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案例頻道摘 要：在傳統的火力發電廠鍋爐吹灰器控制中，吹灰器的電機一般采用接觸器控制，在啟動前進和前進到位后退時，電機直接啟動，對于普通吹灰器影響不大，但對于長伸縮式吹灰器，因吹灰槍管過長，電機直接啟動速度變化快，會造成槍管晃動，這種晃動會使槍管有撞擊鍋爐水冷壁的風險，給鍋爐運行造成安全隱患。使用英威騰Goodrive200A變頻器來控制吹灰器電機，可實現柔性啟動，并能根據吹灰器的運行需要設置加減速時間、正反轉死區時間，實現長伸縮式吹灰器平穩運行！本文以湖北某公司長伸縮式吹灰器控制為例，介紹了英威騰電氣股份有限公司開發的Goodrive200A系列變頻器在吹灰器控制中的應用。
關鍵詞：Goodrive200A 長伸縮式吹灰器 啟動停止加減速控制 正反轉死區時間
一、 引言
在傳統的火力發電廠鍋爐吹灰器控制中，吹灰器的電機一般采用接觸器控制，在啟動前進和前進到位后退時，電機直接啟動，這一控制方式存在著很多局限和不足，特別是對于目前1000WM機組火力發電廠鍋爐使用的超過16米行程的長伸縮式吹灰器控制，啟動停止及正反轉切換時，電機速度突變，槍管太長造成晃動很大，嚴重影響安全運行。
為了解決接觸器控制電機的不足，擬采用變頻器控制吹灰器電機來進行升級改造，使長伸縮式吹灰器能安全平穩運行，對保障火力發電廠安全發電有重要意義！
圖 1 湖北某公司的HX-HMI系列鍋爐吹灰控制系統示意圖
圖 2 湖北某公司生產車間的長伸縮式吹灰器外形圖
二、控制要求
本文以 英 威 騰 變 頻 器 在對原以接觸器控制進行升級發行為例進說明具體要求如 下 ：
a) 原吹灰器控制運行時晃動量約為150mm，前進到位后退瞬間晃動量約為200mm。
b) 吹灰器電機功率為2.2KW，每臺鍋爐有長伸縮式吹灰器約50臺左右。
c) 因吹灰器同一時間只運行2臺，變頻器需要進行一拖多控制（一般為一拖四），每臺鍋爐所需要變頻器20多臺，集中安裝在動力柜內。
d) 啟動和停止加減速時間需要根據運行要求進行設置，控制晃動量120mm以內。
e) 正反轉切換時需要柔性轉換，死區時間能進行設置，控制晃動量100mm以內。
改造前，對原接觸器控制吹灰器原理進行分析：
圖 3 湖北華興公司吹灰器本體接線示意圖
1、電機主回路
吹灰器需要前進和后退，這就需要電機能夠正轉和反轉，通過二個接觸器對電機相序進行調換，控制電機進行正反轉，實現吹灰器進退伸縮運動。
圖 4 普通吹灰器采用接觸器控制的動力主回路
2、控制原理簡述
在吹灰器前極限位置和后極限位置，安裝有行程開關，在本體接線盒中安裝有控制開關、前進和后退按鈕。將控制開關撥到ON位置，按下前進按鈕，持續5秒鐘，前進接觸器吸合，吹灰器電機開始正轉，吹灰器開始前進，離開后行程開關，前進接觸器通過后行程開關自鎖吸合，當吹灰器前進到前行程開關后，前行程開關常閉觸點斷開，前進接觸器彈起，吹灰器電機停止正轉，同時，后退接觸器吸合，并通過后限位常閉觸點自鎖，吹灰器電機開始反轉，當吹灰器后退到后行程開關時，后行程開關常閉觸點斷開，使后退接觸器彈起，吹灰器電機停止工作。
圖 5 普通吹灰器采用接觸器控制的控制回路
3、使用英威騰變頻器升級改造后的主動力回路
圖 6 升級后的英威騰變頻器一拖多動力回路
4、使用英威騰變頻器升級改造后的變頻器控制回路
圖 7 升級后的英威騰變頻器控制回路
三、英威騰 Goodrive200A 系列變頻器介紹
Goodrive200A 變頻器是深圳市英威騰電氣股份有限公司新開發的一款高性能閉環矢量變頻器，具有優異的矢量控制性能，實現轉矩控制、速度控制的一體化，能滿足不同客戶多種應用需求。同時，Goodrive200A變頻器具有超出同類產品的防跳閘性能和適應惡劣電網、溫度、濕度和粉塵能力，極大提高產品可靠性。
1. 產品可實現準確的參數自學習，提供優異的電機驅動性能；
2. 具有先進的開環矢量控制性能，良好的電壓、電流控制技術；
3. 產品設計嚴格遵循IEC國標標準，并通過了CE認證測試；
4. 標配內置RS485通訊接口，支持Modbus通訊協議；易用的上位機軟件，便于監控和調試；
5. 內置選配C3濾波器，可外置選配C2濾波器，EMC性能更優秀，使產品在電磁干擾場合更適用；
6. 30KW（含）以下變頻器內置制動單元，全系列標配可進行參數拷貝的高性能鍵盤，極大方便客戶使用和操作；
7. 產品支持共直流母線方案，支持直流供電模式，可提供直流、能耗、短路和磁通四種制動方式，具有簡易供水、瞬時掉電不停機等多種功能，可較好地滿足客戶各種使用需求；
8. 產品為半書本型結構、獨立風道設計，支持壁掛、法蘭、落地安裝方式，為客戶提供更可靠、更經濟的安裝使用方式。
四、系統接線及調試
整個系統是通過英威騰變頻器為核心，通過獨立的接觸器來實現一拖多的控制。按設計圖紙進行接線；
4.1 系統調試
調試主要要解決的是：在確保長伸縮式吹灰器運行中槍管晃動量最小的前提下，試驗并確定參數的范圍：（因僅為試驗，此次調試使用的變頻器為一拖一控制）
一 .啟動及停止時的加減速時間調試，使槍管平穩啟動旋轉。
二 .正反轉的死區時間調試，使槍管在正反轉切換時，不產生量變晃動。
三 .中途掉電后再啟動時需要反轉，使吹灰器退回至原位。?
圖 8 使用英威騰變頻器控制的長伸縮式吹灰器槍管伸出時照片
原吹灰器控制運行時槍管晃動量約為150mm，前進到位后退瞬間晃動量約為200mm。使用英威騰Goodrive200A變頻器升級改造后，經過調試修改各項參數，使吹灰器在運行中槍管的晃動量保持在100mm以內，特別是在啟動及停止階段，晃動量小于50mm，在正反轉切換時，晃動量在60mm以內。改造后的槍管晃動量小，參數好于預期，調試成功，適合大范圍改造！
圖 9 使用英威騰變頻器控制的調試用臨時控制盒接線照片
4.2 變頻器參數設置：Goodrive200A變頻器部分關鍵參數見表1。
功能瑪 | 功能說明 | 參數值 | 功能瑪 | 功能說明 | 參數值 |
P0.00 | 速度控制模式 | 2 | P1.06 | S曲線結束段減速時間 | 0.2 |
P0.01 | 運行指令通道選擇 | 1 | P1.13 | 正反轉死區時間 | 0.5 |
P0.11 | 加速時間 | 3 | P1.14 | 正反轉切換模式 | 2 |
P0.12 | 減速時間 | 1 | P1.21 | 停電再啟動選擇 | 1 |
P0.13 | 運行方向選擇 | 0 | P5.01 | S1端子功能選擇 | 1 |
P1.02 | 起始頻率保持時間 | 0.2 | P5.02 | S2端子功能選擇 | 2 |
P1.05 | 加減速方式選擇 | 1 | P5.03 | S3端子功能選擇 | 16 |
P1.06 | S曲線開始段加速時間 | 0.3 | P5.04 | S4端子功能選擇 | 17 |
表1：Goodrive200A 主要參數設置情況表
英威騰Goodrive200A變頻器具有短路 、過載、過壓、缺相、失速等多種保護和故障輸出功能， 能有效保證系統安全高效的運行。 英威騰變頻器功能強大，在長伸縮式吹灰器控制中雖然只用到了少部分功能，滿足了長伸縮式吹灰器安全平穩運行的需求！
五、結束語
英威騰Goodrive200A變頻器在長伸縮式吹灰器控制中的應用，只是使用了英威騰變頻器眾多強大功能中的某一部分，卻使吹灰器槍管晃動從200mm降低到100mm以內，極大的提高了吹灰器運行的平穩可靠性，對火力發電廠鍋爐的安全運行有重大意義！
目前國內的長伸縮式吹灰器普遍還采用接觸器直接啟動電機來控制，使用英威騰變頻器來進行柔性控制，降低運行中的槍管晃動，使長伸縮式吹灰器安全平穩運行，還只是在進行試驗探討，目前在車間調試效果良好。后期需要進一步完善控制方案，英威騰變頻器控制再配合機械設計上的改良，使安全平穩運行的長伸縮式吹灰器，能夠大量運用到火力發電廠中去！
參考文獻
[1] 《英威騰 Goodrive200A系列變頻器 產品說明書》深圳市英威騰股份有限公司
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號