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高压变频器在生物制药风机上的使用

高压变频器在生物制药风机上的应用-烟台恒源生物股份有限公司,是国家高新技术企业,现任中国生物发酵产业协会理事单位,依托国内重点科研院所、大学,综合运用生物技术、精细化工技术,拥有先进的生产工艺设备

  导言

  烟台恒源生物股份有限公司,是国家高新技能企业,现任我国生物发酵产业协会理事单位,依托国内要点科研院所、大学,归纳运用生物技能、精细化工技能,具有先进的出产工艺设备和检测技能,产品质量到达美国食物化学品法典FCCIV的要求,取得了ISO9000认证、ISO14000环境管理体系认证、ISO18000作业健康安全管理体系、OUKOSHER认证、HALAL认证、HACCP认证及饲料添加剂出产许可证。现在主导产品有:富马酸、L-天门冬氨酸、L-丙氨酸(工业级)、L-丙氨酸(医药食物级)以满意国内外不同职业客户的需求。

  公司有1期和2期两套出产线,年出产才能一万吨,出产过程中需求的空气中的氧气由鼓风机供给。因而,鼓风机是耗费电能的首要负载。所以为了完成发电过程中电能的合理节省,期望能够将1期鼓风机经过变频设备进行节能拖动。

  2离心式鼓风机设备简介

  2.1电机及引风机的参数

  2.2鼓风机工艺要求

  出产过程中需求的空气中的氧气由鼓风机供给。因而,鼓风机的风量直接影响到出产工艺参数。所以该鼓风机是出产工艺中重要的组成部件。

  所以,一方面出产工艺要求变频器有必要安全可靠运转安稳,接连不间断正常运转;操作简略,能够完成长途DCS操控;频率可调度2-50Hz;习惯电网电压动摇才能强;维护功用完善;要求节能作用显着。另一方面,负载为离心式鼓风机,要求变频器发动和中止时能习惯离心式风机的较大的滚动惯性,减小对电网电压的影响,对电机有必要的维护,有助于延伸电机的运用寿命。

  经过对国内外各种高压变频器调研、比较,最终以投标方法挑选了新风景电子公司出产的风景牌JD-BP37-500F型(500kW/6kV)高压变频器作为鼓风机的操控设备。

  3新风景JD-BP37-500F高压变频调速体系

  3.1高压变频器体系的原理

  3.1.l体系组成

  图1高压变频调速体系的结构图

  其体系结构如图1所示。风景牌高压变频器为高–高电压源型形式,由移相变压器,功率单元和操控器组成。前端由一个多绕组的阻隔移相变压器供电,功率单元每相选用低压功率单元串接组成。输入谐波均能满意国家标准对电压和电流失真的要求。操控器部分以高速微处理器完成操控以及与子微处理器间进行通讯。风景高压变频器选用模块化规划,交换性好、修理简略,噪音低,谐波含量小,不会引起电机的转矩脉动,对电机没有特殊要求。

  3.1.2功率单元电路

  其电路结构如图2示,为根本的交-直-交单相逆变电路,整流侧为六支二极管完成三相全波整流。逆变侧经过对IGBT逆变桥进行正弦PWM操控完成逆变。假设某一单元产生毛病,该单元的输出端能主动经过软件操控IGBT旁路而整机能够降额作业,但不影响运转,每个功率单元彻底相同,能够交换,这不光调试、修理便利,并且备份也非常经济。

  图2单元电路主电路图

  3.1.3输入侧结构

  变频器输入侧由移相变压器给每个功率单元供电,每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互相绝缘。二次绕组选用延边三角形接法,意图是完成多重化,下降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,选用多脉冲整流方法。这种多级移相叠加的整流方法能够大大改进网侧的电流波形,使其负载下的网侧功率因数挨近1,输入电流谐波成分低。实测输入电流总谐波成分小于2%。别的,因为变压器副边绕组的独立性,使每个功率单元的主回路相对独立,相似惯例低压变频器,便于选用现有的老练技能。

  3.1.4输出侧结构

  输出侧由每个单元的两个输出端子互相串接而成,三相星型接法输出给电机供电。经过对每个单元的SPWM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,可削减对电缆和电机的绝缘损坏,无须输出滤波器就能够使输出电缆长度很长,电机不需求降额运用,可直接用于旧设备的改造;一起,电机的谐波损耗大大削减,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

  3.1.5操控器

  操控器中心由高速DSP运算来完成,精心规划的算法能够确保电机到达最优的运转功能。人机界面供给友爱的全中文监控和操作界面,一起能够完成长途监控和网络化操控。操控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况信号的和谐,增强了体系的灵活性。操控器及各操控单元板中选用DSP和FPGA等大规模%&&&&&%和外表焊接技能,体系具有极高的可靠性。

  操控器与功率单元之间选用多通道光纤通讯技能,低压部分和高压部分完成真实含义的电气阻隔,体系具有极高的安全性和可靠性,一起具有很好的抗电磁干扰才能。

  3.1.6操控电源

  选用三次谐波补偿技能提高了电源电压利用率,利用了调制信号预畸变技能,使电压利用率近似于1。体系选用了先进的载波移相技能,它的特点是单元输出的基波相叠加、谐波互相相抵消。所以串联后的总输出波形失真特别小。多个单元迭加后的理论输出波形如图4所示。

  图4单元输出迭加后的波形

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