★ 深圳市英威騰電氣股份有限公司 董瑞勇

深圳市英威騰電氣股份有限公司工業(yè)自動(dòng)化事業(yè)群副總裁董瑞勇

疫情自2019年開(kāi)始，已歷經(jīng)三年，再疊加中美貿易戰以及相關(guān)行業(yè)發(fā)展等影響，這三年來(lái)整個(gè)中國自動(dòng)化市場(chǎng)發(fā)生了巨大的變化。

首先，由于疫情的影響，整個(gè)半導體行業(yè)的供應形勢發(fā)生巨變，而儲能、新能源汽車(chē)等對于半導體消耗量巨大的行業(yè)快速發(fā)展，則進(jìn)一步加劇了半導體短缺的現狀，半導體供應的短缺在不斷催生著(zhù)廣大變頻器廠(chǎng)家向國內半導體產(chǎn)業(yè)鏈轉移的意愿。

基于這個(gè)現實(shí)的需求和未來(lái)的變化，很多基于國產(chǎn)半導體方案的變頻器產(chǎn)品逐步進(jìn)入市場(chǎng)，相信不遠的將來(lái)，隨著(zhù)國產(chǎn)半導體產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，變頻行業(yè)甚至是工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)，將迎來(lái)巨大的變局。而國產(chǎn)半導體產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，也為未來(lái)變頻器設計的維度從基于標準器件的設計向基于芯片底層設計優(yōu)化的方向奠定了基礎。

其次，由于工業(yè)的現場(chǎng)需要及時(shí)現場(chǎng)服務(wù)，有些現場(chǎng)甚至需要24H的不間斷支持，但疫情又限制了出行，所以這些需求催生了數字化、網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的普及。

遠程維護、遠程診斷甚至是在新能源汽車(chē)領(lǐng)域已經(jīng)普及的OTA模式，在很多具體的細分行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始使用，在建筑機械、石油機械等需要遠距離、特殊服務(wù)的場(chǎng)合，這些產(chǎn)品和功能組件都已經(jīng)成為了變頻器的標準配置。

較早布局物聯(lián)網(wǎng)、數字化的行業(yè)廠(chǎng)家，如英威騰，成為了這個(gè)趨勢的獲益者，而這些配置的推廣落地也進(jìn)一步推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的變革。

最后，雖然目前看來(lái)，變頻器已經(jīng)逐步趨向同質(zhì)化的狀態(tài)，但是對于整個(gè)變頻器行業(yè)來(lái)說(shuō)，基于變頻器底層結合行業(yè)Know-how以及外圍配件的一體機方向將成為少數廠(chǎng)家突出重圍的一個(gè)重要的競爭方式，而這個(gè)方式需要廠(chǎng)家具備行業(yè)的持續積累和沉淀，變頻器、伺服、運動(dòng)控制和顯示等多方向技術(shù)能力的組合，這些都進(jìn)一步提升了行業(yè)未來(lái)的競爭門(mén)檻。

只有在外部環(huán)境發(fā)生大的變化時(shí)，我們才可以看出，每一個(gè)廠(chǎng)家積累的深度和厚度，只有充分應對行業(yè)的巨變，才能讓高度同質(zhì)化的行業(yè)進(jìn)行優(yōu)勝劣汰，從而推動(dòng)最終的行業(yè)整合。

英威騰GD5000系列四拖三高壓變頻器在除塵風(fēng)機上的應用

1　項目背景

1.1　項目背景

轉爐除塵是轉爐煉鋼的關(guān)鍵環(huán)節，轉爐除塵系統，在吹煉過(guò)程中，爐口會(huì )排出大量棕紅色的煙氣，煙氣溫度高、含有易燃氣體和金屬顆粒。由此，除塵風(fēng)機是除塵凈化系統的動(dòng)力中樞，一旦除塵風(fēng)機不能正常運行，不但影響生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟損失，還有可能威脅到現場(chǎng)生產(chǎn)人員的人身安全。

而傳動(dòng)設備又是除塵風(fēng)機系統的運輸動(dòng)脈，所以傳動(dòng)設備的穩定性對鼓風(fēng)機的正常運行起著(zhù)至關(guān)重要的作用。這也就是說(shuō)，和除塵風(fēng)機配套的高壓調速系統，要求具有極高的可靠性。

（1）長(cháng)期運行無(wú)故障。

（2）變頻器有旁路功能，一旦出現故障，可使電機切換運行，保證設備不停機。

（3）調速范圍大，效率高。

（4）有共振點(diǎn)跳轉設置，能使電機避開(kāi)共振點(diǎn)運行，風(fēng)機不喘震。

1.2　除塵風(fēng)機運行工藝

因轉爐煉鋼各生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的煙氣量不同，產(chǎn)生煙氣的時(shí)間不同，為提高煙氣捕集率、適應冶煉工藝要求，需除塵風(fēng)機系統在各煙氣除塵管道上設調節閥，并與工藝設備聯(lián)鎖。除塵風(fēng)機系統組成有：各除塵點(diǎn)、除塵管道、袋式除塵器、風(fēng)機、高壓電機、高壓變頻器、煙囪型高壓變頻器，各組成很好地完成了生產(chǎn)工藝的設計要求，通過(guò)上位機操作高壓變頻器精確控制高壓電機精準可靠運行，同時(shí)達到了節能減排的目的。

圖1 煉鋼廠(chǎng)除塵工藝流程圖

2　英威騰變頻器系統解決方案

為實(shí)現除塵風(fēng)機四大要求，守護除塵設備的心臟，英威騰推出Goodrive5000變頻器+Goodrive5000-MS四拖三手動(dòng)旁路系統解決方案。

2.1　電機負載及配套的高壓變頻器參數（如表1所示）

表1 電機負載及配套的高壓變頻器參數

2.2　一次回路方案

四拖三手動(dòng)旁路系統圖如圖2所示。

圖2 四拖三手動(dòng)旁路系統圖

英威騰四拖三手動(dòng)旁路柜是由QS11、QS12、QS21、QS22和QS31、QS32共6把隔離刀閘組成。一般情況下1# 、2#和3#變頻器分別對應拖動(dòng)M1、M2和M3號電機，備用變頻器在3臺變頻器檢修或故障時(shí)可拖動(dòng)M1、M2和M3號任意一臺電機。

3　英威騰變頻器方案特點(diǎn)

（1）每臺變頻器能選擇拖動(dòng)三臺電機中的一臺，使用上更靈活；

（2）當其中一臺變頻器故障時(shí)，指定的另外一臺無(wú)故障且未運行的變頻器繼續啟動(dòng)該電機，保持風(fēng)機運行在變頻狀態(tài)，節能降耗；

（3）采用電壓源型單元串聯(lián)多電平高-高解決方案，直接10kV輸入、10kV輸出，接線(xiàn)簡(jiǎn)單、控制靈活；

（4）控制系統采用DSP+FPGA+ARM三核技術(shù)，支持中性點(diǎn)漂移技術(shù)。

4　高壓變頻器無(wú)級調速功能與DCS的自動(dòng)協(xié)調控制除塵系統優(yōu)勢

（1）實(shí)現本地和遠程控制：通過(guò)DCS系統給定信號，調節變頻器，改變電機轉速，達到調節風(fēng)量的目的。

（2） 穩定的抗電網(wǎng)電壓波動(dòng)性能： 網(wǎng)側電壓在+10%～-15%之間波動(dòng)時(shí)可做到滿(mǎn)載輸出。同時(shí)具有AVR功能，根據母線(xiàn)電壓的波動(dòng)自動(dòng)調整輸出電壓。網(wǎng)側電壓在短時(shí)間小于85%～65%額定值或大于110%～120%額定值時(shí)，降額運行不停機，保證除塵風(fēng)機穩定運行。

（3）高可靠性：實(shí)時(shí)監控功率單元工作情況，及時(shí)提供故障預判，保證設備可靠運行。連續24H工作模式，一個(gè)單元旁路后系統降額8%仍可繼續運行。

（4）效率高、節能降耗：在20%負載以上效率高達96%，設備運行頻率在35~45Hz左右，節能降耗25%到40%。

（5）降低維護成本：減小對電機和風(fēng)機軸承及風(fēng)機葉片的機械沖擊，降低維護成本，提高使用壽命。

5　結語(yǔ)

經(jīng)過(guò)現場(chǎng)驗證，設備運行良好，實(shí)現了四臺變頻器拖動(dòng)三臺電機三用一備運行，實(shí)現了變頻器互為備用，徹底解決了因故障引起生產(chǎn)停頓的難題。

英威騰高壓變頻器是一種高效、節能、無(wú)電網(wǎng)污染的變頻設備，性能優(yōu)異，適用于大型風(fēng)機、泵類(lèi)負載。除煉鋼除塵解決方案外，在冶金方面，英威騰深耕數十載，還具有煉鐵破碎、燒結、煉鐵、軋鋼的整套解決方案，英威騰GD800/IPE300系列產(chǎn)品，可提供原料礦石到成品鋼材全流程的解決方案。

摘自《自動(dòng)化博覽》2022年6月刊