廣州市珠江水泥有限公司是引進具有80年代中期世界先進水平的丹麥史密斯公司大型自動化水泥生產(chǎn)線，回轉(zhuǎn)窯帶五級旋風預熱器和預分解爐雙系列，設(shè)計熟料產(chǎn)能為4000t/ d，于1989年點火投產(chǎn)。

　　2000年，我公司實施了提能改造項目，熟料產(chǎn)能提高到4600t/d（現(xiàn)已穩(wěn)定在5000t/d），相應的窯尾排風機參數(shù)變動見表1.原來的風機電機是滑環(huán)電機，采用串電阻啟動和調(diào)速，風量采用閘板調(diào)節(jié)。改造后風機的啟動和風量調(diào)節(jié)采用變頻調(diào)速，經(jīng)過比較，我們比較后選用了西門子公司的SIMOVERTMV中壓變頻器，型號為：6SE8018-1BA00，同時選用了與其配套的西門子變頻電機。變頻器的參數(shù)見表2. MV變頻器的功能及特點MV是使用高壓絕緣柵雙極型晶體管（HV-IGBT）和脈寬調(diào)制技術(shù)的電壓源型中壓變頻器，并且采用了久經(jīng)驗證的矢量轉(zhuǎn)換（TRANSERVTOR）控制技術(shù)，其原理是運用空間向量估計值以及為降低電機損耗與開關(guān)損耗而經(jīng)過優(yōu)化的逆變器觸發(fā)脈沖模式，以獲得優(yōu)良的控制特性和更高的動態(tài)特性，該變頻器具有如下特點：軟啟動能力?？梢愿鶕?jù)不同的應用場合，利用變頻器的控制能力可以將啟動電流限制在電機額定電流以下的任何電流值，以降低啟動電流對電機和電網(wǎng)的沖擊。

　　無需測速電機。對于變轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)，電機的轉(zhuǎn)速是通過比較值于實際值來調(diào)整和應用輸出到電機端子上的實際電壓和電流值來計算的。

　　功率部分。進線側(cè)整流器由2個二極管整流橋組成用以形成12脈沖配置，負載側(cè)電壓源型逆變器（VSI）由使用帶箝位二極管的IGBT功率元件組成的3電平逆變器來實現(xiàn)。其優(yōu)點是，與常規(guī)的2電平逆變器相比，加在主要元件上的電壓只是常規(guī)2電平逆變器的一半。

　　脈寬調(diào)制技術(shù)。負載側(cè)逆變器需要PMW（脈寬調(diào)制）技術(shù)，以便提供正弦輸出和依電機所需轉(zhuǎn)速提供頻率控制。逆變器部分的控制是通過控制給每個IGBT功率元件的觸發(fā)信號來實現(xiàn)的，根據(jù)事先準備好的為減少諧波影響的脈沖波型，逆變器可向電機提供良好的輸出波型，特別是低轉(zhuǎn)速時的平滑轉(zhuǎn)矩性能。

　　先進的控制技術(shù)。變頻器采用稱為MMADYND的全數(shù)字化開/閉環(huán)系統(tǒng)進行控制，同時還采用了矢量轉(zhuǎn)換（TRANSVERTOR）控制技術(shù)，使AC傳動實現(xiàn)可與DC傳動媲美，甚至超過現(xiàn)有DC傳動所具有的高動態(tài)響應和寬的調(diào)速范圍成為可能，其優(yōu)越處主要是將電機電流中的轉(zhuǎn)矩和勵磁分量進行去偶和分別單獨控制。

　　3SIMOVERTMV變頻器主電路組成如所示，系統(tǒng)主電路變頻電源變壓器為三繞組，一次為6kV，次級為1700V，整流單元為12脈沖整流輸出，可有效減少整流裝置產(chǎn)生的高次諧波對電網(wǎng)的干擾，逆變單元采用HV IGBT的三電平逆變器，對于HV-IGBT，每次開通或關(guān)斷時瞬變電流和瞬變電壓是可以完全控制的，因此，可以獲得優(yōu)良的輸出電壓特性，同時，其觸發(fā)電路所需的元器件數(shù)量比GTO或IGCT的觸發(fā)電路要少得多，故其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，可靠性高。

　　表1窯尾排風機參數(shù)（改前/改后）風機名稱電機電壓，V電機功率，kW額定電流，A額定轉(zhuǎn)速，r/min風機風量，mVs窯列爐列電收塵器表2變頻器參數(shù)變頻器窯列爐列電收塵通訊地址：廣州市珠江水泥有限公司，廣東廣州510460；：2004- 12-26；編輯：沈穎4調(diào)試報告三臺變頻器于2000年4月進行調(diào)試，這是西門子公司在中國大陸調(diào)試的首臺SIMOVERTMV中壓變頻器，前后四天，一次投產(chǎn)成功。下面是當時調(diào)試報告。

　　4.1調(diào)試狀況電收塵、窯列風機的驅(qū)動：完成了滿負荷和全速的測試；爐列風機的驅(qū)動：完成了滿負荷測試，但驅(qū)動速度達到全速的82%時，電機電流已達到極限值。

　　4.2操作狀況加速個過程所需的時間就是斜波時間，對于電收塵器風機，斜波時間為200s，窯列和爐列風機則為240s.變頻電機是通過一臺冷卻風機進行冷卻的，其與變頻電機同軸。這意味著風機的比較小速度不能低于10%，否則必須檢查電機溫度，以免電機過熱而造成變頻器跳停。變頻器只有在其各部位都靜止時才能啟動！可通過變頻器來終止風機的低速運轉(zhuǎn)（約5%）。將變頻器接通后，電機就會被磁化，大約兩分鐘后，風機就會停止轉(zhuǎn)動，電機處于準備好狀態(tài)，這時就可以設(shè)定速度開始啟動。

　　減速對于所有的風機，減速的斜波時間均為500s，因變頻器不能產(chǎn)生反饋的能量，對大于30%的速度，通過風機來減速。因此，在使用緊停鍵時，變頻器只是斷開，風機通過負荷進行制動。

　　在生產(chǎn)過程中，可將風機減速至設(shè)定的比較小速度值即10%，這時速度的設(shè)定值只能以比較大1%的幅度逐漸下降，直至速度達到5%.速度設(shè)定值千萬不能低于5%，若想將速度降低至5%，則必須這樣做。因為在風機上并沒有安裝編碼器，速度是通過電機的電流和電壓值來計算出來的，但只有在速度大于8%時才有可能進行這個計算。變頻器在低速運轉(zhuǎn)時處于開環(huán)模式的狀態(tài)，沒有實際的速度值，在這種狀態(tài)下，變頻器內(nèi)部的控制器不能處理高于1%的速度波動。另外一種減速方案是將減速的斜波實間設(shè)為1200s，但在正常生產(chǎn)中用這種方法進行減速并不是太好。對于變頻器的正常停機，中控室必須給出停機信號，速度降至10%（此為電收塵風機的值，窯列和爐列風機為15%）時，中控室就會將變頻器的準備好信號斷開，也就是說，達到所設(shè)的極限速度后，變頻器會立刻被斷開。4.3變頻器的冷卻變頻器是空冷的，為確保冷卻效果良好，每臺變頻器內(nèi)都有一個壓力表，用來測量進口與出口空氣的壓力。

　　早期由于出口處的空氣不能很好地排出變頻器房，造成這些壓力表報警，為確保進口處空氣也能順暢地流通，變頻器房的電纜溝必須保持打開的狀態(tài)！如果變頻器斷開并出現(xiàn)“冷卻單元故障”的報警信息，很可能是通風系統(tǒng)有問題。

　　4.4溫度極限電機繞組的溫度報警是115°C，在120*C時就會跳停并出現(xiàn)“外部錯誤”。

　　電機軸承的溫度報警是95C，在100C時也會跳停并出現(xiàn)報警信息“外部錯誤”。

　　5使用情況臺變頻器能滿足工藝要求，運行情況良好，特別是具有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)性能好，使得風機動態(tài)響應好，靈敏度高，調(diào)速范圍廣等優(yōu)點，為我公司提能改造后的正常生產(chǎn)打下了很好的基礎(chǔ)。但也發(fā)現(xiàn)存在以下問題：5.1變頻器對電網(wǎng)供電質(zhì)量要求嚴格我國的電網(wǎng)的供電質(zhì)量并不是太好，電網(wǎng)的波動極容易造成變頻器跳停。并且我公司又處在雷區(qū)，所以在雷雨季節(jié)，這種情況更加嚴重。

　　IGBT容易損壞這幾年平均每年要損壞2到3個IGBT，IGBT的價格昂貴，運行費用較高。目前，它損壞的機理還沒搞清楚，有時是IGBT壞，有時是觸發(fā)板壞。有時是正常停機的，再開機就發(fā)現(xiàn)已經(jīng)壞了。

　　變頻器對冷卻要求高我們把三臺變頻器安裝在一個不到50m2的控制室里，變頻器設(shè)計是風冷的，滿負荷運行的發(fā)熱總量約為80kWh，冷卻風量需為7.14m3/s，原來我們想把熱風抽出控制室外，補充電纜隧道的冷風，后來又在室內(nèi)加了一臺10匹的柜式空凋，效果并不十分理想，況且與外部的空氣交換太頻繁，變頻器比較臟，易造成故障。今年4月，我們把控制室密封，加裝了四臺20匹的管道式空凋機（兩用兩備），不再與外部空氣進行交換，實行空氣內(nèi)循環(huán)冷卻，希望情況能有改觀。

　　MV中壓變頻器具有功率因數(shù)高（在整個輸出范圍，PF>0.96），輸出線路諧波電流低，性能可靠，系統(tǒng)穩(wěn)定性好等特點，在我公司的窯尾風機上應用是成功的。！