莱芜钢铁集团设备检修中心 山东 莱芜 271104
摘要：随着变频调速技术的发展，变频器的应用也越来越广泛，小到配料宽带料流的调节，大到烧结主抽风机的风量调节，到处都有变频器的身影，变频调速技术在冶金行业中已经得到了广泛的应用。本文主要介绍变频调速技术的优点，以及变频调速技术在冶金行业中的几个典型应用。
关键字：变频器 节能 调速 冶金
0 前言
电动机在工频直接启动时电流值会达到5—6倍的电机额定电流，电流值的增大将大大增加电机绕组的电应力，并产生热量而降低电机的寿命，而变频调速则可以在零速零电压启动（当然可以适当加转矩提升），一旦频率和电压的关系建立变频器就可以按照∕F或矢量控制方式带动负载进行工作。使用变频调速能充分降低启动电流，提高绕组承受力，最直接的好处进一步降低电机的维护成本，电机的寿命相应的提高。
1 变频调速技术原理
异步电动机的转速表达式：
n=60 f（1-s）/p （1.1）
其中：n异步电动机的转速, f异步电动机的频率, s电动机转差率, p电动机极对数。
由式（1.1）可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频控制系统就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
改变频率和电压是最优的电机控制方法， 如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机出于过电压（过励磁），导致电机可能被烧坏，因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压，例如：为了使电机的旋转速度减半，把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz，这时变频器的输出电压就需要从400改变到约200。输出频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高只能是等于电机的额定电压。
2 变频调速技术的优点
变频调速的优点主要表现在以下四个方面
2.1软启动
一般交流电动机的启动电流为电动机标定电流的6～7倍，变频调速启动电流不超过电动机的标定电流，大大延长了电机的使用寿命。
2.2节能
在皮带机上采用变频器后的节能效果主要体现在系统功率因数和系统效率两个方面：
2.2.1提高系统功率因数
通常情况下，传送用电机在设计过程中放的裕量比较大，工作时绝大部分不能满载运行，电机工作于满电压、满速度而负载经常很小，也有部分时间空载运行。电机只有在接近满载时才是效率最高、功率因数最佳，轻载时降低，造成不必要的电能损失。这是因为当轻载时，定子电流有功分量很小，主要是励磁的无功分量，因此功率因数很低。采用变频器驱动后，在整个传动过程中功率因数达0.9以上，大大降低了无功功率。
2.2.2提高系统效率
采用变频器驱动之后，电机与减速器之间是直接硬联接，中间减少了液力耦合器这个环节。而液力耦合器本身的传递效率是不高的，且主要是通过液体来传动，液体的传动效率比直接硬联接的传动效率要低许多，因而采用变频器驱动后，系统总的传递效率要比液力耦合器驱动的效率要高5%～10%。
3 变频调速技术在冶金行业中的典型应用
3.1变频调速技术在配料电子秤皮帶上的应用
配料系统是冶金行业生产的关键环节，配料系统精度的高低直接决定生产的质量和数量。在烧结系统中，配料系统一般由多个料仓和多条配料皮带组成，每个配料仓可存取不同的物料，为更好的满足生产需要，多种物料间要保持恒定的重量配料比，而混合配料流的总流量保持稳定。要实现粉状固体物料的精确配比，不仅要实现对不同的物料准确称量，更重要的是要及时根据皮带秤数据的高低及时调节物料流量的大小，要实现对物料流量的及时调节，就需要采用变频调速控制技术。变频调速控制原理图如图3.1所示。
电子秤皮带机在自动位控制时，可以通过PLC通讯卡与电脑实现通讯，时时显示皮带机运行频率，并能根据皮带秤料流大小，及时通过电脑屏幕改变皮带机的运行频率，保持多种物料之间恒定的重量配料比，以及保持混合配料流的总流量的稳定。
4 结语
随着变频调速技术的发展，变频调速技术越来越多地应用到冶金行业中，不仅更好地满足了冶金行业生产的需求（特别是一些对电机转速有严格要求的场合），而且大大延长了电机的使用寿命，提高了电机传动系统的功率因数和效率，达到了节能目的。
声明：
“变频调速技术在冶金行业中的应用” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：曹元鹏 郇秀伟
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