AC80矢量變頻器在氧化鋁生產線中的應用

一、前言

有色金屬行業對變頻器的性能和穩定性要求極高，AC80變頻器在該行業的大面積的成功使用，標志深圳市偉創電氣公司的變頻器的技術水平有了極大的提高。在實際應用中，AC80變頻器與國外變頻器相比毫不遜色，在氧化鋁行業成功地替代了國外品牌變頻器，性價比突出，而且環境耐受能力較國外品牌變頻器更高。

二、氧化鋁生產流程

從鋁礬土礦石生產出合格的氧化鋁需要經過原料、溶出、沉降、分解、焙燒等幾大生產流程，按工藝流程的次序組織為原料、溶出、沉降、分解、焙燒等幾大車間。為充分利用母液，再設置一個蒸發工序車間。原料車間用以制備粒度、成份比例等指標都符合要求的原礦漿；溶出車間通過多級預熱套管及壓煮器為原礦漿提供高溫的氧化鋁成份溶出至鋁酸鈉溶液中。沉降車間通過沉降和多次反向洗滌，將料漿中的粗液及附著堿與各種雜質構成的赤泥進行分離，分離出的粗液經葉濾機過濾后制得精液，再送至分解車間與晶種混合，逐級進入各分解槽進行降溫、攪拌，以充分析出氫氧化鋁，析出的氫氧化鋁漿液經分級后細料進種子過濾制備晶種，粗料送焙燒車間經過濾后進行高溫焙燒，最終制得成品氧化鋁。蒸發車間用于對循環母液進行濃縮處理，以除去在流程中進入母液中的多余水分，達到工藝要求的母液濃度。

三、氧化鋁生產對變頻器的要求

1、漿泵、進料泵、出料泵等的工作介質是非常粘稠的礦漿，其負載特性接近恒轉矩負載特性。由于某種原因使生產短時停頓，粘稠的礦漿會產生沉降，恢復生產再次起動時，這些泵的起動力矩非常大，因此要求變頻器有足夠大的起動力矩和較高的過載能力。

2、氧化鋁生產線占地的面積很大，其電氣控制設備和變頻器均安裝在配電房內，大部分的電機與變頻器的距離在100～300米，要求變頻器的輸出接上100～300米電纜能夠正常工作。

3、變頻器的輸出含有高次諧波，現場使用的變頻器的數量多，必須考慮諧波對DCS控制系統和現場控制儀表干擾，要求變頻的輸出諧波含量較低，低于國家標GB12668-2.2002、GB12668-3.2003所要求的諧波含量。

4、氧化鋁生產具有連續性，生產過程中因某臺設備故障引起全線停產，將帶來極大的損失，因此，對變頻器的可靠性要求極高。

四、AC80系列變頻器在氧化鋁生產線上的應用

由上可見，氧化鋁生產對變頻器提出了很高的要求，鋁鎂設計院在做設計時，都毫無例外地選用ABB、施耐得、西門子、AB等國外變頻器。近幾年來，國產變頻器技術有了長足的進步，特別是偉創矢量控制變頻器AC80系列的研發成功，極大的提升了國產變頻器的技術水平和應用范圍。其技術性能達到國外變頻器的先進水平，再加上工藝技術和管理水平的提高，完全滿足氧化鋁生產線要求的高性能、高可靠等性能和可靠性要求。且與國外變頻器比較價格較低，在與國外變頻器競爭中有著巨大的優勢。

AC80系列變頻器為深圳市偉創電氣公司自主開發的新一代低噪音、高性能、可靠性高、功能強大的電流矢量變頻器，采用轉子磁場定向的矢量控制方式，實現了對電機大轉矩高精度的控制。其操作面板具有編程、操作、參數復制、熱撥插功能，大大方便了操作人員對參數的修改（僅對一臺變頻器設置參數，其它均可進行參數復制，減少調試過程中的工作量），速定給定可通過端子切換，減少了外部繁瑣的連接線。瞬時掉電時，通過母線電壓控制，實現不間斷運行；還可根據負載特性和環境溫度，自動調整載波頻率。

針對氧化鋁生產對變頻器的主要要求，高性能的AC80無速度傳感器矢量控制變頻器1Hz時的轉矩可達180%，無需閉環運行；考慮到過載因素，在實際應用時電動機的容量會加大一檔，變頻器的容量也適當增大；AC80變頻器采用了多種諧波抑制技術，總諧波含量已低于國家標準?？紤]到整個生產線使用變頻器較多，還需要在變頻器的輸入側加裝輸入電抗器和輸入濾波器，保證在任何情況下都不會對計算控制系統和數字儀表造成干擾；變頻器輸出電纜的限制距離一般在50米內，輸出電纜的長度增加，分布電容和分布電感也相應增加，對某次諧波可能會引起震蕩或形成駐波，這將嚴重影響電動機的運行。設計變頻控制系統時在變頻器的輸出側加裝輸出電抗器或再加輸出濾波器，平抑變頻器輸出的dU/dt尖脈沖。

某中外合資氧化鋁生產企業，其年生產氧化鋁150萬噸，根據生產工藝的要求，選用偉創變頻器制造有限公司自主開發的新一代低噪音、高性能、采用無速度傳感器控制的AC80矢量控制變頻器，對其生產過程的每一道工序提供變頻調速（功率從22kW到450kW），共安裝使用82臺，具體使用工位如下表：

五、結束語