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BD570系列高性能三電平中壓變頻器

BD570系列中壓專用變頻器,采用“雙核”硬件系統,完成優化的無速度傳感器矢量控制、V/F控制,功能更優化,應用更靈活,性能更穩定,可根據客戶需要定制防爆型變頻器內芯??蓮V泛應用于煤礦、油田、冶...

產品概述

        BD570系列中壓專用變頻器,采用“雙核”硬件系統,完成優化的無速度傳感器矢量控制、V/F控制,功能更優化,應用更靈活,性能更穩定,可根據客戶需要定制防爆型變頻器內芯??蓮V泛應用于煤礦、油田、冶金、石化等行業。 

 

產品特征
◆  電壓等級齊全:具有660V等級、1140V等級、2300V等級
◆ 功率齊全:660V:18.5kW~1000kW;1140V:37kW~1200kW
◆ 采用三電平拓撲,輸出電壓脈動小,共模電壓低,對電機的損害小
◆ 常規設計和防爆設計兩種結構(本公司只提供防爆變頻器內芯,不設計生產防爆外殼)
◆ 風冷、水冷設計
◆ 無速度傳感器矢量控制(SVC)、V/F控制
◆ 啟動轉矩:無PG矢量控制:0.5Hz/150%(SVC)
◆ 光纖驅動設計,隔離性能好、速度快。驅動最大延遲:130nS
◆ 獨立的驅動電源:穩定、可靠
◆ 速度控制精度好、轉矩響應速度快
◆ 具備跳躍頻率控制功能,避免機械共振,使系統更加穩定可靠
◆ 具備瞬時掉電不停機功能和過轉矩檢測功能
◆ 具備轉速追蹤再啟動功能,實現對旋轉中的電機無沖擊平滑啟動
◆ 輸入、輸出端子均自由編程,用戶可根據需要組合出多種工作模式

 

銘牌

l BD570系列高性能三電平中壓變頻器

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l 規格型號

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應用場合
◆ 礦井中的帶式輸送機、刮板運輸機、給煤機、風機、水泵、機油泵等
◆ 油田的潛油電泵等
◆ 其他行業的中壓電機

 

技術參數
◆ 兩種速度控制方式:無PG矢量控制(SVC)、V/F控制
◆ 無PG矢量控制(SVC)啟動轉矩:0.5Hz可達150%
◆ 采用先進的三電平矢量控制技術,輸出諧波小
◆ 8段簡易PLC功能、多段速控制和PID控制
◆ 支持多種頻率設定:數字設定、模擬量設定、PID設定、RS485通訊設定
◆ I/O端子可自由編程,根據用戶需要組合出多種工作模式
◆ 具備跳躍頻率控制功能,可有效抑制機械共振,使系統更加穩定可靠
◆ 具備瞬時掉電保持功能
◆ 過轉矩檢測功能
◆ 提供多種故障保護功能:過流、過壓、欠壓、過熱、過載、缺相等實時監控保護確保安全運行
◆ 新的結構設計:美觀大方,散熱更好,體積更小
◆ 新的硬件設計:質量穩定可靠并可做防爆設計(變頻器內芯)
◆ 主輔頻率和運行命令均可切換

 

選型表
l 660V選型表

 

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BD570系列高性能中壓變頻器在高爐鐵前除塵風機節能改造中的應用


  隨著市場競爭的加劇,能源問題顯得尤為突出,節能減排已經成為企業提高市場競爭力的重要措施。在鋼鐵企業中,電機的應用極為廣泛,對風機、軋機、泵類等大型機械設備的拖動,尤其是高壓電機的電能消耗非常大,占企業所有電機電能消耗的60-70%之多,因而中、高壓電機的節能問題尤為突出。目前電機系統節能工程被定位國家發改委啟動的十大重點節能工程之一。對電機系統的節能來說無論從起動、調速到制動各階段,采用變頻技術。尤其在某些特定工藝環境下中、高電壓、大功率的電機采用中高壓變頻器的節能效果尤為明顯。如果風機長期采用工頻運行,只能通過調節風門的出口擋板開度來調節風量以滿足生產工藝要求,這將導致風機使用率大約在60﹪左右,致使電能大量地被浪費。

工藝條件概述
  高爐在生產過程中產生大量的煙塵,污染環境。根據國家法規需要進行除塵處理。除塵風機采用間隙性的工作制度,即高爐出鐵時使用,不出鐵時不使用。使用率大約在60﹪左右。圖為高爐煉鐵出鐵場的工藝周期。


 
  A到B、E到F為高爐冶煉時間;B到C、F到G為升速時間,可以調節;C到D、G到H為高爐出鐵時間;D到E、H到I為減速時間可以調節。   每次高爐出鐵時間約45分鐘,為高速段定為45Hz可以調節;高爐冶煉時間約30分為低速段,定為5Hz可以調節。


 
風機和泵的變頻調速節能    
  無論何種類型的變頻器在特定的工藝要求下,其節能的優勢都是很明顯的,中壓變頻器以節能為目的典型應用是風機和泵類調速。為了保證生產的可靠性,各種生產機械在設計配用驅動動力時都留有一定的富余量,當電機不能在滿負荷工況下運行時除達到驅動的動力要求外,富余的力矩增加了有功功率的消耗,造成電能的浪費。風機、泵類等設備傳統的調節方法是通過調節入口或出口的擋板或閥門開度來調節給風量和給水量。其輸入功率大且大量的能源消耗在擋板、閥門的節流阻力中。當使用電動機變頻調速方式時,如果流量要求減小,只需通過降低泵或風機驅動電機的轉速即可滿足要求。

3.2 異步電動機變頻調速的節能原理
  根據異步電動機轉速公式(n=60f(1-s)/p)可以看出:轉差率s變化不大,可視為恒定,電機極對數p一旦電機制造完成也是常數,所以電機轉速n與電源頻率f是成正比的。只要改變頻率f,即可改變電機轉速。當頻率f在0-50Hz之間變化時,電機轉速調節范圍是非常寬的。由流體力學可知P(功率)=Q(流量)×H(壓力),流量Q與轉速n的一次方成正比,壓力H與轉速n的平方成正比,功率P與轉速n的立方成正比。如果風機的效率一定,當要求調節流量下降時,轉速n可成比例的下降,而此時軸輸出功率P成立方關系下降。即風機電機的耗電功率與轉速近似成立方比的關系。當所要求的風量Q減少時,可調節變頻器輸出頻率使電動機轉速n按比例降低。這時電動機的功率P將按三次方關系大幅度地降低,因此隨著電機轉速的降低,電機消耗的電能下降幅度很大。變頻調速方式比調節擋板、閥門方式節能40%一50%,從而達到節電的目的,同時又可提高系統可靠性及穩定性。由此可見,使用中壓變頻器對出鐵前除塵風機調速的節電效果是非常顯著的。
方案選擇   
  根據上述工藝要求以及除塵風機所配電機為中壓電機不允許頻繁啟停的條件來選擇改造技術方案。 如果風機長期處于工頻運行狀況,通過調節風門的出口擋板開度來調節風量以滿足生產工藝要求則大量電能將白白浪費在閥門節流阻力上。
  如果采用液力耦合器調速則由以往經驗可知液力耦合器存在以下主要缺點: 
  1、調速范圍有限為50-95%且轉速不穩定。高速段減小了設備的出力能力,低速段影響節能效益的發揮。
  2、速度越低時效率越低低速時發熱厲害。 
  3、調速精度低、線性度差、響應慢。不適應自動控制要求。 
  4、電機雖然可以不帶載啟動但啟動時仍然有5倍左右的沖擊電流影響電網穩定。 
  5、必須串入電機和機械的連接軸中不適合于設備改造。液力耦合器故障時沒有工頻旁路系統,負載機械將無法運轉,必須停機檢修。
  6、漏油嚴重對環境污染大,可靠性差、維修難度大、嚴重浪費人力及影響生產。   由以上的分析既要滿足工藝要求又要達到調速節能的目的,采用中壓變頻器對電機進行拖動控制很理想。

采用中壓變頻器的風機電機變頻調速系統
  BD570系列變頻器采用先進的功率單元串聯疊波技術和空間矢量控制的正弦波PWM調制方法、采用三電平拓撲,輸出電壓脈動校、共模電壓低、對電機損害小、可靠性高、性能優越、操作簡便。采用變頻器帶旁路柜的方式控制當變頻器發生故障時可方便地切換到工頻運行方式有效地避免了因變頻器故障影響正常生產

變頻調速節能效果計算分析
  計算依據的運行參數及條件例如高爐出鐵場除塵風機電機參數:額定功率900kW、額定電壓2,300V額定電流110A、功率因數0.816額定轉速744r/min。接入變頻器運行時電機輸入端的實際測量值為 電機高速運行時45Hz,電流為50—55A左右,電機低速運行時5Hz,電流為1.36A。 以上實際運行值轉換為工頻輸入電流為:電機高速時59-65A電機低速時為18A。 由于該設備在原設計時考慮了使用液力耦合器,所以在不用變頻器時實際工頻電流為65A,煉鐵出鐵時間與不出鐵時間按60%比40%考慮,每年按8,000小時考慮。

經濟效益 
  1)、電機在工頻時考慮到功率因數和效率每小時耗電大約280度,每度電按0.5元算,每年耗電量約為280×8,000=2240,000 度,電費為280×8,000×0.5=1120,000元。

  2)、電機處于變頻工況時高速時按電壓2350V、電流62A計算。低速時按電壓540V、電流18A計算。電機高速時考慮到功率因數和效率,每小時耗電大約260度每度電按0.5元算,每年耗電量約為260×8,000×0.6=1248000 度,電費為260×8,000×60%×0.5=624000元。 電機低速時考慮到功率因數和效率很低每小時耗電大約17 度,每度電按0.5元算,每年耗電量約為17×8,000×0.4=54,400度,電費為17×8,000×40%×0.5=27,200元。 
  3)、計算結果
  一年節省電費為1120,000-(624000+27,200)=468800元節約比例為468800/1120000=0.4185。省電約41﹪,可在較短時間收回了改造成本。

其它效果 
  1)、維護工作量減少  
  取消液力耦合器采用變頻調速后無論哪種工藝條件,隨時可以通過調整轉速使系統在接近額定狀態下工作。通常情況下變頻調速系統的應用主要是為了降低電機的轉速。由于啟動緩慢及轉速的降低相應地延長了許多零部件的壽命。同時極大的減輕了對管道的沖擊,有效延長了管道的檢修周期,減少了檢修維護開支節約大量維護費用。 
  2)、工作強度降低
  由于調速系統在設備運轉中實現計算機聯鎖控制,機組實現自動運行和相應的保護及故障報警,操作工作由手動轉變為監控,完全實現生產的無人操作,大大降低了勞動強度,提高了生產效率,為優化運營提供了可靠保證。 
  3)、減輕了對電網的沖擊采用變頻調節后系統實現軟啟動,電機啟動電流遠遠小于額定電流,啟動時間相應延長,對電網無大的沖擊,減輕了起動機械轉矩對電機機械損傷,有效的延長了電機的使用壽命。

 

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