变频器在冶金工业中的应用与维护分析
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【摘 要】变频器对于冶金工业发展有着重要作用与意义，可有效促进冶金生产效率与质量不断提升，并为冶金工业稳定发展提供有力支持。文章主要针对变频器在冶金工业中的应用与维护进行分析，结合变频器与变频技术原理，从冶金工业中变频器的运用、变频器的维护方面进行深入研究与探索，更好的促进冶金工业快速发展与完善。
【关键词】变频器；冶金工业；应用与维护
在社会经济发展作用下，冶金行业快速发展，能源价格也逐渐提升。其中冶金企业大功率电力系统中对于变频器已经有了广泛的使用。同时受到变频调节优势影响，也使得冶金行业人员对于使用变频器已经形成了认可与共识，这为变频器的全面使用创建了良好条件。在客观因素影响下，我国冶金工业控制能力相对较弱，对于变频调节技术的运用也有着较大创新空间。需要行业技术人员，利用科学方法分析冶金工业中变频器的应用与维护，确保冶金行业快速发展。
一、变频器与变频技术原理
所谓变频技术主要就是运用电力半导体元件具有的通断功能确保工频电源逐渐转变为其他频率的控制技术，经常使用交流-直流-交流方法，也就是利用整流桥整流，将三相220V（380V）/50Hz交流电源转变为脉冲式直流电，利用电解电容滤波转变为平滑直流电，这时控制板针对ICBT、IPM以及模板进行科学控制，进而使得平滑直流电转变为三相频率可以转变的交流电。
变频器主要为变频技术的基础与依托，其利用转变供电频率确保电动机运行速率可自行控制[1]。通常情况下，变频器电力可分为控制单元、逆变单元、整流单元、中间直流单元等。其中整流单元属于三相桥模式的不可控整流设备，确保交流电快速转变为平顺的直流电；中间直流单元具有缓冲无功功率、直流电能存储以及滤波等作用，可对整流后形成的直流电实施平滑滤波处理；逆变单元拥有IGBT三相桥式逆变设备，输出PWM波形，主要将直流电利用逆变方法转变为交流电；控制单元对于变频器电路有着较强的控制能力。结合冶金工业生产电压可将变频器划分为高压变频器与低压变频器，结合其使用需求可将其分为通用型变频器、专用高性能变频器、三相变频器与单相变频器。另外结合直流电源特征还可将变频器分为电流变频器与电压变频器。
二、冶金工业中变频器的运用
在冶金企业实际生产期间，炼钢除尘风机、高炉除尘风机、锅炉给水泵、冷轧氢气加压设备等主要利用交流异步电动机实现良好运行，其中何种设备调速范围都相对较大，对于环境保护、冶金技术等也有着直接影响[2]。在传统冶金企业中，风机与水泵等主要设备缺少调速控制结构，通常直接运用工频进行供电，运用风门与阀门对风量、水量等进行调控，这在造成能源浪费的同时，也阻碍了冶金生产效率的提升。若结合现代科学技术，针对风机与锅炉使用高压变频器进行变频调速处理，可从基础上防止电力资源浪费现象的出现。
冶金企业在生产加工过程中，堆取料机、装卸车、副枪以及大规模行车设施有着较为重要的作用与地位，同时这些机械设备都有着较强的位能性负载特征，需要启动转矩相对较大，过载能力较强[3]。而传统设备主要使用直流调速方法，虽然这一技术较为成熟，但实际使用期间具有维护工作强度极高。在现代技术快速发展作用下，设备中的直流调速系统已经全面更换为变频器，而在冶金企业中的冷轧设备与热轧设备中，通过高压变频器进行调速也有了极为广泛的应用。
进行高炉炼铁运行期间，出铁过程不具有连续性，而有着极强周期性，针对除尘分风机使用高压变频器进行变频调速工作，可较好满足节能环保需求。炼制钢铁时，出铁期间经常会产生大量烟尘，这时除尘风机具有较强运行效率，其中可将变频器设定值控制在45Hz上下，当不出铁时应降低除尘风机运行效率，这时其设定值可保持在20Hz上下。这在有效提高除尘效率的同时，也可满足节能环保需求。炼钢电炉运行期间，除尘风机同样需要结合烟尘形成量确保实际风量符合相关需求。
当除尘风机运行效率较大时，会使得锅炉内部出现热量损伤现象，若除尘风机运行效率较小时，会导致炉内温度不断提升，严重时还会对设备造成损坏，而其除尘效率也相对较小。例如：冶金企业转炉通过液压耦合器进行调速期间，通过长时间运行后，低速约为每分钟1200r，这属于高速水平，同时还经常出现失速以及转炉口出现烟尘现象。这时使用变频器在结合实际需求科学调频时防止资源出现浪费现象，还可为设备气道良好运行提供有力保护。
三、变频器的维护
（一）IGBT过流故障
当变频器出现IGBT过流现象时会导致损坏与锁定等问题的出现。通常情况下，引发IGBT过流的主要因素主要为：功率单元中IGBT出现击穿现象、检测电路受到干扰、驱动检测电路出现损伤等[4]。想要促进变频器运行稳定性不断提升，需要根据实际需求制定科学的应对方案防止IGBT过流现象的出现。其中维修人员需要结合解控系统数据信息及时发现相应版块，并掌握功率单元中直流母线的负极与正极情况，使用万用表实施科学检测，以此明确是否存在故障。
（二）电磁感应干扰故障
当冶金企业运用变频器过程中，若变频器运行附近具有干扰因素，会利用电源线、辐射等对变频器内部结构造成损伤，进而出现变频器控制回路出现问题，这时需要有效降低变频器附近干扰因素。减低变频器附近干扰因素主要方法为：针对变频器控制回路空控制圈与接触器安装相应的防冲击设置，最大程度上减低配线与控制回路之间的距离，还可将主电路与控制电路进行隔离处理，并在变频器输出端口添加无线电噪音过滤设备，进而防止高次谐波造成的威胁与影响。
（三）控制通道故障
所谓控制通道故障也就是PWM板与功率单元板中光纤数据传输故障。其主要体现为光纤头出现脱落现象、光纤折断、控制板受到损伤等。若发生控制通道问题时，需要维修人员了解功率单元与控制器哪个出现问题[5]。运用控制器光纤板上功率单元相对应的管线与故障光纤进行替换，若控制界面中故障位置没有发生改变，则证明光纤板出现问题，若控制界面中故障位置发生改变时，就证明功率单元出现问题。
（四）冷却设备故障
散热片与冷却风扇共同组成了变频器冷却系统。其中在各种因素影响下，冷却风扇运行周期较短，若超过运行周期时，就会出现振动与噪音现象，致使变频器IPM温度不断提升并出现跳闸问题。想要促进风扇运行周期快速提升，需要在变频器实际运行期间运用分风扇，不可在开启电源时就使用风扇。
结束语
综上所述，在冶金工业实际生产期间，科学运用变频器在提高行业生产效率的基础上，还可有效控制能源消耗量。但在客观因素影响下，使用变频器时经常会出现相应问题，需要相关工作人员针对冷却设备故障、控制通道故障以及IGBT过流故障等进行关注与重视，进而确保变频器运行效率具有较强稳定性与高效性。
参考文献：
[1]李方园.冶金工业的变频器应用与维护（六）变频器在金属拉丝中的应用[J].自动化博览，2011，28（04）：46-48.
[2]李方园.冶金工业的变频器应用与维护（五）变频器在轧机中的应用[J].自动化博览，2011，28（03）：48-50.
[3]李方园.冶金工业的变频器应用与维护（四）变频器在转炉系统中的应用[J].自动化博览，2011，28（02）：36-38.
[4]李方园.冶金工业的变频器应用与维护（三）变频器在高炉系统中的应用[J].自动化博览，2011，27（01）：48-50.
[5]李方园.变频器在冶金工业中的应用与维护第六讲变频器在金属拉丝中的应用[J].变频器世界，2010（12）：123-125+113.
作者簡介：
何杨帆（1991.09），男 汉族 安徽巢湖人，本科，助理工程师，从事冶金电气；毕业院校：安徽工业大学
（作者单位：韶关钢铁）
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