【正文】 摘要變頻調(diào)速技術(shù)從誕生到現(xiàn)在，一直經(jīng)歷著飛速的發(fā)展。變頻調(diào)速以節(jié)能低耗、提高生產(chǎn)效率等突出優(yōu)勢，已成為企業(yè)提高產(chǎn)品市場占有率和競爭力的有效手段之一，其中大容量傳動的高壓變頻調(diào)速技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。高壓電機(jī)利用高壓變頻器可以實現(xiàn)無級調(diào)速，滿足生產(chǎn)工藝過程對電機(jī)調(diào)速控制的要求,以提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。但是由于器件技術(shù)和逆變技術(shù)還不十分成熟，在變頻器使用過程中還存在一些不盡人意的的地方；因此如何滿足生產(chǎn)工藝要求、提高高壓變頻器可靠性是每個業(yè)內(nèi)企業(yè)技術(shù)攻關(guān)和進(jìn)步的主要難題。論文設(shè)計的內(nèi)容是鋁廠焙燒車間引風(fēng)機(jī)的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。在分析以上不足因素的同時，設(shè)計著手于系統(tǒng)的節(jié)能和運行可靠性兩方面。論文主要對高壓變頻器和高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)做了具體闡述和設(shè)計；首先介紹了高壓變頻器的發(fā)展概況及趨勢并做了市場分析，在高壓變頻器選型這方面為實現(xiàn)變頻器應(yīng)用的最佳性價比提供參考。其次，論文給出了高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計主回路。主系統(tǒng)針對“一拖一”即一臺變頻器控制一臺電機(jī)，實現(xiàn)工頻/變頻切換的功能。在對高壓變頻器設(shè)計中主要涉及了移相變壓器、功率單元和控制等系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)計過程中不僅要求滿足工藝要求，而且保證整個系統(tǒng)的可靠性運行。特別是DCS控制系統(tǒng)參與控制高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，大大提高了高壓變頻器的運行可靠性。最后，從作者自身的學(xué)習(xí)和總結(jié)，預(yù)測了高壓變頻技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：高壓變頻器 高壓電機(jī) 節(jié)能 DCS AbsractFrequency control technology from birth to now, It has been experiencing rapid development. Frequency Control to highlight the advantages of energy saving and low consumption, improve production efficiency, has bee one of an effective means to improve product market share and petitiveness. Highvoltage largecapacity transmission frequency conversion technology has also been widely used. The highvoltage motors with highvoltage inverter can realize stepless speed regulation, Meet the requirements of the production process of the motor speed control, To improve product yield and quality. However, due to the device technology and inverter technology is not very mature, there are still some unsatisfactory place in the inverter using the process. How to meet the requirements of production process, improve the reliability of high voltage inverter is the main challenge of the industry39。s technology research and progress.Paper is the content of the design of high pressure of roasting aluminum plant workshop induced draft fan variable frequency speed regulation system. On the analysis of the above factors and insufficient , design of energy saving and get down to the system operation reliability two mianly to the high voltage inverter and the high voltage variable frequency speed regulation system for the specific design。 First, introduces the converter development situation and trends and made a market analysis, the high voltage inverter in the selection for the realization of the optimal performance and price ratio of the frequency converter application to provide the reference. Secondly, this paper analyzes the design of high voltage variable frequency speed regulation system of mian loop. The system is a inverter control a motor, realize industrial frequency/frequency conversion switch function. In the high voltage inverter in the design phase shifting involved with the mian transformer and power unit and control system design. Design process requires not only meet the technological requirement, and ensure that the whole of the reliability of the system operation. Especially DCS control system and the connection between the high voltage inverter munication, greatly improving the reliability of the high voltage inverter. At last, from the author,s own learning and summarized, and forecasts the high voltage variable frequency technology development and technology development direction. Key words: Highvoltage inverter High voltage motor Energy saving DCS 51 / 56目錄摘要 IAbsract II1 緒 論 1 1 2 22 高壓變頻器 5 5 5 5 6 6 7 93 高壓變頻器交流調(diào)速系統(tǒng) 10 10 114 高壓變頻器交流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 13 13 15 16 18 18 19 22。 23 輸入側(cè)及輸出側(cè)結(jié)構(gòu) 25 26 28 30 31 31 35 405 節(jié)能計算 42 42 436 總結(jié)與展望 45總結(jié) 45展望 45致謝 47參考文獻(xiàn) 48附錄 491 緒 論 節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本成為各個企業(yè)發(fā)展和盈利的關(guān)鍵因素之一，變頻調(diào)速系統(tǒng)作為最理想、最有發(fā)展?jié)摿Φ恼{(diào)速方式之一，既可以提高企業(yè)競爭力和開拓更大市場，又是國家經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的重要戰(zhàn)略。隨著高壓變頻器產(chǎn)品中的高壓大功率變頻調(diào)速裝置不斷地成熟起來，高壓變頻器調(diào)速系統(tǒng)在企業(yè)中的運用越來越多。由于國內(nèi)高壓變頻器市場還處于成長的初期，近年來國內(nèi)高壓變頻器市場增長率大幅提高，其增長速度和發(fā)展?jié)摿ο喈?dāng)可觀。盡管國內(nèi)高壓變頻器產(chǎn)品還不成熟，但技術(shù)在不斷的發(fā)展提高。絕大多數(shù)的國內(nèi)高壓變頻器都在向著不斷突破更高功率、能夠?qū)崿F(xiàn)更多功能的新產(chǎn)品方向努力，同時著力提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的調(diào)速方式不僅存在著大量能量損耗和污染現(xiàn)象，而且不能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制，操作繁瑣，對人身和設(shè)備容易造成危害。變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計在滿足企業(yè)生產(chǎn)要求的同時，本身也在不斷創(chuàng)新進(jìn)步，成為解決節(jié)約能源、開發(fā)利用環(huán)保的有效途徑。鋁廠擁有眾多拖動風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的大型高壓電動機(jī)，其中大部分都運行在通過風(fēng)門或閥門調(diào)節(jié)流量的節(jié)流狀態(tài)，造成大量能源浪費，存在巨大節(jié)能空間；對該類高壓電機(jī)進(jìn)行調(diào)速設(shè)計，不僅可大幅降低電能消耗，而且可提高設(shè)備自動化水平，改善設(shè)備運行狀態(tài)，節(jié)約設(shè)備維修費，并可改善工藝控制效果，是一條節(jié)能降耗的重要技術(shù)途徑。對鋁廠設(shè)計一套高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，在保證設(shè)備正常運行的情況下降低了風(fēng)機(jī)的用電量，節(jié)約了生產(chǎn)成本。而且還可以做到將進(jìn)口擋板的開度開到最大，風(fēng)量的調(diào)節(jié)根據(jù)生產(chǎn)需求通過調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)，使風(fēng)機(jī)處于最佳節(jié)能運行狀態(tài)，從而達(dá)到了節(jié)電的目的。變頻改造后還為風(fēng)機(jī)、電機(jī)以及各種管道附屬設(shè)備提供多項保護(hù)措施，從而延長設(shè)備使用壽命。近幾年隨著國內(nèi)高壓變頻技術(shù)的進(jìn)步，變頻器的性價比和穩(wěn)定性有很大幅度的提升，變頻器是交流電氣傳動系統(tǒng)中的一種，它以節(jié)能、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、實現(xiàn)自動化、改善環(huán)境、推動技術(shù)進(jìn)步在各個行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。設(shè)計一套高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)對深入了解交流傳動與控制技術(shù)的走向，具有十分積極的意義。如何解決設(shè)備運行中存在嚴(yán)重的能源浪費，不但是增強企業(yè)競爭力的要求，更是創(chuàng)建資源節(jié)約型社會的國策的要求。變頻調(diào)速技術(shù)是風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備調(diào)速技術(shù)的首選，也是該類技術(shù)發(fā)展的必然方向。對設(shè)備進(jìn)行變頻器設(shè)計后，可以大大降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)設(shè)備的故障率，延長設(shè)備的使用壽命，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會、環(huán)境效益，提高企業(yè)的綜合競爭力和發(fā)展力。采用高壓變頻器構(gòu)成變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)的主要目的，一是為了滿足提高勞動生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備自動化程度、提高生活質(zhì)量及改善生活環(huán)境等要求；二是為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。從而達(dá)到提高了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力，有利了企業(yè)的長期發(fā)展。本設(shè)計對鋁廠焙燒車間焙燒爐設(shè)計一套變頻器自動控制系統(tǒng)以降低能源消耗和資源浪費,提高設(shè)備的可維護(hù)性和運行的可靠性為目的,以達(dá)到解決好氧化鋁廠設(shè)備運行中存在嚴(yán)重的能源浪費問題。變頻調(diào)速技術(shù)是風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備調(diào)速技術(shù)發(fā)展的必然方向。對設(shè)備采用變頻技術(shù),可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本,降低生產(chǎn)設(shè)備的故障率,延長設(shè)備的使用壽命。氧化鋁焙燒工藝流程：氧化鋁焙燒爐將燃燒完AL(OH)3以后，絕大部分AL2O3下沉到氧化鋁冷卻倉，但是燃燒后的煙氣中含有部分有用的AL2O其他煙氣和粉塵，這部分煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)引導(dǎo)進(jìn)入電收塵中，電收塵將有用的AL2O3吸附住，經(jīng)處理后的煙氣隨之排到大氣中。生產(chǎn)量大時，引風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量大，引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高。生產(chǎn)量小時，用氣量小，引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速低。未用變頻前風(fēng)量大小靠控制擋板和風(fēng)門配合控制引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。引風(fēng)機(jī)的原控制方式為，利用引風(fēng)機(jī)入口的擋板調(diào)節(jié)開度的大小來控制風(fēng)煙系統(tǒng)的風(fēng)量（圖11的實線部分），采用變頻器變頻以后（圖11中增加的虛線部分），系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，新結(jié)構(gòu)下增加了變頻器及相關(guān)的控制器設(shè)備，而且引風(fēng)機(jī)的控制模式也發(fā)生了相關(guān)的變化。由原來的擋板控制模式，改為擋板全開狀態(tài)，保證在變頻模式下?lián)醢宀粎⑴c控制而且盡量減少擋板本身產(chǎn)生的阻力，由變頻器調(diào)速系統(tǒng)改變引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量，達(dá)到原有的控制要求。氧化鋁廠焙燒車間引風(fēng)機(jī)高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計方案是：整個系統(tǒng)采取工頻和變頻切換，在正常工藝生產(chǎn)過程中，啟用變頻器，實現(xiàn)變頻器對電機(jī)的控制。只有在變頻器出現(xiàn)故障或需維護(hù)時，才會轉(zhuǎn)換的工頻運行。 11引風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)圖變頻運行特性較工頻改善方面運行特性：1）滿足運行工況的要求，操作靈活方便，響應(yīng)速度快。 2）效率高，能耗低，節(jié)能效益顯著，性價比高。