高压变频器在钢铁厂中的节能应用

刘锐

摘 要 近年来，随着社会发展的需要，钢铁产的生产量在不断的上升，为了加强社会资源的可持续性利用，减少能源的浪费，需要加强钢铁厂生产过程中节能技术的应用。文章通过对钢铁厂中的高壓变频器进行研究讨论，了解高也变频器使用过程中具有的节能减排的作用，从而加强高压变频器在钢铁厂中的节能应用，为社会经济的可持续性发展提供保障。

【关键词】高压变频器 钢铁厂 节能应用

1 前言

随着社会经济不断的发展，但是能源危机问题越来越严重，使得人们对于能源的高效利用引起了很大的关注。在钢铁厂的生产中，电能的使用量是非常大的。通过利用高压变频器，实现钢铁厂生产中的电气节能问题。分析高压变频器在实践运用中的具体内容，加强节能环保的意识，使得高压变频器发挥最好的使用效果。

2 高压变频器的原理以及特点分析

2.1 高压变频器的原理分析

对于高压变频器的原理进行分析后，主要的特点包括以下几个部分：功率模块、移向变压器和控制器。这其中功率模块的电路构成中，整流侧是三相的全桥结构，开关的器件也都是二极管；逆变侧为IGBT逆变桥，在输出端可以输出两相的交流电。功率模块的电路一般是移相变压器供电的，一般情况下，移相的变压器副边绕组会被分成几组，电压等级不同，脉冲叠加的数量也不同，最后实现整流。变压器的副边绕组之间是独立存在的，每个功率的单元主回路也是独立的，这就和常规的低压变频器类似，都是在输出侧给电机进行供电。

2.2 高压变频器的性能分析

2.2.1 完美的波形

高压变频器的输出的谐波是和我国的国标要求相符的，他对谐波进行抑制的主要方式输入变压器进行多重化的设计，进而产生多脉冲整流，理论上来说，36脉冲整流，35次以及以下的谐波是可以自主抵消的。举个例子，某个公司选用的变压器二次绕组有18个，是采用三角形的联结方式，获得了6个不尽相同的相位组，电角度约差了10度，二极管的整流电路可以形成36脉冲，对当中的谐波进行测定，畸变率会比规定的标准要小，如果过程中没有用到滤波器，总谐波失真加噪声为2%。

2.2.2 输出功率因素较高

对变频器的输入功率有一定影响的是中间环节的直流，对于电压的源型来讲，中间的直流环节是一个较大的电流，电机中的无功电流就是由电容提供的，电网之间不会存在无功交换，较高的功率因素得以保证；而电流源型，其中的直流环节是大电感，电网和电机之间会交换无功功率，高功率的因数得不到保障，当电机的负荷大大削弱时，功率因素也会随之降低。高压变频器的中间环节，选用的是电压源型的电容，所以输入功率因数相对较高。

2.2.3 具有单元旁路的相关功能

在高压的变频器中，一旦有一个单元出现了故障，和其相对性的相就不会产生电压的输出，造成了电机的缺相工作，该情况是明确禁止的。因此要在高压变频器中间增加单元的旁路功能。工作的原理是，其中的一个单元出现故障之后，这个单元会通过对应的旁路的接触器成为旁路，不参与到工作中去，变频器还能正常的工作，旁路的时间在250毫秒时，从物理的角度进行分析，这个时间将故障单元旁路去掉是绰绰有余的。与此同时，高压变频器还采用了中心点的漂移技术，最终实现了三相线的电压平衡。

2.2.4 具有中性点的偏移功能

高压的变频器的单元旁路功能可以确保变频器的正常运转，但是如果故障的单元被旁路了，对应的电压的容量会大幅度的下降，变频器可以实现的最大的速度也得到了相应的下降。所以，在实际的工作中，要尽可能的控制电机的有效电压，如果变频器没有出现单元故障，是可以提供给电机百分百的电压的。

3 分析高压变频器节能作用的实际运用

钢铁厂的生产过程中，被用来炼钢的材料主要是一些废钢和一些铁合金，因此，所产生的对空气具有危害的物质比较多，当然也没有办法避免一些浓烟的产生。实现钢铁厂生产的环保问题，进行了炼钢过程技术的提升，对电炉炼钢系统进行了改造，这样可以有效的减少浓烟的产生，同时加强钢材料的高效利用。利用电炉进行炼钢操作时，需要注意的是，不同时期的炼钢工艺，产生的烟气量和温度也是居于差异的。在装料的过程中，还会发生扬尘的情况，因此，对于电炉炼钢系统的要求也在不断的提升。

高压变频器的使用，在钢铁厂的电炉除尘系统中具有非常好的发挥，能够加强节能的应用效果。电炉除尘系统的设置，主要采用的是型号为YKK800-8的除尘风机电机，设置了三种不同的额定功率，能够高效的实现高压变频，这样就可以智能的根据钢铁炼制的需要进行合理的选择频率，同时也实现了频率调节的方便。通过变频器的作用，不但能够避免资源的浪费，还能够实现良好的除尘效果，避免热量的大量挥发。

钢铁厂生产中运用到的电炉除尘系统，自从经过改造之后，实现了节能效果的提高。首先是，改造后的电炉除尘系统需要的电流量也相应的减少了，工作的效率大大的得到提升。之前除尘需要耗费一天的时间，自从改造之后，只需要半天的时间。使用电炉除尘系统在一天中产生的功耗，也实现了减少，从而实现了高压变频器在钢铁厂运用中节能效果的提升，使得社会资源可持续性发展。

4 水泵电机变频调速技术原理

利用具有固定转速的电机来驱动水泵，并利用控制阀来实现对管道流量变化的控制。这种控制方式在用水量大时，由于水泵会处到额定条件下运行，其运行效率则处到最高水平，而一旦用水量减少时，则会利用调节阀门来减小出水量，实现对流量的控制，但此时水泵运行及出水量之间具有较大的压差，水泵仍处到额定的功率下运行，这样势必会导致大量的能量随着水流被带走，所以利用阀门来对流量进行控制，能量的损失十分大。

利用变频调速来对水泵电机进行控制则会达到有效的节能目的。因为此时的水泵电机会处于一个可变速情况下，这时水泵的特性曲线则会与系统中任何流量条件下的需要相互匹配，这样则会有效的避免能量的损失，实现良好的节能效果。利用变频调速技术可以在压力传感性的帮助下将压力信号转换为电信号，然后与压力值在进行比较和运算，并将其运算结果转换为频率调节信号送至变频器，从而实现对水泵电机电源频率的调整，对水泵的转速进行控制。

5 结束语

总而言之，钢铁厂的节能工作需要持续的进行下去，加强高压变频器在钢铁厂中的应用，能够使得钢铁厂生产的节能效果得到提高。因此，相关的钢铁厂工作人员需要加强高高压变频器的工作原理，以及高压变频器具有的工作优点，加强高压变频器节能效果的体现，不仅为企业经济的发展，同时为社会资源的可持续性发展都提供保障。

参考文献

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作者单位

河钢集团承钢有限公司 河北省承德市067102