其系统结构如图 1 示。由移相变压器，功率单元和控制器组成。风光 10KV 高压变频器，变压器有 30 组付边绕组，分为 10 个功率单元 / 相，三相共 30 个单元，采用 36 脉冲整流，输入端的谐波成分远低于国标规定。
图 1 高压变频调速系统的结构图
4 . 3 . 2 功率单元电路
每个功率单元结构上完全一致，可以互换，其电路结构如图 2 示，为基本的交 - 直 - 交单相逆变电路，整流侧为六支二极管实现三相全波整流，通过对 IGBT 逆变桥进行正弦 PWM 控制。每个功率单元完全一样，可以互换，这不但调试 、 维修方便，而且备份也十分经济。假如一单元发生故障，该单元的输出端能自动通过可控硅旁路而整机可以暂时降额工作，直到缓慢停止运行。
图 2 单元电路主电路图
4 . 3 . 3 输入侧结构
输入侧由移相变压器给每个单元供电， 每个功率单元都承受电机电流、 1/10的相电压、1/30的输出功率。30个单元在变压器上都有自己独立的三相输入绕组。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，目的是实现多重化，降低输入电流的谐波成分。
本机中移相变压器的副边绕组分为三组，构成 36脉冲整流方式；这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使其负载下的网侧功率因数接近1， 输入电流谐波成分低。实测输入电流总谐波成分小于5%。
4.3.4输出侧结构
输出侧由每个单元的 U 、 V 输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的 PWM 波形进行重组，可得到如图 3 所示的阶梯 PWM 波形。这种波形正弦度好， dv/dt 小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造；同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶片的机械应力。
图 3变频器输出的相电压阶梯PWM波形图
4.3.5 控制器
控制器核心由高速 32 位 DSP 芯片和工控 PC 机协同运算来实现，精心设计的算法可以保证电机达到最优的运行性能。工控 PC 提供友好的全中文 WINOOWS 监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。控制器用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号的协调，增强了系统的灵活性。
5.变频控制方案
变频器控制 6#高炉除尘风机为一拖一控制，旁路开关柜用于工/变频切换。K1，K2和K3为三个高压隔离开关，要求K2和K3不能同时闭合，在机械上实现互锁。K1和K2闭合，K3断开，风机变频运行；K3闭合，K1和K2断开，风机工频运行。控制方案接线如图4示。
图 4 控制方案接线图
K0 用户原高压开关
K1 、 K2 和 K3 高压隔离开关
BPQ JD-BP38 -800F 高压变频器
M 高压电动机
6.变频器运行情况
2004 年 10 月，通化钢铁集团有限公司炼铁厂和我公司签定了一台高压变频器 , 型号为 JD-BP38 -800F 。 2004 年 12 月 16 日 ，高压变频器开始安装就位； 2004 年 12 月 20 日 ，调试完毕； 2004 年 12 月 25 日 ，正式投入运行。整个变频器安装调试周期都很短 , 为 6#750 高炉顺利投产提供了有利的保证 。
高压变频器控制除尘风机 , 与原旧高炉除尘风机比较 , 主要有以下优点 :
（1）运行稳定 ,安全可靠。
从变频器顺利投运近八个月以来 ,对变频器输入变压器温升、功率单元温升、输出电压、输出电流等各项参数定期巡检，完全正常。变频器运行一直十分稳定，为6#高炉安全可靠生产提供了强有力的保证。对于用户来说,只需定期对变频器除尘,不用停机,保证了 高炉 生产的连续性。
（2）电机及机组运行平稳,各项指标满足工艺要求。
在整个运行范围内 , 电机始终运行平稳 , 温升正常 。 风机启动时的噪音和启动电流非常小 , 无任何异常振动和噪音 。 在调速范围内 , 轴瓦最高温升允许 65 ℃ , 实测 10 ℃ 。
（3）变频器的三相输出波形完美,非常接近于标准正弦波。
经过现场测试 ,变频器的三相输出电压波形、电流波形非常标准,说明变频器完全可以控制一般的普通电动机运行,对电机无任何特殊要求。
（4）运行工况改善,工人劳动强度降低。
随着高炉生产除尘的需要 ,调节风机的转速,进而调节风机风量,满足高炉生产工艺的需要,工作强度大大降低。
（5）减少了维护工作量和维护费用。
原旧高炉除尘风机在运行过程中 ,经常造成风机和电机的损坏,维护工作量大,检修费用高,采用变频技术调速后,减少了机械磨损,保证了风机的正常运行。
（6）调速范围宽，调速精度高。
除尘风机的风量经常需要根据工艺的需要变化，在过去挡板或液力偶合器调节时，出现执行机构的开度与流量的非线形问题，致使调节失误，采用变频拖动风机可以在 0～50HZ范围内任意调速，调速精度高，可保持在0.1～0.01HZ范围内工作，便于实现除尘系统自动化控制。
（7）变频器具有多项保护功能，十分完善。
与原来旧系统相比较，变频器具有过流、短路、过压、欠压、缺相、温升保护等多项保护功能，更精确地保护了电机。
（8）节能效果显著，大大降低了电耗。
该系统生产周期大约为 1小时，出铁时间为20分钟，间隔约40分钟，系统配置电机额定电流为 59.5A ，根据其它生产线的实际运行情况电机运行电流在 55A左右。高炉出铁变频高速运行45HZ时，电流为 45A 左右，在 20Hz低速运行时,电流为15A左右。（一天中风机高速运行时间占40%，无停机时间）
P 变 =1.732×10×（45×0.98×40%＋15×0.98×60％）=458KW
P 工 =1 . 732 × 10 × 55 × 0 . 86=819KW
节电率 = （ P 工 -P 变 ） / P 工 =44%
7.结束语
从近 8 个月的运行情况来看，山东新风光电子科技发展有限公司生产的 JD-BP38 -800F 高压大功率变频器性能优越，可靠性高，节能效果显著，变频系统满足了高炉连续生产的需要。风光牌 JD-BP38 -800F 在通钢集团 6#750 高炉除尘风机的成功运行，说明在高炉除尘风机应用变频调速技术是完全正确的，证明了其性能具有无可比拟的优越性。
参考文献
（1）山东新风光电子使用手册 山东新风光电子科技发展有限公司。
（2）山东新风光电子 JD-BP38 -800F 高压变频调速系统通钢调试大纲。
（3）山东新风光电子 JD-BP38 -800F 高压变频调速系统通钢验收报告。
作者简介：赵树国（ 1978－），男，2002年毕业于海军大连舰艇学院，现在山东新风光电子科技发展有限公司技术部负责高压变频器的工作。
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