主题：【讨论】节能减排新倡导--ATV1200高压变频器

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发表于：2013/12/03 17:40:04 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

一．概述

当前，节能减排已经成为全世界的共识。而随着工业生产及人们日常生活水平的提高，绝大多数的能源以电能的形式供应，因此，节约电能是节能减排的重要组成部分，并且相比其他能源，电能的节约也最具可操作性。而据统计，电能的70％是用于驱动电动机的，因此，电机尤其是大功率电机的节能是节能减排工作的重中之重。

施耐德电气的ATV1200高压变频器正是顺应了节能减排的潮流。它主要用于对高压大功率的电机进行变频调速，有着非常广阔的节能前景。

二．产品简介

ATV1200采用了多电平串联的技术来实现高压的输出。这是目前高压变频器最成熟的一种技术。

整个变频器由变压器柜、功率柜、主控柜构成，如图3：

除了输出变频变压波形驱动高压电机这一基本功能外，ATV1200还内置了许多有用的功能：

1. 旁路切换功能。高压大功率电机通常处在工艺流程的关键部位，绝大多数有连续运行，不许长时间停机的要求。旁路切换功能可以在变频器发生故障时，将电机切换至电网，以维持电机的持续运行。同时，很多工艺设计中，多个泵会并联工作提供所需的流体流量，在此情况下，通常客户希望充分利用变频起动平滑无冲击的优点，依此起动各台泵，并调节其中一台泵的转速以应对流量需求的变化。为了确保这种情况下旁路成功并尽量避免对电网和电机的冲击，ATV1200还提供了同步切换的功能，即跟踪电网波形的相位，然后控制变频器输出电压的相位，待两者同步后再进行切换，这样对电网和电机的冲击最小。

2. 掉电恢复再启动功能：电网掉电，在设定时间内（系统默认：20秒）电网恢复正常，变频器可自行启动，系统可自动计算电机转速，实现无冲击再启动，恢复到原来的工作状态；

3. 飞车捕捉再启动。如果电机被负载拖动仍在旋转甚至反转，变频器能识别跟踪电机转速并拖动负载到设定频率运行。

4. 同步电机变频调速及自动励磁控制功能

5. 内置PID功能。能根据工艺要求自动针对工艺参数（流量、压力、温度）进行控制。

上述功能加上齐全的通讯接口，得ATV1200能非常容易的集成到客户的生产工艺中去，大大简化了系统的设计、安装、调试工作。

三．实际应用

许多生产工艺，比如电厂、化工厂中都会用水作为冷却剂。完成冷却的水一般会回流收集起来，由其他介质冷却后再次作为冷却剂流回去以节约用水。这样的冷却过程通常需要由循环水泵来完成冷却水的循环。如图5，高温饱和蒸汽在推动汽轮机叶片做功后，将进入凝气器，被冷却、凝结成水后打回锅炉。凝汽器采用喷淋水来冷却蒸汽，流过凝汽器的喷淋水将由循环水泵打到冷却塔中冷却，然后再次流回凝汽器喷淋蒸汽管道。

ATV1200高压变频器已经被广泛地运用到各种循环水泵的驱动中。山东某热电集团采用了一台6kV输出的ATV1200驱动800kW的循环水泵，与过去阀门调节相比，节能率高达20％，按此计算每年节约的电费高达100万元。江苏某化工公司采用1台10kV输出ATV1200驱动450kW的循环水泵，节能率更高达30％，每年节约电费超过80万元。

在水泥、冶金等行业中，都有粉磨工艺，其作用是将原料磨成超细的粉末以提高原料的使用率。在粉磨工艺中，经过磨辊碾压、破碎后的物料被高速向上的气流带至分离器，粗粉经分离器后返回从新碾压、破碎；满足要求的细粉则随气流出磨，在系统的收尘装置中收集下来。这里，一般由大功率的收尘风机来提供强力的上升气流。收尘器所需风量根据工艺情况（产量及粉的细度）会有所变化。使用变频器可以代替原有的风门，根据风压信号对风量进行自动调节。

江苏某钢铁集团的矿渣磨风机，采用了2台10kV, 3600kW的ATV1200来驱动收尘风机。由于ATV1200内置了PID调节器，上级DCS只需根据工艺情况给出风压给定信号，ATV1200可以根据风压反馈信号自动调节风机转速以维持所需风压。由于矿渣磨的工艺变化较大，因此节能效果非常明显，平均达到了34％，每年可节约电费上千万元。

四．总结

据统计，我国主要工业产品的能源单耗比世界先进水平高出30％～90％。大量的能源消耗既造成了经济上的极大浪费，同时也因严重污染而造成了极大的社会问题。节能减排已成为摆在我国面前亟待解决的实际问题，同时也成为了政府当前的重要工作之一。节能改造在我国有着非常广阔的前景。而其中，最重要同时也最具可操作性的就是高压大功率电机的节能。因此，ATV1200必将以其先进的性能，可靠的质量，巨大的节能潜力，在各行各业获得越来越广泛的应用。