州亚泰公司，整体项目为交钥匙工程，于2006年12月份安装调试完毕投入运行，至今已稳定运行近四个月，给我厂带来了的效益。

    二、混铁炉除尘工艺工况及主电机参数介绍

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    1.混铁炉除尘风机工况：

    混铁炉系统除尘设计风量：66万m3/h

    风道漏风损耗率设计：10％

    进铁水（或大包倒小包）除尘需要风量：25万m3/h

    出铁水除尘需要风量：6万m3/h

    进铁水除尘需要时间：约10分钟/次

    出铁水除尘需要时间：约3分钟/次

    日出铁水总次数：约180次

    日进铁水总次数：约120次

    进铁时，当捕集罩关到位后，相应的阀门打开。出铁时，混铁炉离开零位后，相应的出铁口阀门打开。

    2.混铁炉除尘风机主电机的技术参数如下：

    电机型号：Y710－8

    额定功率：1600kW

    额定电压：6300V

    额定电流：183.2A

    功率因数：0.84

    3.工艺要求：

    现场提供具体工作情况分为以下6种：

    1）一个进铁口工作需要25万m3/h；

    2）一个出铁口工作需要6万m3/h；

    3）两个出铁口同时打开需要风量12万m3/h；

    4）一个进铁口一个出铁口同时打开需要风量31万m3/h；

    5）一个进铁口两个出铁口同时打开需要风量37万m3/h；

    6）两个进铁口同时打开需要风量50万m3/h。

    三、高压变频调速系统改造方案：

    1.HARSVERT-A高压变频器的原理:

    采用高-高电压源型单元串联多电平技术。电网电压经过副边多重化的隔离变压器降压后给功率单元供电，1600kW/6kV高压变频器每相由5个功率单元串联而成，输出相电压可达3500V，线电压达6kV左右。每个功率单元承受全部的电机电流，但只提供1/5相电压和1/15的输出功率，为单相输出的交直交PWM电压源型逆变结构，相邻功率单元的输出端串接起来，形成Y接结构，实现变压变频的高压直接输出，供给高压电动机。

    每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电，功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘，二次绕组采用延边三角形接法，实现多重化，以达到降低输入谐波电流的目的。给功率单元供电的二次绕组每3个一组，分为5个不同的相位组，互差12度电角度，形成30脉冲的整流电路结构。

    2.本项目共配置1台高压变频器，其详细参数如下：    

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    3.变频器主回路方案：

    由于风机进风口没有风门，因此这次改造没有安装工频旁路柜。即用户电网直接接高压变频器，然后接电机。

    4.根据混铁炉的工艺要求，我们在满足除尘环保要求的前提下，为简化控制逻辑，现场PLC直接根据出铁口、进铁口的炉盖位置开关状态来控制变频器的转速，变频器预设3个速度点，根据现场所需风量不同自动调节电机转速。

    现场送6个开关量信号进PLC，在程序内编程以达到变频器高、中、低速运行。    

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    状态说明：0：风口关闭

    1：风口打开

    ——：任意状态

    5.加装变频器后，由于变频器自身带有电机的过流保护、过载保护、缺相保护、过电压保护、接地保护、短路保护、频保护、反相保护等，变频运行时上口高压柜保护为备用保护，除变频器输入侧采用移相变压器外（其励磁涌流为额定电流的6-8倍），对上口保护无其它特殊要求；因此高压开关柜继电保护只对变频器工频旁路时起主要保护，其整定值可按正常电机保护进行整定。旁路运行时如将进气口阀门全部关闭，启动过程启动电流应在电机额定电流的6-8倍左右，如果电网或上级变压器容量较大能承受此瞬间冲击，可以不外加任何启动设备进行直接工频启动，如果不能承受则可考虑在变频器工频旁路系统前方加装水阻或电抗器，以防工频启动时无法启动。本项目工频时采用直接启动方式。

    四、交钥匙工程整体施工方案：

    1.由于目前设备使用液力耦合器，考虑到风机运行的稳定性，因此拆除液力耦合器，将电机向前移位采用直接连接方式；对电机移位后与风机直联的磨擦片接手重新定制，重新制作钢底座作为电机基础，同时为确保设备投运后的，应确保的安装精度，保证电机与风机之间的同心度≦0.05mm。

    2.高压变频器主设备安装在风机值班室内，原高压柜至电机的高压电缆用做改造时高压柜至变频器进线电缆，变频器至电机高压电缆重新敷设，同时敷设现场PLC柜至变频器控制柜3根屏蔽控制电缆用于变频器的远程启动、停车，采集现场阀门状态信号，实现变频器三段速的自动调节及变频器信号的反馈。此外还需敷设一根高压柜至变频器的控制电缆，用于高压柜合闸允许和高压柜紧急分闸控制。

    3.由于高压变频器的IGBT等功率元器件对环境温度要求比较高，同时本项目变频器功率较大，为了防止因温度高而引起变频器的保护停机，我厂采用以下三种措施来防止室温过高：

    （1）柜加装排风管，使变频器自身产生的大部分热量通过排风系统释放到室外；

    （2）改装现有的窗户，进行双层玻璃保温；

    （3）加装一台10匹的工业风冷空调。

    4.施工时间安排见下表    

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    终，北京利德华福电气技术有限公司凭借、快捷的售后服务，顺利将设备投入运行，运转情况良好，整体工程一次性验收。

    五、节能测算及投资分析：

    1.上变频器前后的相关参数统计    

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    2.工频用液偶调速状态下除尘风机的功耗计算：

    （4）仍以年运行时间7920小时（约330天）、电价0.5元/度计算，则变频后每年耗电量为697.4万度，每年耗电费为348.7万元。

    4.综上所述，除尘风机上高压变频器后较以前工频液力耦合器调速，每年可节约电量339.6万度，每年节约电费为169.8万元。

    同时还产生了其他效果：

    1）限制启动电流，减少启动的峰值功率损耗；

    2）改善电网功率因数，变频器可使系统的功率因数保持在0.95%以上；

    3）了电机因启动、停止对机械的冲击，延长使用寿命，减少维修；

    4）可使电动机与风机直接相连接，减少传动环节的费用；

    5）电机和风机运转速度下降，润滑条件改善，传动装置的故障下降；

    5.投资分析：

    我厂通过高压变频节能改造，预计该项目的总期约在16个月左右，总投资内容包括设备成本、配件成本、运输成本、工程设计成本、工程安装成本、效果检测成本、资金成本、设备维护成本及风险成本。

    六、结束语：

    综合看来,本套高压变频调速系统的投入，对提高杭钢集团动力公司电能的使用效率，降低公司的生产成本，保证混铁炉除尘风机的运行以及生产工作自动化程度的提高有着积、重要的作用。可以说这是一个产品适用性强,快的高科技项目。