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本文主要介紹大功率矢量變頻器在鐵礦選礦廠(chǎng)總砂泵站中的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)變頻設(shè)備和電機(jī)的改造，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)擴(kuò)大產(chǎn)能，安全生產(chǎn)，節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。
一．引言
某大型民營(yíng)煉鐵企業(yè)，下轄鋼鐵、礦業(yè)，等多個(gè)子公司，其中中加礦業(yè)生產(chǎn)的鐵精粉直接進(jìn)入中加鋼鐵的三座高爐，三座高爐生產(chǎn)的鐵水熱供一墻之隔的舞鋼公司，中加的采礦、選礦、煉鐵與舞鋼公司的煉鋼、連鑄、軋鋼實(shí)現(xiàn)了有機(jī)銜接，形成了一個(gè)完整的鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈條。隨著中加礦業(yè)的產(chǎn)能需求提升，選礦廠(chǎng)的尾礦渣漿排放量增加，原有的變頻設(shè)備已經(jīng)達(dá)不到生產(chǎn)的要求，因此，對(duì)尾礦輸送系統(tǒng)中原有的變頻器和電機(jī)進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)擴(kuò)大產(chǎn)能，安全生產(chǎn)和節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。
二．工藝和電氣設(shè)備改造
一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)采出來(lái)的鐵礦石首先經(jīng)過(guò)破碎，體積小的顆粒進(jìn)入球磨機(jī)，再經(jīng)過(guò)螺旋分級(jí)機(jī)、細(xì)篩機(jī)、磁選和過(guò)濾機(jī)設(shè)備等，最后提出所需的鐵精粉，作為高爐煉鐵的原料。每級(jí)分出來(lái)的廢礦最終形成尾礦，經(jīng)過(guò)總砂泵站排到數(shù)公里外的尾礦庫(kù)儲(chǔ)存和將來(lái)利用。
由于尾礦礦漿量的負(fù)荷變化，用戶(hù)對(duì)變頻器的驅(qū)動(dòng)能力和抗過(guò)載能力要求很高；同時(shí)，要求變頻器能有效抑制諧波和電磁干擾對(duì)周邊儀表的影響，適應(yīng)電網(wǎng)電壓較大的波動(dòng)，確保正常生產(chǎn)時(shí)，將廢礦漿連續(xù)不斷地輸送至尾礦庫(kù)。
中加礦業(yè)公司經(jīng)過(guò)技術(shù)分析，比較了幾家歐洲品牌的低壓變頻器的技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品配置，最終選擇了大功率工業(yè)變頻器，作為此次總砂泵站尾礦輸送系統(tǒng)改造的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
從技術(shù)上分析，主要有以下幾個(gè)方面考慮：
1． 此次電氣設(shè)備改造包括將原來(lái)4臺(tái)（兩用兩備）功率為450KW/690V的電機(jī)改造為630KW/690V電機(jī)，電機(jī)額定電流達(dá)708A；采用功率為800KW/690V的變頻器，其額定輸出電流為825A，允許過(guò)載120%時(shí)達(dá)到990A，實(shí)際過(guò)載能力可以達(dá)到電機(jī)電流的140%，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高達(dá)200%，相對(duì)于原系統(tǒng)中的變頻器品牌，更能適應(yīng)礦漿量的變化，在起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和過(guò)載能力方面有了很大的提高。
2．由于采用高效的散熱片，變頻器即使在50?C高溫環(huán)境下滿(mǎn)負(fù)荷地運(yùn)行時(shí)，也不會(huì)降低其輸出驅(qū)動(dòng)能力，完全能夠滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)時(shí)在過(guò)載能力方面的要求。
3. 采用了內(nèi)置的交流輸入電抗器，它置于整流橋的前端，一方面可以抑制電網(wǎng)中的諧波，增加阻抗，使電流正弦波平滑，提高功率因數(shù)；另一方面，保護(hù)整流橋不受電網(wǎng)瞬間波動(dòng)的影響，抑制了電源側(cè)的浪涌電流對(duì)變頻器造成的沖擊。
4．采用了內(nèi)置的EMC輸入濾波器，大功率變頻器都內(nèi)置了EMC輸入濾波器，符合IEC61800-3標(biāo)準(zhǔn)中工業(yè)應(yīng)用（第二類(lèi)環(huán)境）和住宅樓宇民用（第一類(lèi)環(huán)境）的相關(guān)要求，從而大大提高了整個(gè)系統(tǒng)抵抗電磁干擾的能力。
5. 采用了內(nèi)置的dv / dt輸出濾波器，變頻器輸出側(cè)的dv / dt濾波器可以有效減小高頻電磁輻射和噪聲傳導(dǎo)等干擾信號(hào)，同時(shí)能夠減小大功率變頻器的輸出電纜對(duì)周邊控制信號(hào)和檢測(cè)信號(hào)的電磁干擾，變頻器到電機(jī)的電纜長(zhǎng)度最長(zhǎng)允許達(dá)到300米，并可以確保整個(gè)控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。
6．變頻器的線(xiàn)路板均采用了絕緣涂層，包括線(xiàn)路板上每一個(gè)元器件的管腳和焊盤(pán)都帶有絕緣涂層，完全可以適應(yīng)潮濕和導(dǎo)電粉塵等惡劣的環(huán)境要求。
7．輸入電壓波動(dòng)范圍可達(dá)-15% 至+10%，欠壓持續(xù)時(shí)間可達(dá)60秒，適應(yīng)一定范圍和一定時(shí)間內(nèi)電源電壓的波動(dòng)。
三．大功率矢量變頻器內(nèi)部的拓?fù)浜?jiǎn)圖
從上面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖中可以看出，該變頻器采用了內(nèi)置的交流輸入電抗器，EMC輸入濾波器和dv/dt輸出濾波器作為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置。
四．結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)6-7月連續(xù)兩個(gè)月的生產(chǎn)和運(yùn)行，該廠(chǎng)尾礦輸送系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)該變頻器的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品公司所提供的技術(shù)服務(wù)都十分滿(mǎn)意，此次設(shè)備改造達(dá)到了預(yù)期的擴(kuò)能目標(biāo)，保證了整個(gè)鐵礦選礦廠(chǎng)安全、正常生產(chǎn)。
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