利德华福高压变频器在密炼机上的应用(2)

直流传动系统在结构和控制精度方面，有着自身的优势。但是，其另外几个缺点却导致其被交流系统取代。

功率因数低，直流传动由于其是直接控制直流电流输出，所以其在负载和速度变化时，无法保证其功率因数，导致其功率因数很低。对于大容量的直流传动系统，就需要在网侧增加无功补偿装置，这对于客户来说，也是很大的投入。而且由于直流系统的功率因数不固定，所以无功补偿装置需要采用动态补偿装置，其价格很高。

谐波含量大，由于直流传动为晶闸管器件，采用移相控制，开关频率不高，其谐波含量非常大，普通直流传动的电流谐波为30%左右，为电网的最大谐波污染源。需采用谐波治理装置，这对于客户来说，也是额外的投入。

需要大的整流变压器。由于直流传动的输入电压都是低压输入，所以输入侧需要一个高压-低压的变压器。并且由于直流传动特点，变压器需要特殊整流变压器，大容量的低压整流变压器对于客户来说，意味着更多的投入，更大的变压器面积，以及更多的电缆投资。

3.3 密炼机应用要求

3.3.1 密炼机现场要求

密炼机现场由于其工艺特点，需要连续添加添加剂，硫化剂，炭黑等原料，以及需要持续冷却，所以其现场体现出高温度，高湿度，高烟气含量等特点。尤其是添加炭黑的过程，炭黑颗粒可溶于烟气，随着烟气进入电机定子绕组和气隙，会降低电机绝缘等级，使寿命减少，甚至引起放电和短路等故障。

3.3.2 密炼机电机要求

密炼机电机一般采用4极或6极异步电动机，因其过载能力较高(200%)，要求密炼机电机过载能力较高。

密炼机现场高温度，高湿度，高蒸汽，高炭黑含量，需要高的防护等级和冷却方式，防护等级IP54和冷却方式IC31/37是一般的要求。

3.3.3 密炼机传动控制要求

密炼机要求比较高的精度，并且要求比较高的过载能力，较短的加减速时间。

由于密炼机在故障停机时会使整个批次料作废，所以在矢量控制下，当编码器出现故障时要求控制能够平滑切换至无编码器矢量模式，保证不停机。另外，要求损坏模块自动旁路功能，当IGBT故障时，能自动旁路故障模块，保证不停机。

密炼机双驱配置下，需要传动主从控制，保证两台电机输出转矩相同，齿轮箱无冲击。在此过程中，主从之间的转矩精度有一定要求。主从实际转矩误差太大会造成减速箱振动，减少寿命。

4 技术方案

4.1 单驱方案

4.2 双驱方案

双驱方案

4.3 方案特点

1) 激磁涌流柜，保证变压器合闸电流小于1In，对电网无冲击。

2) 采用无速度传感器矢量控制启动，启动电流小，电流无冲击。

3) 变频功率元件采用国际著名品牌西门康高压IGBT，性能稳定，可靠性高。

4) 变频软起系统10kV直接输出，不采用升压方式，方便电缆连接。

5) 低频启动转矩大，有效克服静阻力矩。

6) 较宽的电网电压波动适应能力，65%~115%Un范围内稳定运行。

7) 低压穿越功能，3s掉电不停机。

8) 网侧电压变化自动识别，母线电源切换或电压闪变自动重启。

9) 多种电机参数储存功能，方便实现不同参数电机软起，易于扩展。

10)54脉整流，输入谐波< 2%，远远小于GB/T14549《电能质量公用电网谐波》

11)及“IEEE519”国际标准规定的谐波指标，无需谐波治理。

12)19电平完美正弦波输出，输出dV/dt < 500V/us, 共模电压 < 100 V。

13)输出频率0~50Hz,输出频率连续可调，并具有跳频功能，用于跳过共振点。

14)同步切换功能，实现变频器-电网平滑切换。

15)变频器频率调节精度0.1Hz，稳态精度0.1%。

16)加减速时间0~1500s可设，分段加速功能，分段速度和加速时间分别可设。

17)飞车启动功能，支持电机在一定速度下直接启动。

18)冷却方式为空冷，适合密炼机使用。

19)完善的电机，变频器，变压器保护系统，保证设备安全运行。

20)变频柜所有部件坚固可靠，能够承受运输，运行过程中的应力。

21)变频器内部设计合理，维护空间大，通风冷却能力强。

22)变频器满足OSHA Hearing Conservation Standard 3074 国际标准，即距离变频器1m的任何地方，噪音等级≤ 85dB，最大只有80dB。

23)外部通讯接口丰富，支持Modbus、TCP/IP、Profibus、DeviceNet等现场总线。

24)丰富的外部I/O接口通道，支持模拟量和数字量输入输出的接入。

25)友好的中文操作界面，可实现参数修改，波形监控，故障报警信息显示，本地控制等功能。

4.4 方案说明

4.4.1 变频启动时序

1) 控制系统上电。

2) 系统自检。

3) PLC/本地启动命令。

4) QS11自动合闸至工作位。

5) QF01自动合闸至工作位。

6) 高压自检，匹配电机参数。

7) 启动电机，电机升速。