2018-02-09
一、灰浆泵运行情况及变频改造技术方案
（1） 在灰浆泵运行现场，变频器到电机之间的高压电缆经常发生单相对地放电或单相直接接地的情况。在这种情况下，要保证不能损坏变频器，并且变频器要能发出报警停机信号以便现场职员及时处理。因此，要求变频器输出能承受单相接地的能力，相应变频器的输出滤波器电容中性点不能直接接地，而是需要通过电容接地。
（2） 由于灰浆泵属于二级泵，所以在启动灰浆泵变频器运行之前，一级灰浆泵通常已经在运行，将会推动灰浆泵电机运转，变频器相当于飞车启动。所以变频器启动时需实时检测电机运行频率，根据该运行频率带动电机启动。
（3） 灰浆泵变频运行要求能对前池液位高度闭环控制，自动调节电机的转速。
（4） 由于灰浆泵运行时，在前池液位很低的时候有可能造成负荷过大甚至堵转的情况，因此要求变频器有过载能力以及过流保护措施。
综合上述因素，从目前国内、外主要的两种高压变频器拓扑结构中，选择基于IGCT的三电平中性点箝位的拓扑结构。
三电平拓扑结构具有以下优点：开关功率器件数少、IGCT开关电流大、过流能力强、结构简单、可靠性高、适合负载冲击较大的应用场合。
在控制方面，灰浆泵前池液位设置压力式水位传感器，将丈量得到水位高度信号，变换为4～20mA标准信号，由电流环接口送给变频器; 变频器计算出当前水位与控制水位之间的偏差，通过变频器内置的数字PID调节器改变变频器的输出频率，调节电动机的转速，进而控制灰浆泵前池液位的高度。
二、新一代高压变频器控制系统的改进
我公司第一代变频器采用工控机进行信号处理，控制的实时性得不到保证。由于南京伟创变频器要采用优化的PWM控制算法控制电机，需要主控系统控制用具有更高的运行速度和处理能力、更大的存储器和外部信号处理端口、具备浮点运算的能力。因此，新一代的变频器控制器选用浮点数字信号处理器DSP和大规模集成电路的FPGA相结合的方案，DSP主要负责采集的信息和运算处理，FPGA根据处理结果转化为相应的控制脉冲，控制实时性大大进步。
三、灰浆泵高压变频器现场调试运行和节能分析
1、变频器节能分析
灰浆泵进行变频改造的一个重要原因是节约电能。电机变频运行节能的原理在很多资料均有论述，灰浆泵的工频旁路运行和变频运行的实际数据来说明变频的节能效果。
2、变频器系统的控制调试
灰浆泵的流量是根据机组的负荷大小和冲灰工艺需求控制的，水流量的变化较大，有时呈门路状特性，水位波动比较大。水位压力式传感器需要选择合适的丈量点，否则会由于水池内水流因素和水面波动引起丈量的不稳定性。经过现场测试，选择了水流变化不大的靠池壁位置。经过调试，建立了一个合适的模型和PID控制参数，通过闭环跟踪水位变化，稳定控制前池液面的高度，优化了生产工艺。
另外，变频器还可以选择运行在开环状态，通过电厂DCS信号控制变频器的输出频率。
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