廣州市珠江水泥有限公司是引進(jìn)具有80年代中期世界先進(jìn)水平的丹麥?zhǔn)访芩构敬笮妥詣?dòng)化水泥生產(chǎn)線，回轉(zhuǎn)窯帶五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器和預(yù)分解爐雙系列，設(shè)計(jì)熟料產(chǎn)能為4000t/ d，于1989年點(diǎn)火投產(chǎn)。

　　2000年，我公司實(shí)施了提能改造項(xiàng)目，熟料產(chǎn)能提高到4600t/d（現(xiàn)已穩(wěn)定在5000t/d），相應(yīng)的窯尾排風(fēng)機(jī)參數(shù)變動(dòng)見表1.原來的風(fēng)機(jī)電機(jī)是滑環(huán)電機(jī)，采用串電阻啟動(dòng)和調(diào)速，風(fēng)量采用閘板調(diào)節(jié)。改造后風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)和風(fēng)量調(diào)節(jié)采用變頻調(diào)速，經(jīng)過比較，我們比較后選用了西門子公司的SIMOVERTMV中壓變頻器，型號(hào)為：6SE8018-1BA00，同時(shí)選用了與其配套的西門子變頻電機(jī)。變頻器的參數(shù)見表2. MV變頻器的功能及特點(diǎn)MV是使用高壓絕緣柵雙極型晶體管（HV-IGBT）和脈寬調(diào)制技術(shù)的電壓源型中壓變頻器，并且采用了久經(jīng)驗(yàn)證的矢量轉(zhuǎn)換（TRANSERVTOR）控制技術(shù)，其原理是運(yùn)用空間向量估計(jì)值以及為降低電機(jī)損耗與開關(guān)損耗而經(jīng)過優(yōu)化的逆變器觸發(fā)脈沖模式，以獲得優(yōu)良的控制特性和更高的動(dòng)態(tài)特性，該變頻器具有如下特點(diǎn)：軟啟動(dòng)能力?？梢愿鶕?jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，利用變頻器的控制能力可以將啟動(dòng)電流限制在電機(jī)額定電流以下的任何電流值，以降低啟動(dòng)電流對(duì)電機(jī)和電網(wǎng)的沖擊。

　　無需測(cè)速電機(jī)。對(duì)于變轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速是通過比較值于實(shí)際值來調(diào)整和應(yīng)用輸出到電機(jī)端子上的實(shí)際電壓和電流值來計(jì)算的。

　　功率部分。進(jìn)線側(cè)整流器由2個(gè)二極管整流橋組成用以形成12脈沖配置，負(fù)載側(cè)電壓源型逆變器（VSI）由使用帶箝位二極管的IGBT功率元件組成的3電平逆變器來實(shí)現(xiàn)。其優(yōu)點(diǎn)是，與常規(guī)的2電平逆變器相比，加在主要元件上的電壓只是常規(guī)2電平逆變器的一半。

　　脈寬調(diào)制技術(shù)。負(fù)載側(cè)逆變器需要PMW（脈寬調(diào)制）技術(shù)，以便提供正弦輸出和依電機(jī)所需轉(zhuǎn)速提供頻率控制。逆變器部分的控制是通過控制給每個(gè)IGBT功率元件的觸發(fā)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)事先準(zhǔn)備好的為減少諧波影響的脈沖波型，逆變器可向電機(jī)提供良好的輸出波型，特別是低轉(zhuǎn)速時(shí)的平滑轉(zhuǎn)矩性能。

　　先進(jìn)的控制技術(shù)。變頻器采用稱為MMADYND的全數(shù)字化開/閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行控制，同時(shí)還采用了矢量轉(zhuǎn)換（TRANSVERTOR）控制技術(shù)，使AC傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)可與DC傳動(dòng)媲美，甚至超過現(xiàn)有DC傳動(dòng)所具有的高動(dòng)態(tài)響應(yīng)和寬的調(diào)速范圍成為可能，其優(yōu)越處主要是將電機(jī)電流中的轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁分量進(jìn)行去偶和分別單獨(dú)控制。

　　3SIMOVERTMV變頻器主電路組成如所示，系統(tǒng)主電路變頻電源變壓器為三繞組，一次為6kV，次級(jí)為1700V，整流單元為12脈沖整流輸出，可有效減少整流裝置產(chǎn)生的高次諧波對(duì)電網(wǎng)的干擾，逆變單元采用HV IGBT的三電平逆變器，對(duì)于HV-IGBT，每次開通或關(guān)斷時(shí)瞬變電流和瞬變電壓是可以完全控制的，因此，可以獲得優(yōu)良的輸出電壓特性，同時(shí)，其觸發(fā)電路所需的元器件數(shù)量比GTO或IGCT的觸發(fā)電路要少得多，故其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，可靠性高。

　　表1窯尾排風(fēng)機(jī)參數(shù)（改前/改后）風(fēng)機(jī)名稱電機(jī)電壓，V電機(jī)功率，kW額定電流，A額定轉(zhuǎn)速，r/min風(fēng)機(jī)風(fēng)量，mVs窯列爐列電收塵器表2變頻器參數(shù)變頻器窯列爐列電收塵通訊地址：廣州市珠江水泥有限公司，廣東廣州510460；：2004- 12-26；編輯：沈穎4調(diào)試報(bào)告三臺(tái)變頻器于2000年4月進(jìn)行調(diào)試，這是西門子公司在中國(guó)大陸調(diào)試的首臺(tái)SIMOVERTMV中壓變頻器，前后四天，一次投產(chǎn)成功。下面是當(dāng)時(shí)調(diào)試報(bào)告。

　　4.1調(diào)試狀況電收塵、窯列風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)：完成了滿負(fù)荷和全速的測(cè)試；爐列風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)：完成了滿負(fù)荷測(cè)試，但驅(qū)動(dòng)速度達(dá)到全速的82%時(shí)，電機(jī)電流已達(dá)到極限值。

　　4.2操作狀況加速個(gè)過程所需的時(shí)間就是斜波時(shí)間，對(duì)于電收塵器風(fēng)機(jī)，斜波時(shí)間為200s，窯列和爐列風(fēng)機(jī)則為240s.變頻電機(jī)是通過一臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行冷卻的，其與變頻電機(jī)同軸。這意味著風(fēng)機(jī)的比較小速度不能低于10%，否則必須檢查電機(jī)溫度，以免電機(jī)過熱而造成變頻器跳停。變頻器只有在其各部位都靜止時(shí)才能啟動(dòng)！可通過變頻器來終止風(fēng)機(jī)的低速運(yùn)轉(zhuǎn)（約5%）。將變頻器接通后，電機(jī)就會(huì)被磁化，大約兩分鐘后，風(fēng)機(jī)就會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)處于準(zhǔn)備好狀態(tài)，這時(shí)就可以設(shè)定速度開始啟動(dòng)。

　　減速對(duì)于所有的風(fēng)機(jī)，減速的斜波時(shí)間均為500s，因變頻器不能產(chǎn)生反饋的能量，對(duì)大于30%的速度，通過風(fēng)機(jī)來減速。因此，在使用緊停鍵時(shí)，變頻器只是斷開，風(fēng)機(jī)通過負(fù)荷進(jìn)行制動(dòng)。

　　在生產(chǎn)過程中，可將風(fēng)機(jī)減速至設(shè)定的比較小速度值即10%，這時(shí)速度的設(shè)定值只能以比較大1%的幅度逐漸下降，直至速度達(dá)到5%.速度設(shè)定值千萬不能低于5%，若想將速度降低至5%，則必須這樣做。因?yàn)樵陲L(fēng)機(jī)上并沒有安裝編碼器，速度是通過電機(jī)的電流和電壓值來計(jì)算出來的，但只有在速度大于8%時(shí)才有可能進(jìn)行這個(gè)計(jì)算。變頻器在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)處于開環(huán)模式的狀態(tài)，沒有實(shí)際的速度值，在這種狀態(tài)下，變頻器內(nèi)部的控制器不能處理高于1%的速度波動(dòng)。另外一種減速方案是將減速的斜波實(shí)間設(shè)為1200s，但在正常生產(chǎn)中用這種方法進(jìn)行減速并不是太好。對(duì)于變頻器的正常停機(jī)，中控室必須給出停機(jī)信號(hào)，速度降至10%（此為電收塵風(fēng)機(jī)的值，窯列和爐列風(fēng)機(jī)為15%）時(shí)，中控室就會(huì)將變頻器的準(zhǔn)備好信號(hào)斷開，也就是說，達(dá)到所設(shè)的極限速度后，變頻器會(huì)立刻被斷開。4.3變頻器的冷卻變頻器是空冷的，為確保冷卻效果良好，每臺(tái)變頻器內(nèi)都有一個(gè)壓力表，用來測(cè)量進(jìn)口與出口空氣的壓力。

　　早期由于出口處的空氣不能很好地排出變頻器房，造成這些壓力表報(bào)警，為確保進(jìn)口處空氣也能順暢地流通，變頻器房的電纜溝必須保持打開的狀態(tài)！如果變頻器斷開并出現(xiàn)“冷卻單元故障”的報(bào)警信息，很可能是通風(fēng)系統(tǒng)有問題。

　　4.4溫度極限電機(jī)繞組的溫度報(bào)警是115°C，在120*C時(shí)就會(huì)跳停并出現(xiàn)“外部錯(cuò)誤”。

　　電機(jī)軸承的溫度報(bào)警是95C，在100C時(shí)也會(huì)跳停并出現(xiàn)報(bào)警信息“外部錯(cuò)誤”。

　　5使用情況臺(tái)變頻器能滿足工藝要求，運(yùn)行情況良好，特別是具有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)性能好，使得風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，靈敏度高，調(diào)速范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，為我公司提能改造后的正常生產(chǎn)打下了很好的基礎(chǔ)。但也發(fā)現(xiàn)存在以下問題：5.1變頻器對(duì)電網(wǎng)供電質(zhì)量要求嚴(yán)格我國(guó)的電網(wǎng)的供電質(zhì)量并不是太好，電網(wǎng)的波動(dòng)極容易造成變頻器跳停。并且我公司又處在雷區(qū)，所以在雷雨季節(jié)，這種情況更加嚴(yán)重。

　　IGBT容易損壞這幾年平均每年要損壞2到3個(gè)IGBT，IGBT的價(jià)格昂貴，運(yùn)行費(fèi)用較高。目前，它損壞的機(jī)理還沒搞清楚，有時(shí)是IGBT壞，有時(shí)是觸發(fā)板壞。有時(shí)是正常停機(jī)的，再開機(jī)就發(fā)現(xiàn)已經(jīng)壞了。

　　變頻器對(duì)冷卻要求高我們把三臺(tái)變頻器安裝在一個(gè)不到50m2的控制室里，變頻器設(shè)計(jì)是風(fēng)冷的，滿負(fù)荷運(yùn)行的發(fā)熱總量約為80kWh，冷卻風(fēng)量需為7.14m3/s，原來我們想把熱風(fēng)抽出控制室外，補(bǔ)充電纜隧道的冷風(fēng)，后來又在室內(nèi)加了一臺(tái)10匹的柜式空凋，效果并不十分理想，況且與外部的空氣交換太頻繁，變頻器比較臟，易造成故障。今年4月，我們把控制室密封，加裝了四臺(tái)20匹的管道式空凋機(jī)（兩用兩備），不再與外部空氣進(jìn)行交換，實(shí)行空氣內(nèi)循環(huán)冷卻，希望情況能有改觀。

　　MV中壓變頻器具有功率因數(shù)高（在整個(gè)輸出范圍，PF>0.96），輸出線路諧波電流低，性能可靠，系統(tǒng)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，在我公司的窯尾風(fēng)機(jī)上應(yīng)用是成功的。！