在現(xiàn)代廠礦企業(yè)中，采用高壓電機拖動已非常普遍，其電能消耗占企業(yè)總拖動電能用量的60%以上。以前由于高壓變頻技術復雜和電子器件耐壓限制，一直制約著其實際應用與普及。近幾年來，隨著高壓變頻技術的日趨成熟和功率器件耐壓能力不斷提高，高壓變頻器的應用日益廣泛，變頻節(jié)能和調速效果也日趨突顯。本文以我廠3期石油焦煅燒回轉窯負壓調節(jié)引風機應用HIVERT-Y06/154型高壓變頻器（北京合康公司生產）實現(xiàn)的調速控制為例，詳細闡述了其高壓變頻器的應用情況及效果。實際應用效果充分證明了國產高壓變頻器在關鍵技術研究和生產質量上均已取得了很大的發(fā)展和進步，其產品的技術含量和性能均已達到世界同行的水平，其次運行穩(wěn)定、性能優(yōu)越、維修方便和價格低等優(yōu)點，已逐漸贏得國內眾多企業(yè)的認可。

二、生產工藝

回轉窯控制（自動調節(jié)或人工操作調節(jié)）是將預煅燒石油焦輸送入回轉窯中進行一定的高溫、揮發(fā)及焦化處理（即煅燒）。在回轉窯煅燒過程中，利用燃燒裝置、給料量、給風量、負壓等調節(jié)，對物料煅燒過程（如煅燒區(qū)域溫度、窯內負壓等參數(shù)）進行即時控制，使煅燒窯內的物料按照預定的曲線升溫，石油焦在預定的溫度曲線下完成焦化過程?；剞D窯煅燒工藝控制復雜（如圖1所示），其煅后焦產量、質量及煅燒實收率等性能受煅燒帶溫度、位置、長度、揮發(fā)份濃度、氧氣濃度、窯頭窯尾負壓、燃料（煤氣或天然氣）補給量、物料投入量、均勻性等窯內工況的綜合影響。在實際生產過程中，調溫工通常憑借實踐經(jīng)驗進行現(xiàn)場調整。由于煅燒帶溫度，窯頭窯尾負壓，給料量，窯體轉速，二、三次風及燃料配比等調整不合理，會造成煅后焦真比重、電阻率、晶體形狀等指標較大波動。同時對燃料消耗、窯內襯壽命等設備產生一定影響。因此及時和準確控制窯內溫度、負壓已成為優(yōu)化煅燒工藝方法之一，而窯內負壓的調整又是通過調節(jié)引風機的實際引風量的大小實現(xiàn)，過去其引風量通常控制煙道閥門的開度量實現(xiàn)，這種調節(jié)方法雖然能達到窯內負壓調節(jié)目的，但只能進行粗調效果，另外在空載或輕載工況下，風機葉輪工作在較高的轉速狀態(tài)，若風機葉輪動平衡不好（實際中，大多數(shù)葉輪使用一段時間后，由于煙塵、水蒸汽等腐蝕性物質浸蝕，均會出現(xiàn)動平衡變差問題），其風葉機體振動顯著增大，甚至導致機體、軸承座等機構被振裂現(xiàn)象。

圖1 石油焦煅燒工藝流程模擬顯示界面

三、控制系統(tǒng)配置

我廠3期煅燒回轉窯新建于2008年7月，其石油焦煅燒能力為12t/h；回轉窯負壓引風機采用三相異步高壓電動機（YP7560—6、1000KW、6300V、108.95A、994r/min）拖動，其風量大小調節(jié)采用變頻調速方式，在正常生產過程（下料量在4—12t/h之間）中，變頻器頻率一般均設定在28—42Hz范圍內，就可滿足煅燒生產工藝負壓需要。

根據(jù)我廠地理位置（地處海拔高度2300多米，變頻器需降容使用；海拔高度超過1000米時,每升高100米,要求變頻器降容1%使用）、煅燒生產工藝流程及現(xiàn)場使用條件（環(huán)境溫度超過40℃時）等條件綜合考慮，選用HIVERT-Y06/154高壓變頻器完全可滿足負壓風機拖動要求，其額定容量1600kVA、適配電機功率1250kW、額定電流154A、額定輸入電壓6k、輸入功率因數(shù)≥0.96（額定負載時）、防護等級IP30。其變頻器主要由移相變壓器、功率逆變單元和控制器等三部分，其裝置如圖2所示。

圖2 HIVERT-Y06/154型高壓變頻器實物結構圖

1、拖動設備

高壓異步電動機：YP7560—6 ；1000KW；Ve=6300V,Ie=108.95A；νe=994r/min；0.876；絕緣等級F、Y接法、50Hz；熱態(tài)時允許啟動一次；冷態(tài)時允許啟動2次；蘭州電機有限責任公司制造。

2、離心引風機：

型號：Y7—2X36—22F； 338600m³/h（風量）；7500Pa（風壓）；νe=990r/min；配套電機1000KW。

3、變頻器配置與結構

HIVERT系列高壓變頻器是由北京合康公司生產的，這是國內專業(yè)研發(fā)、生產、銷售高壓變頻器的企業(yè)之一。HIVERT系列高壓變頻器采用交-直-交方式，主電路開關元件為IGBT，每相由多個功率單元（如圖4所示）串聯(lián)而成，各個功率單元由隔離變壓器提供獨立移相電源。通過改變串聯(lián)單元數(shù)量，可得到不同電壓等級的輸出（不受功率器件耐壓的限制）。如額定電壓6kV變頻器每相由5（或6）個功率單元組成，功率單元額定電壓為690V（或640V），串聯(lián)后相電壓為3450V(對應線電壓為6kV)，其原理如圖3所示。

圖3 HIVERT-Y06系列高壓變頻器（5組功率模塊串聯(lián)）主回路圖<