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BD570系列高性能三电平中压变频器

  • BD570系列中压专用变频器,采用“双核”硬件系统,完成优化的无速度传感器矢量控制、V/F控制,功能更优化,应用更灵活,性能更稳定,可根据客户需要定制防爆型变频器内芯。可广泛应用于煤矿、油田、冶...

 

产品概述

        BD570系列中压专用变频器,采用“双核”硬件系统,完成优化的无速度传感器矢量控制、V/F控制,功能更优化,应用更灵活,性能更稳定,可根据客户需要定制防爆型变频器内芯。可广泛应用于煤矿、油田、冶金、石化等行业。 

 

产品特征
  电压等级齐全:具有660V等级、1140V等级、2300V等级
 功率齐全:660V:18.5kW~1000kW;1140V:37kW~1200kW
 采用三电平拓扑,输出电压脉动小,共模电压低,对电机的损害小
 常规设计和防爆设计两种结构(本公司只提供防爆变频器内芯,不设计生产防爆外壳)
 风冷、水冷设计
 无速度传感器矢量控制(SVC)、V/F控制
 启动转矩:无PG矢量控制:0.5Hz/150%(SVC)
 光纤驱动设计,隔离性能好、速度快。驱动最大延迟:130nS
 独立的驱动电源:稳定、可靠
 速度控制精度好、转矩响应速度快
 具备跳跃频率控制功能,避免机械共振,使系统更加稳定可靠
 具备瞬时掉电不停机功能和过转矩检测功能
 具备转速追踪再启动功能,实现对旋转中的电机无冲击平滑启动
 输入、输出端子均自由编程,用户可根据需要组合出多种工作模式

 

铭牌

l BD570系列高性能三电平中压变频器

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l 规格型号

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应用场合
 矿井中的带式输送机、刮板运输机、给煤机、风机、水泵、机油泵等
 油田的潜油电泵等
 其他行业的中压电机

 

技术参数
 两种速度控制方式:无PG矢量控制(SVC)、V/F控制
 无PG矢量控制(SVC)启动转矩:0.5Hz可达150%
 采用先进的三电平矢量控制技术,输出谐波小
 8段简易PLC功能、多段速控制和PID控制
 支持多种频率设定:数字设定、模拟量设定、PID设定、RS485通讯设定
 I/O端子可自由编程,根据用户需要组合出多种工作模式
 具备跳跃频率控制功能,可有效抑制机械共振,使系统更加稳定可靠
 具备瞬时掉电保持功能
 过转矩检测功能
 提供多种故障保护功能:过流、过压、欠压、过热、过载、缺相等全方位实时监控保护确保安全运行
 全新的结构设计:美观大方,散热更好,体积更小
 全新的硬件设计:质量稳定可靠并可做防爆设计(变频器内芯)
 主辅频率和运行命令均可切换

 

选型表
l 660V选型表

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BD570系列高性能中压变频器在高炉铁前除尘风机节能改造中的应用


随着市场竞争的加剧,能源问题显得尤为突出,节能减排已经成为企业提高市场竞争力的重要措施。在钢铁企业中,电机的应用极为广泛,对风机、轧机、泵类等大型机械设备的拖动,尤其是高压电机的电能消耗非常大,占企业所有电机电能消耗的60-70%之多,因而中、高压电机的节能问题尤为突出。目前电机系统节能工程被定位国家发改委启动的十大重点节能工程之一。对电机系统的节能来说无论从起动、调速到制动各阶段,采用变频技术均是最佳的选择。尤其在某些特定工艺环境下中、高电压、大功率的电机采用中高压变频器的节能效果尤为明显。如果风机长期采用工频运行,只能通过调节风门的出口挡板开度来调节风量以满足生产工艺要求,这将导致风机使用率大约在60﹪左右,致使电能大量地被浪费。
   工艺条件概述
高炉在生产过程中产生大量的烟尘,污染环境。根据国家法规需要进行除尘处理。除尘风机采用间隙性的工作制度,即高炉出铁时使用,不出铁时不使用。使用率大约在60﹪左右。图为高炉炼铁出铁场的工艺周期。


 
A到B、E到F为高炉冶炼时间;B到C、F到G为升速时间,可以调节;C到D、G到H为高炉出铁时间;D到E、H到I为减速时间可以调节。   每次高炉出铁时间约45分钟,为高速段定为45Hz可以调节;高炉冶炼时间约30分为低速段,定为5Hz可以调节。


 
风机和泵的变频调速节能    
无论何种类型的变频器在特定的工艺要求下,其节能的优势都是很明显的,中压变频器以节能为目的典型应用是风机和泵类调速。为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用驱动动力时都留有一定的富余量,当电机不能在满负荷工况下运行时除达到驱动的动力要求外,富余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调节方法是通过调节入口或出口的挡板或阀门开度来调节给风量和给水量。其输入功率大且大量的能源消耗在挡板、阀门的节流阻力中。当使用电动机变频调速方式时,如果流量要求减小,只需通过降低泵或风机驱动电机的转速即可满足要求。
3.2 异步电动机变频调速的节能原理
根据异步电动机转速公式(n=60f(1-s)/p)可以看出:转差率s变化不大,可视为恒定,电机极对数p一旦电机制造完成也是常数,所以电机转速n与电源频率f是成正比的。只要改变频率f,即可改变电机转速。当频率f在0-50Hz之间变化时,电机转速调节范围是非常宽的。由流体力学可知P(功率)=Q(流量)×H(压力),流量Q与转速n的一次方成正比,压力H与转速n的平方成正比,功率P与转速n的立方成正比。如果风机的效率一定,当要求调节流量下降时,转速n可成比例的下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降。即风机电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。当所要求的风量Q减少时,可调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低。这时电动机的功率P将按三次方关系大幅度地降低,因此随着电机转速的降低,电机消耗的电能下降幅度很大。变频调速方式比调节挡板、阀门方式节能40%一50%,从而达到节电的目的,同时又可提高系统可靠性及稳定性。由此可见,使用中压变频器对出铁前除尘风机调速的节电效果是非常显著的。
方案选择   
根据上述工艺要求以及除尘风机所配电机为中压电机不允许频繁启停的条件来选择改造技术方案。 如果风机长期处于工频运行状况,通过调节风门的出口挡板开度来调节风量以满足生产工艺要求则大量电能将白白浪费在阀门节流阻力上。
如果采用液力耦合器调速则由以往经验可知液力耦合器存在以下主要缺点: 
1、调速范围有限为50-95%且转速不稳定。高速段减小了设备的出力能力,低速段影响节能效益的发挥。
2、速度越低时效率越低低速时发热厉害。 
3、调速精度低、线性度差、响应慢。不适应自动控制要求。 
4、电机虽然可以不带载启动但启动时仍然有5倍左右的冲击电流影响电网稳定。 
5、必须串入电机和机械的连接轴中不适合于设备改造。液力耦合器故障时没有工频旁路系统,负载机械将无法运转,必须停机检修。 
6、漏油严重对环境污染大,可靠性差、维修难度大、严重浪费人力及影响生产。   由以上的分析既要满足工艺要求又要达到调速节能的目的,采用中压变频器对电机进行拖动控制最为理想。
采用中压变频器的风机电机变频调速系统
BD570系列变频器采用先进的功率单元串联叠波技术和空间矢量控制的正弦波PWM调制方法、采用三电平拓扑,输出电压脉动校、共模电压低、对电机损害小、可靠性高、性能优越、操作简便。采用变频器带旁路柜的方式控制当变频器发生故障时可方便地切换到工频运行方式有效地避免了因变频器故障影响正常生产
变频调速节能效果计算分析
计算依据的运行参数及条件例如高炉出铁场除尘风机电机参数:额定功率900kW、额定电压2,300V额定电流110A、功率因数0.816额定转速744r/min。接入变频器运行时电机输入端的实际测量值为 电机高速运行时45Hz,电流为50—55A左右,电机低速运行时5Hz,电流为1.36A。 以上实际运行值转换为工频输入电流为:电机高速时59-65A电机低速时为18A。 由于该设备在原设计时考虑了使用液力耦合器,所以在不用变频器时实际工频电流为65A,炼铁出铁时间与不出铁时间按60%比40%考虑,每年按8,000小时考虑。
经济效益 
1)、电机在工频时考虑到功率因数和效率每小时耗电大约280度,每度电按0.5元算,每年耗电量约为280×8,000=2240,000 度,电费为280×8,000×0.5=1120,000元。 
2)、电机处于变频工况时高速时按电压2350V、电流62A计算。低速时按电压540V、电流18A计算。电机高速时考虑到功率因数和效率,每小时耗电大约260度每度电按0.5元算,每年耗电量约为260×8,000×0.6=1248000 度,电费为260×8,000×60%×0.5=624000元。 电机低速时考虑到功率因数和效率很低每小时耗电大约17 度,每度电按0.5元算,每年耗电量约为17×8,000×0.4=54,400度,电费为17×8,000×40%×0.5=27,200元。 
3)、计算结果
一年节省电费为1120,000-(624000+27,200)=468800元节约比例为468800/1120000=0.4185。省电约41﹪,可在较短时间收回了改造成本。
其它效果 
1)、维护工作量减少  
取消液力耦合器采用变频调速后无论哪种工艺条件,随时可以通过调整转速使系统在接近额定状态下工作。通常情况下变频调速系统的应用主要是为了降低电机的转速。由于启动缓慢及转速的降低相应地延长了许多零部件的寿命。同时极大的减轻了对管道的冲击,有效延长了管道的检修周期,减少了检修维护开支节约大量维护费用。 
2)、工作强度降低
由于调速系统在设备运转中实现计算机联锁控制,机组实现自动运行和相应的保护及故障报警,操作工作由手动转变为监控,完全实现生产的无人操作,大大降低了劳动强度,提高了生产效率,为优化运营提供了可靠保证。 
3)、减轻了对电网的冲击采用变频调节后系统实现软启动,电机启动电流远远小于额定电流,启动时间相应延长,对电网无大的冲击,减轻了起动机械转矩对电机机械损伤,有效的延长了电机的使用寿命。

 

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