變頻器改造總砂泵站尾礦輸送系統驅動方案

本文主要介紹大功率矢量變頻器在鐵礦選礦廠總砂泵站中的應用，通過對變頻設備和電機的改造，實現了企業擴大產能，安全生產，節能環保的目標。

一．引言
某大型民營煉鐵企業，下轄鋼鐵、礦業，等多個子公司，其中中加礦業生產的鐵精粉直接進入中加鋼鐵的三座高爐，三座高爐生產的鐵水熱供一墻之隔的舞鋼公司，中加的采礦、選礦、煉鐵與舞鋼公司的煉鋼、連鑄、軋鋼實現了有機銜接，形成了一個完整的鋼鐵產業鏈條。隨著中加礦業的產能需求提升，選礦廠的尾礦渣漿排放量增加，原有的變頻設備已經達不到生產的要求，因此，對尾礦輸送系統中原有的變頻器和電機進行改造，以實現企業擴大產能，安全生產和節能環保的目標。

二．工藝和電氣設備改造
一般來說，開采出來的鐵礦石首先經過破碎，體積小的顆粒進入球磨機，再經過螺旋分級機、細篩機、磁選和過濾機設備等，最后提出所需的鐵精粉，作為高爐煉鐵的原料。每級分出來的廢礦最終形成尾礦，經過總砂泵站排到數公里外的尾礦庫儲存和將來利用。由于尾礦礦漿量的負荷變化，用戶對變頻器的驅動能力和抗過載能力要求很高；同時，要求變頻器能有效抑制諧波和電磁干擾對周邊儀表的影響，適應電網電壓較大的波動，確保正常生產時，將廢礦漿連續不斷地輸送至尾礦庫。中加礦業公司經過技術分析，比較了幾家歐洲品牌的低壓變頻器的技術指標和產品配置，最終選擇了大功率工業變頻器，作為此次總砂泵站尾礦輸送系統改造的驅動設備。從技術上分析，主要有以下幾個方面考慮：

1． 此次電氣設備改造包括將原來4臺（兩用兩備）功率為450KW/690V的電機改造為630KW/690V電機，電機額定電流達708A；采用功率為800KW/690V的變頻器，其額定輸出電流為825A，允許過載120%時達到990A，實際過載能力可以達到電機電流的140%，起動轉矩高達200%，相對于原系統中的變頻器品牌，更能適應礦漿量的變化，在起動轉矩和過載能力方面有了很大的提高。

2．由于采用高效的散熱片，變頻器即使在50°C高溫環境下滿負荷地運行時，也不會降低其輸出驅動能力，完全能夠滿足實際生產時在過載能力方面的要求。

3. 采用了內置的交流輸入電抗器，它置于整流橋的前端，一方面可以抑制電網中的諧波，增加阻抗，使電流正弦波平滑，提高功率因數；另一方面，保護整流橋不受電網瞬間波動的影響，抑制了電源側的浪涌電流對變頻器造成的沖擊。

4．采用了內置的EMC輸入濾波器，大功率變頻器都內置了EMC輸入濾波器，符合IEC61800-3標準中工業應用（第二類環境）和住宅樓宇民用（第一類環境）的相關要求，從而大大提高了整個系統抵抗電磁干擾的能力。

5. 采用了內置的dv / dt輸出濾波器，變頻器輸出側的dv / dt濾波器可以有效減小高頻電磁輻射和噪聲傳導等干擾信號，同時能夠減小大功率變頻器的輸出電纜對周邊控制信號和檢測信號的電磁干擾，變頻器到電機的電纜長度最長允許達到300米，并可以確保整個控制系統的安全穩定。

6．變頻器的線路板均采用了絕緣涂層，包括線路板上每一個元器件的管腳和焊盤都帶有絕緣涂層，完全可以適應潮濕和導電粉塵等惡劣的環境要求。

7．輸入電壓波動范圍可達-15% 至+10%，欠壓持續時間可達60秒，適應一定范圍和一定時間內電

三．大功率矢量變頻器內部的拓撲簡圖
從上面的拓撲結構圖中可以看出，該變頻器采用了內置的交流輸入電抗器，EMC輸入濾波器和dv/dt輸出濾波器作為產品的標準配置。

四．結束語
經過6-7月連續兩個月的生產和運行，該廠尾礦輸送系統運行狀況良好，現場工作人員對該變頻器的產品質量和產品公司所提供的技術服務都十分滿意，此次設備改造達到了預期的擴能目標，保證了整個鐵礦選礦廠安全、正常生產