【IGBT高压变频器在高炉水冲渣系统的应用】
在高炉炼铁过程中，大量熔渣需要通过中压水流进行冷却和分散，并送至水渣池进行回收。为了提高能源利用效率，减少不必要的能耗，韶钢炼铁厂4#高炉的水冲渣系统采用了IGBT直接高压变频器进行水泵调速控制。本文主要介绍了这种国产高压变频器的技术特性和实际应用中的问题及解决方案。
1. 高炉水冲渣系统的需求分析
高炉每天出铁15次，每次出铁前后都需要进行冲渣，期间水泵需满负荷运行。而在非冲渣时段，仅需维持30%的流量以防止管道堵塞。原系统中，全速运行造成显著的能源浪费，因此，寻求节能改造方案显得至关重要。
2. 节能改造方案的选择
基于流量与转速成正比、轴功率与转速立方成正比的机泵工作特性，采用了变频调速技术。在对比了多家国内供应商的技术和经济指标后，选择了成都佳灵电气有限公司的GY-6kV/400kW型IGBT串联直接高压变频器，该设备在技术可靠性、投资成本、体积、安装及维护方面均具有优势。
3. IGBT高压变频器的技术原理与特点
- **主电路简介**：高压电源直接进入变频器，经过整流、平波电抗器和滤波，通过IGBT串联逆变器转换为调频输出，供给高压电机。这种设计简化了高压变频过程，提高了输出效率。
- **主要特点**：
- 使用IGBT串联直接高压二电平结构，解决同步难题，采用独特的压拉动态均压技术。
- 设备体积小，约为同类产品的一半，得益于高性能的HV-IGBT模块。
- 通过直流平波电抗器、功率因素提升电抗器和输出滤波器优化了PWM波形，减小谐波含量，提高功率因素，使输出电压接近正弦波形。
- 解决了共模电压问题，无需额外绝缘措施，可直接使用普通鼠笼式电机。
- 投资成本较低，相比进口设备节省1/3以上费用。
4. 应用问题与解决方案
在实际应用中，变频器采用了开环控制，通过开关量信号控制水泵的高速或低速运行。当需要冲渣时，发送信号启动高速运行；反之，则低速运行。输出频率可根据现场需求调整。此外，由于对调速精度要求不高，未采用闭环控制系统。
综上，IGBT高压变频器在高炉水冲渣系统的应用不仅实现了节能目标，还简化了操作，延长了设备寿命，减少了维护成本。这种技术的应用为高能耗行业的节能改造提供了有效的参考。
