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案例一  有源濾波的改造

工況概述

JH企業(yè)新建項(xiàng)目系統(tǒng)額定電壓380V，所帶非線性負(fù)載為多臺變頻器，總裝機(jī)容量為300kVA，另配有無功補(bǔ)償裝置。

濾波裝置選型

我司根據(jù)變頻器負(fù)載的諧波理論發(fā)生量，并參考類似負(fù)載工況的測試數(shù)據(jù)（如下圖3），確定選用一套ZAPF150/380-A有源濾波裝置進(jìn)行諧波治理。

 

圖3：負(fù)載工況諧波電流頻譜圖

濾波效果

設(shè)備安裝后，經(jīng)現(xiàn)場測試，電流畸變率THDi高達(dá)34.7％，與預(yù)期值基本吻合。裝置投入運(yùn)行后，電流畸變率由34.7％下降到2.6％，如下表和圖4、圖5所示。

	投入前諧波含量	投入后諧波含量
諧波次數(shù)	Ih/I1	Ih/I1
3	1.305%	0.478%
5	32.130%	0.674%
7	11.211%	0.679%
9	0.320%	0.297%
11	7.803%	0.710%
13	3.817%	0.521%
15	0.306%	0.052%
17	3.312%	0.464%
19	2.103%	0.639%
21	0.209%	0.263%
23	1.715%	0.409%
25	1.407%	0.489%
27	0.276%	0.170%
29	1.238%	0.397%
31	1.740%	0.243%
33	0.261%	0.324%
35	0.800%	0.279%
37	1.321%	0.815%
39	0.242%	0.240%
41	0.506%	0.120%
43	1.221%	0.337%
45	0.213%	0.347%
47	0.316%	0.765%
49	1.120%	0.573%
THDi	34.7%	2.613%

 

圖4： 投入前電流波形           圖5： 投入后電流波形

案例二 有源濾波改造案例

工況概述

LT企業(yè)的系統(tǒng)電壓為380V，其負(fù)載為70kW 6脈波相控整流型充電器,電流畸變率高達(dá)77.3%，如下圖6中橙色電流波形及圖7中L1。

濾波裝置選型

根據(jù)測試數(shù)據(jù)（參見圖6和圖7）計(jì)算，實(shí)際諧波電流約72A，選擇一套ZAPF-75/380-A有源濾波裝置，采用負(fù)載側(cè)安裝方式。

濾波效果

有源濾波裝置投運(yùn)后，網(wǎng)側(cè)電流得到了很好的改善，如下圖6和7。在圖6中，橙色曲線為補(bǔ)償前負(fù)載電流，淺綠色曲線為補(bǔ)償后注入系統(tǒng)的電流。圖7中，L1為補(bǔ)償前電流畸變率，L2為補(bǔ)償后電流畸變率。

         

  圖6： 補(bǔ)償前后電流波形                              圖7：補(bǔ)償前后電流畸變率

案例三   變頻器在制藥行業(yè)應(yīng)用
下面主要針對化工及制藥行業(yè)常見的攪拌器、離心機(jī)生產(chǎn)中的利與弊進(jìn)行分析。

1、攪拌器（發(fā)酵罐、攪拌罐）類負(fù)載
　　攪拌器類負(fù)載也是制藥及化工車間最常見、比較多的負(fù)載，功率規(guī)格較多，從變頻器選型上選擇同等功率的恒轉(zhuǎn)矩變頻器。
2、離心機(jī)類負(fù)載
　　離心機(jī)械屬于大慣量負(fù)載，速度變化較大，一般都要配制動(dòng)單元、制動(dòng)電阻，實(shí)現(xiàn)快速停車。工作周期是反復(fù)短時(shí)制，甚至是正反轉(zhuǎn)的控制。

變頻器在離心機(jī)的典型應(yīng)用

機(jī)器說明

 臥式螺旋過濾離心機(jī)是利用過濾原理分離懸浮液，對含有固相顆粒的懸浮液均可作固液分離或離心脫水，離心機(jī)可配備洗滌功能。

主要特點(diǎn)

臥式螺旋過濾離心機(jī)具有連續(xù)運(yùn)行、自動(dòng)卸料、固相脫水率高、結(jié)構(gòu)緊湊、分離效率高、操作維修方便、占地面積小等特點(diǎn)，它能大大地降低物料熱干燥的成本，甚至可省去干燥程序。因此廣泛適用于化工、食品、化纖、制鹽、制堿等行業(yè)作懸浮液固液分離和脫水。

控制工藝要求及電氣控制方案

用PLC控制變頻器轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩控制方案，主要針對主機(jī)和副機(jī)的控制，主機(jī)和副機(jī)共直流母線如下圖：
1-主變頻器；2-主電機(jī)；3-離心機(jī)；4-差速器；5-副電機(jī)；6-副變頻器；

離心機(jī)3由主電機(jī)2驅(qū)動(dòng)，差速器小軸和副電機(jī)5同軸連接。主、副電機(jī)的轉(zhuǎn)速由變頻器1、6控制，二臺電機(jī)的直流母線并連，三相電源輸入主變頻器1。  

 
        在螺旋滯后時(shí)，再生的能量送到副變頻器的直流母線上，由于主、副變頻器的直流母線并連，該能量就經(jīng)過主變頻器被主電機(jī)利用。

        當(dāng)多臺離心機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，減少了制動(dòng)單元的重復(fù)配置，且中間直流母線的電壓恒定，電容并聯(lián)的儲能容量更大，減少對電網(wǎng)的影響引起的波動(dòng)，多個(gè)變頻器所產(chǎn)生的不同次諧波干擾亦可以相互抵銷；此外，并聯(lián)冗余也可以增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性

離心機(jī)環(huán)境要求：

        離心機(jī)設(shè)備多運(yùn)行于潮濕、污染嚴(yán)重或腐蝕性，變頻器必須體現(xiàn)高穩(wěn)定性、高可靠性，且對控制元件進(jìn)行防腐加厚涂層處理，才能在惡劣環(huán)境中長期運(yùn)行。

變頻器產(chǎn)品需求及機(jī)會(huì)：

　變頻器產(chǎn)品全系列支持共直流母線的應(yīng)用，順應(yīng)該行業(yè)中的高端需求；并且可以擴(kuò)展DP通訊卡，也使得該產(chǎn)品與離心機(jī)控制系統(tǒng)中常見的SIEMENS的PLC之間的控制模式選擇更加靈活。從而有更好的合作空間。