利德华福高压变频器在可逆反击锤式破碎机中的应用

摘要：通过对可逆反击锤式破碎机的了解，微山同泰焦化有限公司采用利德华福研发、生产的高压变频器对电机进行调速改造，取得了较大的节能效益。

关键词：可逆反击锤式破碎机，高压变频器调速系统，节能

一、用户简介

微山同泰焦化有限公司，公司始建于2003年，当时由微山公路局与微山县春蕾物资贸易有限公司合资建成。主要产品焦碳、粗苯、煤焦油、硫膏等，通过在多方调研和市场行情分析的基础上进行的，随着全球经济发展，焦碳需求也将继续增加，我国焦碳出口量和出口价格仍在持续上升，因此今后的焦碳价格将以平稳或小幅震荡攀升为主，焦碳市场进入平稳发展阶段。

二、设备工艺以及负载参数

2.1工艺流程

工艺流程示意（图一）

可逆反击锤式破碎机是细碎原煤生产线上的主要设备之一，具有破碎比大,生产能力高,产品粒度均匀等特点，其出粒的大小均匀程度直接关系到焦炭的产量与质量。为获得理想的排料粒度和锤头的均匀磨损，采用振动给料机或专用入料槽在沿入料口全长上均匀给料。物料进入破碎机后，受到高速旋转的锤头冲击而破碎，并高速冲向破碎板再次被破碎，经过破碎板的反弹，再次被弹向锤头，物料在破碎腔内经过反复冲撞和互相碰撞而破碎，在反击板体下部排料口排出。

产品粒度决定于转子的转速及转子与破碎板的间隙。可逆式锤破的两侧均配有破碎板,转子可双向运转并可充分利用锤头的两面和两侧的破碎板。

可逆锤式破碎机结构（图二）

可逆反击锤式破碎机 实图 （图三）

出料口  图（四）

2.2负载参数

1#破碎机

2#破碎机

三、变频调速系统改造方案

变频器采用一拖二手动旁路，可分别驱动630KW和450KW电机，而且均具备正、反转功能。

3.1主回路方案

基本原理：一拖二手动旁路运行系统，它是由六个高压隔离开关QS41～QS43、QS51～QS53组成（见下图）。其中QS42和QS43,QS52和QS53安装机械互锁装置；QS42和QS52,QS41和QS51有电气互锁。如果两路电源同时供电，M1工作在变频状态，M2工作在工频状态时，QS43和QS51、QS52分闸，QS42、QS41和QS53处于合闸状态；M2工作在变频状态，M1工作在工频状态时，QS42和QS41、QS53分闸，QS51、QS52和QS43处于合闸状态；如果检修变频器，QS43和QS53可以处于任一状态，其它隔离开关都分闸，两台负载可以同时工频运行；当一路电源检修时，可以通过分合隔离开关使任一电机变频运行。

特点：正常情况下，允许有一负载工作在变频状态，另一负载工作在工频状态，也可以两台都在工频状态。

3.2系统构成

HARSVERT高压变频器采用单元串联多电平技术，直接10kV输入，直接10kV输出。由移相变压器、功率单元和控制器组成，其典型结构如下图所示。

该系统由24个功率模块组成，每8个功率模块串联构成一相，三相Y连接，直接给10kV电机供电。

变压器

输入侧移相变压器将网侧高压变换为副边的多组低压，各副边绕组在绕制时采用延边三角接法，相互之间有一定的相位差。

该系统变压器副边绕组分为8级，相互间移相7.5°，构成48脉冲整流方式。这种多级移相叠加的整流方式，消除了大部分由独立功率模块引起的谐波电流，可以大大改善网侧的电流波形，使变频器网侧电流近似为正弦波，使其负载下的网侧功率因数达到0.96。

功率模块

移相变压器的每级副边绕组的输出作为每个功率模块的三相输入。功率模块是整台变频器实现变压变频输出的基本单元，整台变频器的变压变频功能是通过单个功率模块实现的，每个功率模块都相当于一台交-直-交电压型单相低压变频器。

功率模块整流侧用二极管三相全桥进行不控全波整流，中间采用电解电容滤波和储能，输出侧为4只IGBT组成的H桥，电路结构如下图所示。

功率模块内部电路结构

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，可得到阶梯正弦PWM波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，对电缆和电机的绝缘无损坏，无须输出滤波器，就可以延长输出电缆长度。

控制系统

变频器控制系统接收用户的控制指令，对各功率模块进行触发、封锁、旁路等控制，使变频器提供相应的频率和电压输出。控制系统还对变频器各部件的状态进行监控，提供故障诊断信息，实现故障的报警和保护。

为了实现控制部分和高压部分完全可靠隔离，控制器与功率模块之间采用光纤通讯技术，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能。

3.3功能说明

（1）变频设备控制分本体、现场操作箱、DCS 三种控制方式

（2）变频设备启动采用2种方式；