西门子模块6ES241-1AA22-0XA0大量现货
为tigao产品市场占有率 、 竞争力，通化钢铁集团深化改革，加快一批项目建设，其中 6# 高炉为新建项目之一。 6# 高炉为 750m 3 高炉， 6# 高炉吸取了以前旧高炉经验的基础上，在建设中采用了大量先进的生产工艺。高炉除尘风机的变频控制就是先进工艺的典型应用。以前旧高炉除尘风机一般工频运行或液力偶合器控制。若电机采用工频运行，通过调节风门的出口挡板调节风量来满足生产工艺要求，大量电能白白浪费在阀门上 ; 若采用液力偶合器调速，则存在以下缺点：
（1）调速范围窄，转速不稳定。
（2）电机的效率低，损耗大。
（3）液力偶合器经常出现故障，不能满足连续生产的需要。
（4）调节精度低，响应慢。
鉴于存在以上诸多问题，通钢集团炼铁厂 6#高炉除尘风机改用变频调速控制。
2、高压变频器技术要求
众所周知，高炉在生产过程中，产生大量的烟囱，污染环境，根据国家法规，需要除尘处理。除尘风机是除尘系统的关键设备，一旦除尘风机不能正常工作，不但耽误生产，影响产量，还有可能对现场值班人员人身安全造成威胁，和除尘风机配套的高压变频器，要求具有极高的可靠性。对高压变频器的主要要求如下：
（1）要求可靠性高
（2）要求有完善的数字控制功能
（3）技术指标要求高
（4）要求适应恶劣的使用环境
（5）要求标准的数字通信接口
（6）调速范围大，效率要高
（7）要求满足高炉生产工艺调速要求
经过多方考察，比较性价比，决定选用山东新风光电子科技发展有限公司生产的 JD-BP38型高压变频器，通过双方技术人员的合作，共同制定了6#高炉除尘风机的变频控制方案。
⒊现场除尘风机设备简介
⒊1电机及风机参数
1 ）电机参数
型号 Y 560-3-8
额定功率 800KW
额定电压 10KV
额定频率 50HZ
额定电流 59.5A
额定功率因数 0.82
额定转速 745rpm
2 ） 风机参数
型号 Y4-73
额定liuliang 393797m 3 /h
额定转速 730rpm
轴功率 800KW
3.2除尘风机工艺要求
高炉生产为周期性间断出铁 ,高炉在出铁时,产生大量棕红色烟尘,此时要求风机变频高速运行；在不出铁时,只需要很低的转速。利用变频器根据高炉实际需要对除尘风机进行变频调速控制,既保证和改善了工艺,又达到了节能降耗的目的。
通钢 6#高炉一个出铁工艺高速时间约40min,每天出铁15炉。出铁时,变频器高速运行,高速定为45HZ（可调）；不出铁时,变频器低速运行,低速定为20HZ（可调）。
4 . 高压变频器系统介绍
通钢集团有限公司炼铁厂终选定我公司生产的风光牌 JD-BP38 -800F 功率单元多电平串联高压大功率变频器 , 对 6# 高炉除尘风机进行调速控制 。
4.1 风光牌 JD-BP38 -800F 高压变频器主要性能指标
变频器功率 800KW
额定输出电流 69A
输入频率 50HZ ± 5HZ
额定输入电压 10KV
允许电压波动 ±20%
输入功率因数 ≥ 0.98
输出频率范围 0～50HZ
输出电压范围 0～10KV
变频器效率 ≥96%
过载能力 连续 160% 连续 1min 220% 允许 1.5S
4.2 JD-BP38 -800F 高压变频器主要技术性能
4.2.1 高——高电压源型变频器，直接 10KV 输入，直接 10KV 输出，无须任何输出变压器或滤波器，适配于普通高压电动机，对电机、电缆绝缘无损害。
4.2.2 输入功率因数高，电流谐波小，无须功率因数补偿、谐波抑制装置。
4.2.3 单元电路模块化设计，维护简单，互换性好。
4.2.4 输出阶梯正弦 PWM 波形。
4.2.5 高压主回路与控制器之间为光纤连接，强弱电隔离，安全可靠。
4.2.6 完善的故障检测，jingque的故障保护及准确的定位显示和报警。
4.2.7 内置 PLC ，易于改变控制逻辑关系，可灵活选择现场控制 / 远程控制，适应现场多变需求。
4.2.8 采用载波移相控制技术，大大抑制了输出电压的谐波成分，保证输出波形是完美正弦波。
4.2.9 控制电源与高压电相互独立，无高压可以检测变频器输出，便于现场调试以及培训操作人员，便于维护。
4.2.10 采用准优化 SPWM 调制技术，电压利用率高。
4.2.11 功率单元经 24 小时高温老化、 150 ％负载试验，可靠性高。
4.2.12 中文 bbbbbbs 操作界面，彩色液晶触摸屏操作。用户操作监控系统界面十分友好和完善，系统包括上位机（商用 PC 机）、下位机（工控机）、单片机。其中单片机给用户提供一个 4 位 LED 数码显示屏和一个 12 键的小键盘操作平台，可对变频器进行全部操作，包括参数设置和各种运行指令。工控机用触摸屏和通用键盘给用户提供操作平台，其功能更齐全，包括参数设定、功能设定、运行操作、运行数据打印、故障查询等等。上位机（商用 PC 机）放在总控室，可对多台变频器进行遥测、遥控。若只有一台变频器，上位机可省，或让客户自定。
4.2.13 可接收和输出多路工业标准信号。
4.2.14 可打印输出运行报表 。
4 . 3 高压变频系统介绍
风光牌 JD-BP38 型高压变频系统采用直接 “高 -高”变换方式，属电压源型，采用功率单元多电平串联方式，以新型西门子IGBT为主控器件，全数字化控制， 彩色液晶触摸屏控制，以高可靠性、易操作、高性能为设计目标的优质变频调速器。
4 . 3 . 1 JD-BP38 型高压变频调速系统
其系统结构如图 1 示。由移相变压器，功率单元和控制器组成。风光 10KV 高压变频器，变压器有 30 组付边绕组，分为 10 个功率单元 / 相，三相共 30 个单元，采用 36 脉冲整流，输入端的谐波成分远低于国标规定。
图 1 高压变频调速系统的结构图
4 . 3 . 2 功率单元电路
每个功率单元结构上完全一致，可以互换，其电路结构如图 2 示，为基本的交 - 直 - 交单相逆变电路，整流侧为六支二极管实现三相全波整流，通过对 IGBT 逆变桥进行正弦 PWM 控制。每个功率单元完全一样，可以互换，这不但调试 、 维修方便，备份也十分经济。假如一单元发生故障，该单元的输出端能自动通过可控硅旁路而整机可以暂时降额工作，直到缓慢停止运行。
图 2 单元电路主电路图
4 . 3 . 3 输入侧结构
输入侧由移相变压器给每个单元供电， 每个功率单元都承受电机电流、 1/10的相电压、1/30的输出功率。30个单元在变压器上都有自己独立的三相输入绕组。功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘。二次绕组采用延边三角形接法，目的是实现多重化，降低输入电流的谐波成分。
本机中移相变压器的副边绕组分为三组，构成 36脉冲整流方式；这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使其负载下的网侧功率因数接近1， 输入电流谐波成分低。实测输入电流总谐波成分小于5%。
4.3.4输出侧结构
输出侧由每个单元的 U 、 V 输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的 PWM 波形进行重组，可得到如图 3 所示的阶梯 PWM 波形。这种波形正弦度好， dv/dt 小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造；电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶片的机械应力。
图 3变频器输出的相电压阶梯PWM波形图
4.3.5 控制器
控制器核心由高速 32 位 DSP 芯片和工控 PC 机协同运算来实现，精心设计的算法可以保证电机达到优的运行性能。工控 PC 提供友好的全中文 bbbbbbS 监控和操作界面，可以实现远程监控和网络化控制。控制器用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号的协调，增强了系统的灵活性。
5.变频控制方案
变频器控制 6#高炉除尘风机为一拖一控制，旁路开关柜用于工/变频切换。K1，K2和K3为三个高压隔离开关，要求K2和K3不能闭合，在机械上实现互锁。K1和K2闭合，K3断开，风机变频运行；K3闭合，K1和K2断开，风机工频运行。控制方案接线如图4示。
图 4 控制方案接线图
K0 用户原高压开关
K1 、 K2 和 K3 高压隔离开关
BPQ JD-BP38 -800F 高压变频器
M 高压电动机
6.变频器运行情况
2004 年 10 月，通化钢铁集团有限公司炼铁厂和我公司签定了一台高压变频器 , 型号为 JD-BP38 -800F 。 2004 年 12 月 16 日 ，高压变频器开始安装就位； 2004 年 12 月 20 日 ，调试完毕； 2004 年 12 月 25 日 ，正式投入运行。整个变频器安装调试周期都很短 , 为 6#750 高炉顺利投产提供了有利的保证 。
高压变频器控制除尘风机 , 与原旧高炉除尘风机比较 , 主要有以下优点 :
（1）运行稳定 ,安全可靠。
从变频器顺利投运近八个月以来 ,对变频器输入变压器温升、功率单元温升、输出电压、输出电流等各项参数定期巡检，完全正常。变频器运行一直十分稳定，为6#高炉安全可靠生产提供了强有力的保证。对于用户来说,只需定期对变频器除尘,不用停机,保证了 高炉 生产的连续性。
（2）电机及机组运行平稳,各项指标满足工艺要求。
在整个运行范围内 , 电机始终运行平稳 , 温升正常 。 风机启动时的噪音和启动电流非常小 , 无任何异常振动和噪音 。 在调速范围内 , 轴瓦高温升允许 65 ℃ , 实测 10 ℃ 。
（3）变频器的三相输出波形完美,非常接近于标准正弦波。
经过现场测试 ,变频器的三相输出电压波形、电流波形非常标准,说明变频器完全可以控制一般的普通电动机运行,对电机无任何特殊要求。
（4）运行工况改善,工人劳动强度降低。
随着高炉生产除尘的需要 ,调节风机的转速,进而调节风机风量,满足高炉生产工艺的需要,工作强度大大降低。
（5）减少了维护工作量和维护费用。
原旧高炉除尘风机在运行过程中 ,经常造成风机和电机的损坏,维护工作量大,检修费用高,采用变频技术调速后,减少了机械磨损,保证了风机的正常运行。
（6）调速范围宽，调速精度高。
除尘风机的风量经常需要根据工艺的需要变化，在过去挡板或液力偶合器调节时，出现执行机构的开度与liuliang的非线形问题，致使调节失误，采用变频拖动风机可以在 0～50HZ范围内任意调速，调速精度高，可保持在0.1～HZ范围内工作，便于实现除尘系统自动化控制。
（7）变频器具有多项保护功能，十分完善。
与原来旧系统相比较，变频器具有过流、短路、过压、欠压、缺相、温升保护等多项保护功能，更jingque地保护了电机。
（8）节能效果显著，大大降低了电耗。
该系统生产周期大约为 1小时，出铁时间为20分钟，间隔约40分钟，系统配置电机额定电流为 59.5A ，根据其它生产线的实际运行情况电机运行电流在 55A左右。高炉出铁变频高速运行45HZ时，电流为 45A 左右，在 20Hz低速运行时,电流为15A左右。（中风机高速运行时间占40%，无停机时间）
P 变 =1.732×10×（45×0.98×40%＋15×0.98×60％）=458KW
P 工 =1 . 732 × 10 × 55 × 0 . 86=819KW
节电率 = （ P 工 -P 变 ） / P 工 =44%
7.结束语
从近 8 个月的运行情况来看，山东新风光电子科技发展有限公司生产的 JD-BP38 -800F 高压大功率变频器性能优越，可靠性高，节能效果显著，变频系统满足了高炉连续生产的需要。风光牌 JD-BP38 -800F 在通钢集团 6#750 高炉除尘风机的成功运行，说明在高炉除尘风机应用变频调速技术是完全正确的，证明了其性能具有无可比拟的优越性。
1 . 引言
我国的油田绝大部分要靠注水来压油入井，靠抽油机把油从地层tisheng上来。以水换油，以电换油是目前我国油田的现实。如何tigao采油效率，降低采出液的吨液能耗，tigao产量，使抽油机的参数更好的适应地上 、 地下工况，使现场抽油机调节更为方便，成为大家的焦点。
目前，在油田抽油机设备中，以游梁式抽油机使用方便 、 可靠，是目前油田采油生产中的主要设备，应用为普遍，数量也多。下面以游梁式抽油机为例，介绍风光抽油机专用变频器在其上面的应用。
2 . 游梁式抽油机工作原理
游梁式抽油机其工作过程为：用电机带动减速机，减速机带动皮带轮，皮带轮带动两个很重的钢质滑块的旋转往复运动，依靠杠杆的作用，将盛油器提上放下，而将油带出地面进入输油管道中或储油罐中，完成抽油过程。
抽油机电机的负荷是一周期性脉动负荷 , 并迭加有瞬间的冲击。为了减小抽油机上下冲程负荷的波动 , 一般都配有平衡块。为了保证足够大的启动转矩 , 抽油机电机正常运行时负荷率很低 , 一般在 20%～30% 。低负荷率运行，造成功率因数低 , 效率低 , 电能浪费大。
在设计选配抽油机电机时，普遍的做法是令其抽取量大于实际负荷。它所带来的新问题是当抽油机排量过剩时，抽油机的运行会出现无功抽取，出现空抽或泵空状态，过剩的抽油能力令抽油机的无功抽取时间增加，造成油井开采的电费成本居高不下，能源浪费十分严重。抽油机的节能潜力非常可观。
节能包括两个方面：一是从电动机本身考虑，tigao电动机的负荷率和效率；二是从系统考虑，改变电动机的机械特性，使机 、 杆 、 泵整个系统达到较好的配合，tigao系统效率。两者比较，后者的节能潜力比前者大得多。在游梁式抽油机上应用变频调速技术不仅机 、 杆 、 泵整个系统达到较好的配合 , 自动化程度tigao，降低工人的劳动强度，减少工作量，节能效果明显，综合效益显著。
3 . 抽油机专用变频器工作原理
根据抽油机是交变工作载荷的特点，风光抽油机专用变频器内置了专用的运动控制程序 。 风光抽油机专用变频器，可以根据油井的实际情况，由操作设置油井工作参数和工作方式，经过运算处理后，变频器自行调整抽油井工作制度，改变抽油机的冲程频次，达到上 、 下冲程间的平稳过渡。变频器本身具有抽油机所需的各种保护功能及相应的放电回馈电路，风机可以有温度自动控制，也节约相应的能源消耗。
我们针对抽油机载荷的特殊性和野外工作特点，按照严格的工业标准设计 、 制造抽油机专用变频器，把制动电路 、 回馈电路 、 无线滤波器 、 线路电抗器和防雷击装置集成到专用变频器中，增强整机的可靠性。
变频器主电路原理如图 1 示 :
图 1变频器主电路原理
4 . 风光抽油机专用变频器的节能原理
风光抽油机专用变频器可根据井下供液情况，自动调整抽油井工作制度，使游梁式抽油机的固定动态特性变为可根据油井开采情况自动调节的可变动态特性，tigao泵充满系数及排量系数，达到节能，增产，无级调速的效果。
风光抽油机专用变频器采用动态调节抽油机的冲程频次和上 、 下行程的速度，达到节电又增产的目的。
（1）可以动态调节 抽油机的冲程频次，节电。抽油机的冲程频次可以通过机械的方法调整，一旦调整好之后，人是不可以经常改动的，并且通过皮带轮直径调整频次的方法是有限的，不能动态适应油井负荷的需要。而变频调速则能动态调整抽油机的转速， 可无级调节抽油机冲次， 从而调整泵的充满度，tigao抽取效率，增加原油产量，减少了电机功率，实现了节能目的。
（2） 可以动态调节 抽油机的上 、 下行程的速度实现节能增产的目的。由于采用变频调速技术，通过上 、 下死点位置传感器 控制变频调速器上、下冲程输出不同频率的电源，从而使电动机上、下冲程转速不同，可无级调节抽油机上下冲程速比。 还可以根据实际需要分别地调整每一冲程下行程的速度，可以tigao原油在泵的充满度；而适当tigao上行程的速度，则可以减少在tisheng过程中的漏失系数，有效地tigao单位时间内的原油产量。节电，节能。
5 . 现场应用
由于应用变频调速技术对抽油机实行软启动，启动电流大幅度降低。功率因数由 0.3-0.5 上升到 0.9 以上。tigao了功率因数，减少了无功损耗。
风光抽油机专用变频器可根据油井工况对冲程频次和上下冲程的速度进行调节，使油井供排系统达到动态协调，在青海油田 30 口油井上，由实验前后的数据表明，单井的平均增产 20% ，单井的平均节电率为 20% 左右。
我们分别选前期井 、 中后期进行了变频改造。
在前期井中，由于井刚开采，储油量大，为tigao功效，我们采用tigao抽油机的冲程频次的方式，让变频器运行至 65HZ ，频率tigao了 1/3 ，相应地电机转速tigao了 30% ，其采油量也相应tigao，其综合采油率可比工频情况下多采油 20% ，工效tigao了 1 . 2 倍，很受油田采油工的欢迎。
在中 、后期井中，由于井储量减少，供液不足，电机若仍工颇运行，势必浪费电能，造成不必要的损耗，我们采用调整抽油机的 冲程频次和选用上快下慢的开采工艺，一般将变频器的频率运行至 35～45HZ 之间，这样电机平均转速下降了 20% ，加之采油设备一般负荷较轻，其节电率可达 25% 左右。还有在开采稠油井的中后期，因原油黏度上升，经常发生驴头和光杆 “打架”现象，通过调节 冲程频次和选用上快下慢的开采工艺，避免了 “打架”，延长了开采时间，tigao了原油产量。
6 . 应用注意事项
（1）由于抽油机的起动转矩大，设置合适的转矩tisheng曲线，不合适转矩tisheng曲线（电压不足或过高）都会使电流增大。
（2）在抽油机滑块下降过程中，负荷减轻，电机进入再生发电状态，其再生能量将传人变频器，通过逆变回路的续流二极管整流而变成直流加在主电路上，造成主电路母线电压升高，频繁的高压会损坏变频器的主器件，包括电解电容及功率模快，需加制动回路，让再生电压能及时地释放掉，保证主回路器件在安全的电压下工作。再生制动电路原理如图2示
图 2 再生制动电路原理
7.结束语
变频器具有软起、停功能，减少了对抽油机杆的机械冲击，保护了电机及机械设备，减少维修量，变频器对过压、欠压、过载、短路及电路失速都能可靠地保护。 变频控制技术在抽油机上应用，对抽油生产设备来说是一个很大进步，它从根本上改变了抽油机的运动特性和动力特性，使抽油机 —抽油杆—抽油泵达到动态协调，使有杆抽油系统和油井供液系统达到动态协调。 抽油机应用变频器，即可以tigao工效，增加采油量，又可以节约电能，保护电机及设备，其应用前景是十分广泛的。在能源日益紧张的，相信变频器在抽油机这方面可以大有作为的。
1、概述：
纵切线是冷轧厂系统中后一道工序，开卷机和卷取机控制系统是整道工序中重要的环节，只有保持机组全线的张力和线速度稳定，才能保证出厂产品的质量。在太钢不锈冷轧厂1#纵切线卷重改造中，我们在开卷机和卷取机系统中采用了西门子6SE70逆变器，配以西门子带卷绕软件的T400工艺板来实现全线恒张力、恒线速度运行，不但大大减少了PLC的编程量，控制简单实用，取得了令人满意的效果。
2、控制原理：
在开卷机和卷取机控制系统中，我们采用了6SE70系列逆变器配以带卷绕软件的T400工艺板，由西门子整流回馈/单元提供540V直流电，由S7-400 PLC来控制完成开卷机和卷取机的各项功能，从操作台发出的运行命令经现场ET200站、Profibus-DP通讯网络传送给PLC主机—S7-400可编程控制器，S7-400与逆变器经Profibus-DP网络实时交换数据，保证全线能够恒速、恒张力运行。系统的控制原理图如下所示：
3、控制思想：
根据工艺要求，开卷机和卷取机要采用P100=4带测速机的速度控制，开卷机采用间接张力控制方式来保证全线张力恒定可调，卷取机采用恒线速度闭环控制方式保证全线线速度恒定可调。
●间接张力控制方式下的开卷机系统：
根据工艺要求，开卷机采用上开卷方式，电机实际转速nact由电机上所带码盘测出传给CUVC板，再由CUVC板传给T400板；线速度Vact由导向辊测速码盘测出直接传给T400板； 张力给定Zset由操作台设定传给S7-400，S7-400通过Profibus DP网传给T400板。T400板接收到这些数据后，由T400板中直径计算模块计算出钢卷的实际直径D，再根据直径计算出开卷机的转矩M，做为开卷机的转矩限幅传给CUVC板，从而保证张力的恒定，具体的计算公式如下：
n=nact÷i （rmp） i=开卷机减速比
D=Vact÷n （m）
M=Zset＊D （Nm）
其控制原理图如下所示：
●恒线速度闭环控制方式下的卷取机系统：
根据工艺要求，卷取机采用上卷取方式，电机实际转速nact由电机上所代码盘测出传给CUVC板，再由CUVC板传给T400板；线速度Vact由导向辊测出直接传给T400板；线速度给定Vset由操作台设定传给S7-400，S7-400通过Profibus DP网传给T400板。T400板接收到这些数据后，由T400板中直径计算模块计算出钢卷的实际直径D，根据直径计算出速度给定Nset传给CUVC板，从而保证线速度的恒定，具体的计算公式如下：
n=nact÷i （rmp） i=卷取机减速比
D=Vact÷n （m）
Nset=Vset÷D （rmp）
4、通讯：
在此系统中，我们需要增加一块CBP Profibus通讯板完成S7-400与T400板，S7-400与CUVC板的通讯，设置参数完成T400板与CUVC板之间的通讯。其通讯的原理图如下所示：
●S7-400与T400板的通讯：
S7-400可通过CBP板发送给T400板10个字，其中的字和第四个字为控制字1和控制字2，其二进制连接量为：控制字1——-B2600～B2615，控制字2——-B2620～B2635，其余八个字的连接量为：KR450～KR457；S7-400可通过CBP板接收到T400板发来的10个字，其中的字和第四个字为状态字1和状态字2，其余八个字可视需要设到H440～H443、H446～H449中。
通过发给T400板的10个字，S7-400可完成对逆变器的起/停、建张、张立调整、速度调整等控制。通过接收T400板的10个字，S7-400可明确逆变器当前的状态，知道逆变器的一些实时数据，便于编程、计算、画面实时显示。
●T400板与CUVC板之间的通讯：
CUVC发送给T400板的数据可在P74～P740.08中设置，通过在P74～P740.08中设置一些连接量，可把CUVC的数据通过双口RAM实时发给T400板处理，完成对逆变器的控制；T400板发送给CUVC的参数可在CUVC中设置，如下表所示：
5、结束语
对逆变器进行调试后，开卷机和卷取机系统运行良好稳定，满足了工艺要求，达到了预期的效果