Application d’un convertisseur de fréquence dans une cimenterie

Si l’on se penche sur l’histoire du développement de l’industrie du ciment de notre pays, elle est progressivement passée d’une industrie à petite échelle, technologiquement arriérée et gaspillant des ressources, à une entreprise de gestion moderne à grande échelle, centralisée, économe en énergie et améliorant l’efficacité. Avec ce changement, qu’il s’agisse de l’aspect macro de la tendance à l’économie d’énergie vigoureusement prônée par les politiques nationales, ou des besoins des entreprises elles-mêmes de réduire les coûts de consommation d’électricité et d’augmenter la compétitivité des produits, les économies d’énergie sont devenues un maillon indispensable dans la conception et la construction des cimenteries. Dans le processus de production du ciment, la consommation d’électricité est très importante et les coûts de l’électricité représentent une grande partie du coût de production du ciment. Dans la configuration de l’équipement de traitement de la cimenterie, la puissance du ventilateur de la section de préparation des matières premières et de cuisson du clinker représente environ 40 % de la puissance totale de l’équipement. Par conséquent, la consommation d’énergie des ventilateurs affecte directement le coût de production des cimenteries. La question de savoir si la consommation d’énergie des ventilateurs peut être contrôlée, en particulier la consommation d’énergie des grands ventilateurs, est cruciale pour réduire le coût de production du ciment et améliorer les avantages économiques des entreprises. La pratique a prouvé que l’utilisation d’un convertisseur de fréquence pour contrôler le ventilateur afin d’ajuster le volume d’air peut obtenir des effets d’économie d’énergie significatifs.
À l’heure actuelle, la nouvelle ligne de production à sec est à grande échelle, avec des exigences techniques élevées et des investissements importants, de sorte que le ventilateur à haute température, le ventilateur à circulation et le ventilateur à gaz d’échappement sur la ligne de production sont généralement des moteurs haute tension de haute puissance, et l’application d’onduleurs à haute tension augmente inévitablement. Alors, en application pratique, comment choisir en fonction de la situation réelle du projet ? Quels sont les points à prendre en compte lors de la formulation de schémas et de la conception de plans de construction ? Les questions ci-dessus sont abordées en combinaison avec le principe d’économie d’énergie, la catégorie et le mode d’application de l’onduleur haute tension.

1. Le principe d’économie d’énergie du convertisseur de fréquence haute tension
Ce que l’on appelle « l’économie d’énergie » ne consiste pas seulement à économiser de l’énergie, mais aussi à ne pas gaspiller d’énergie, en termes simples : « Je vous fournirai tout ce dont vous avez besoin ! » Grâce aux lois de base de la mécanique des fluides, on peut voir que les ventilateurs et les équipements de pompe sont tous des charges de couple carrées, et que leur vitesse de rotation n a la relation suivante avec le débit Q, la pression H et la puissance de l’arbre lP Q∝n H∝n2 P∝n3. C’est-à-dire que le débit est directement proportionnel à la vitesse de rotation, la pression est directement proportionnelle au carré de la vitesse de rotation et la puissance de l’arbre est directement proportionnelle au cubique de la vitesse de rotation. Dans la production réelle, le volume d’air du système est souvent ajusté en ajustant la vitesse du ventilateur à haute température. Avec la diminution de la vitesse de rotation, la puissance de l’arbre diminue dans la relation cubique de la vitesse de rotation dans l’état de maintien de l’efficacité du ventilateur (en supposant que la résistance au vent reste inchangée), et l’énergie électrique consommée par le moteur diminue fortement. Par exemple, lorsque le volume d’air tombe à 80 % et que la vitesse de rotation tombe également à 80 %, la puissance de l’arbre tombe à 5 à 1 % de la puissance nominale ; Si le volume d’air tombe à 50 %, la puissance de l’arbre tombera à 13 % de la puissance nominale et son potentiel d’économie d’énergie est très important. Lorsque la pale du déflecteur importée est utilisée pour ajuster, la diminution du volume d’air entraîne une diminution de l’efficacité du ventilateur et une augmentation de la pression d’air, et plus les conditions de fonctionnement s’écartent des conditions de travail nominales, plus l’efficacité est faible. Par conséquent, bien que le volume d’air ait diminué, la puissance de l’arbre du ventilateur et la puissance consommée par le moteur n’ont pas beaucoup changé, ce qui constitue la base d’économie d’énergie pour la régulation de la vitesse de conversion de fréquence du ventilateur.
En termes de régulation de la vitesse du ventilateur, la régulation de la vitesse de l’accouplement hydraulique et la régulation de la vitesse de résistance aux liquides sont plus couramment utilisées. Un accouplement hydraulique est un dispositif de transmission qui utilise un liquide (principalement de l’huile) comme fluide de travail pour transférer de l’énergie à l’aide d’un liquide. En modifiant la plénitude du liquide dans la chambre de travail de l’accouplement hydraulique, le couple transmis par l’accouplement hydraulique et la vitesse de l’arbre de sortie peuvent être modifiés, de sorte que la vitesse de l’extrémité du moteur et de l’extrémité du ventilateur de l’accouplement hydraulique soit incohérente, afin d’ajuster la vitesse du ventilateur à condition que la vitesse du moteur ne change pas, afin d’atteindre l’objectif d’ajuster le volume d’air. Étant donné que l’accouplement hydraulique doit produire une perte de puissance différentielle, une perte de volume et une perte mécanique pendant le processus d’ajustement, la chaleur générée par ces pertes nécessite une grande quantité de fluide de refroidissement pour refroidir, et l’efficacité de transmission de l’accouplement hydraulique est égale au rapport de rotation, et plus la vitesse est faible, plus l’efficacité de l’accouplement hydraulique est faible. Par conséquent, l’effet d’économie d’énergie du couplage hydraulique n’est pas idéal. Il présente principalement les défauts suivants : faible efficacité, perte importante, précision de régulation à basse vitesse, réponse à vitesse lente, vitesse instable, grand glissement, rotation parfois perdue, besoin d’être équipé d’un système d’huile et d’un système de réglage correspondants, faible fiabilité.
Le régulateur de résistance à liquide modifie la résistance dans le circuit du rotor du moteur en ajustant la distance entre les deux plaques dans la résistance à liquide, de manière à modifier le taux différentiel pour atteindre l’objectif de modifier la vitesse du moteur. Étant donné que la bobine du rotor du moteur bobiné est enfilée dans différentes résistances, le taux de différence correspondant est différent. Plus la résistance est grande, plus la vitesse du moteur est faible ; La résistance est nulle et le moteur atteint sa pleine vitesse, ce qui est le principe de base des régulateurs de démarrage à résistance liquide. Étant donné que le régulateur de résistance à liquide doit produire une perte de puissance différentielle et une consommation de chaleur causées par la mise sous tension de la résistance pendant le processus de réglage, l’effet d’économie d’énergie du régulateur de liquide n’est pas idéal. Ses inconvénients sont principalement : la plage de régulation de la vitesse est petite, le maximum est de 2:1 ; En raison de la comparaison entre la vitesse réelle et la valeur réglée pour soulever et abaisser la plaque, dans la pratique, la précision de la régulation de la vitesse est faible, la réponse de la vitesse est lente, la vitesse est instable et elle est facilement affectée par la température. Et dans le processus de régulation de la vitesse, le courant du rotor circulant dans l’électrolyte générera beaucoup de chaleur, qui doit être refroidie par la circulation de l’eau. L’utilisation d’un moteur bobiné, d’une structure complexe, d’une charge de travail de maintenance importante, de la nécessité d’ajouter un câblage de câble de rotor.
Les caractéristiques de la régulation de la vitesse de conversion de fréquence AC sont un rendement élevé, aucune perte différentielle supplémentaire causée par la régulation de la vitesse, une large plage de régulation de vitesse, une haute précision, une régulation de vitesse en continu, et réaliser le démarrage progressif du moteur, prolonger la durée de vie du moteur et réduire l’impact du courant de démarrage sur le réseau électrique. L’utilisation de moteurs à cage d’écureuil avec une structure simple, une durabilité fiable et un entretien facile peut obtenir des effets significatifs d’économie d’énergie, ce qui est un moyen idéal d’économiser de l’énergie dans les ventilateurs.

2. Catégories de convertisseurs de fréquence haute tension
Les onduleurs haute tension, plus pratiques et commercialisés, peuvent être divisés en deux catégories en fonction de leur câblage principal : la conversion de fréquence « AC et AC » et la conversion de fréquence « AC et AC ».
1 .“ Convertisseur de fréquence « Jiao Yi Jiao »
Le convertisseur de fréquence « AC-1-AC » est un convertisseur de fréquence qui utilise des thyristors pour obtenir un courant alternatif direct à courant alternatif sans liaisons CC, également connu sous le nom de convertisseurs de fréquence. Lorsque la tension est inférieure à 3 kV, 12 thyristors sont utilisés dans chaque phase, et 36 dans trois phases ; Lorsque la tension dépasse 3 kV, les thyristors doivent être utilisés en série et les thyristors utilisés doivent être multipliés. Son avantage est qu’il peut être utilisé pour piloter des moteurs synchrones et asynchrones ; couple d’arrêt et de maintien élevés ; forte capacité de surcharge dynamique ; Il peut être utilisé dans quatre quadrants ; Le facteur de puissance du moteur peut être COSφ=1 ; Excellentes performances à basse vitesse ; Large plage de fonctionnement du magnétisme faible ; qualité de couple élevée ; Haute efficacité. Son inconvénient est que le facteur de puissance est lié à la vitesse, et le facteur de puissance est faible à basse vitesse ; La fréquence de sortie maximale est de 1/n de la fréquence d’alimentation (n=2,3,.... ）； Vitesse maximale<500 r／min；网侧谐波大，此类变频器适用于轧钢机、船舶主传动和矿石粉碎机等低速转动设备，不适合在水泥厂应用。
2. Convertisseur de fréquence de type source de courant GTO (SGCT)
Le convertisseur de fréquence de type source de courant utilisant le dispositif d’arrêt automatique GOT (SGCT) dispose d’une grande inductance dans le circuit CC, qui peut jouer un rôle dans la protection du dispositif de commutation. Il peut être utilisé pour la régulation de la vitesse des moteurs asynchrones, avec une plage de puissance de 1,5 ~ 10 MW, une plage de tension de 1,5 ~ 6 kV et une fréquence de sortie allant jusqu’à 220 Hz. Lorsque la tension dépasse 3 kV, les dispositifs d’alimentation doivent être connectés en série. Ses avantages sont appropriés : une faible pulsation de couple peut être obtenue sous la forme d’impulsions PWM ; Fréquence de sortie élevée jusqu’à 220 Hz ; La perte du moteur est faible ; Il peut être utilisé dans quatre quadrants ; Hautes performances dynamiques ; Il peut réaliser une conception sans fusible et une fiabilité élevée ; L’isolation du moteur n’est pas endommagée et la longueur du câble n’est pas limitée. Son inconvénient est qu’il n’est pas adapté à un fonctionnement magnétique faible ; Le facteur de puissance est lié à la vitesse. Lorsque le redressement à thyristors est utilisé du côté du réseau, les harmoniques de courant d’entrée sont importantes et un transformateur d’isolement multiphasé doit être ajouté, et un redressement à 18 impulsions est utilisé pour réduire les harmoniques du côté du réseau, mais si le redresseur PWM est utilisé du côté du réseau, il peut non seulement répondre à la norme harmonique, mais également annuler le transformateur d’isolement. Ce type de convertisseur de fréquence convient aux pompes à eau, ventilateurs, compresseurs, etc.,
3. Convertisseur de fréquence de type source de tension à trois niveaux
Convertisseurs de fréquence à trois niveaux avec HV_IGBT haute tension ou IGCT avec une plage de puissance allant jusqu’à 9 100 kVA, une plage de tension allant jusqu’à 6600 V et une fréquence de sortie allant jusqu’à 150 Hz. Ses avantages sont un rendement élevé et une fréquence de sortie élevée ; Bonnes performances dynamiques et forte capacité de surcharge ; Faible pulsation de couple et faible bruit du moteur ; Configuration diversifiée côté réseau, 12, 18 ou 24 rectifications d’impulsions peuvent être réalisées pour réduire les harmoniques côté réseau ; Il n’y a aucun effet sur l’isolation du moteur et la longueur du câble de sortie est illimitée ; facteur de puissance compatible avec l’onde fondamentale ; Conception sans fusible très fiable. Son inconvénient est que le redresseur à tube secondaire incontrôlable fonctionne dans un seul quadrant et nécessite des mesures supplémentaires pour fonctionner dans quatre quadrants ; Si des dispositifs GTO ou IGCT sont utilisés, des circuits tampons complexes et des circuits de déclenchement de grille sont nécessaires ; La liaison DC nécessite une bobine d’arrêt et un filtre de sortie. Ce type de convertisseur de fréquence convient aux ventilateurs, aux pompes à eau, aux bandes transporteuses, aux concasseurs de minerai, aux laminoirs, aux extrudeuses, aux entraînements de four, etc
4. L’unité est connectée en série au convertisseur de fréquence de type source de tension à plusieurs niveaux
La plage de puissance de l’onduleur de source de tension à plusieurs niveaux de la série d’unités utilisant LV-IGBT basse tension peut atteindre 3 ~ 220 MW et la plage de tension peut atteindre 10 kV. L’avantage est que le contenu harmonique de sortie est très faible, ce qui permet I-ID en l’absence de filtre de sortie<0．3％，堪称“完善无谐波”变频器；极低的转矩纹波和电机噪声；功率因数可达0．95；对电机绝缘无损害，电缆长度无限制；便于冗余设计。其缺点是只能单象限运行；不能进行旁路切换；不能实现无熔断器设计；体积大，笨重；元器件非常多，因而可靠性差；电容器多，易发生漏电问题；功率节点多，增加连接难题；多电平结构的变压器必须和变频器集成在一起，使电气室的空间和散热成为问题；考虑空间要求时，大容量装置只能采用水冷方式。此类变频器适用于风机、水泵，

3. Mode d’application du convertisseur de fréquence haute tension
Dans l’application des onduleurs haute tension dans les cimenteries, la méthode de conversion de fréquence « alternée jusqu’à l’échangeur » est généralement adoptée, et la conversion de fréquence « alternative et non tournée » peut être divisée en méthode « haute, basse et élevée » et mode « haute et élevée ». La méthode « haute, basse et haute » est essentiellement une conversion de fréquence à basse tension, mais il s’agit d’une haute tension provenant des deux extrémités du réseau électrique et du moteur. Cette méthode est un moyen de passer de la conversion de fréquence basse tension à la conversion de fréquence moyenne tension dans le développement de la technologie de conversion de fréquence moyenne tension. En raison de la nécessité d’ajouter des transformateurs, des compensateurs de puissance réactive et des filtres d’harmoniques dans la liaison basse tension moyenne, le contrôle est complexe, la fiabilité est faible, la maintenance est difficile, l’empreinte et le volume de l’équipement sont importants, l’efficacité globale du système est faible et le coût de maintenance et la défaillance de l’équipement seront augmentés en conséquence, et il est actuellement en phase d’élimination progressive. Avec le développement de la technologie de conversion de fréquence moyenne tension, en particulier le développement réussi de nouveaux dispositifs d’arrêt à haute puissance, la conversion de fréquence haute tension directe est le mode « haute et élevée », car il n’y a pas de liaison basse tension intermédiaire, elle a donc un rendement élevé, une boucle principale simple et un fonctionnement fiable, ce qui est le courant dominant des applications de conversion de fréquence haute tension à l’heure actuelle.
1. Système de régulation de la vitesse de conversion de fréquence « haute et basse »
Ce schéma de contrôle de régulation de vitesse consiste à faire passer la haute tension à travers le transformateur abaisseur, de sorte que la tension d’entrée du convertisseur de fréquence puisse être réduite, de sorte que le convertisseur de fréquence AC général des grandes entreprises puisse être utilisé, puis la tension de sortie du convertisseur de fréquence est augmentée à 6 kV à travers le transformateur élévateur pour répondre aux exigences de tension du moteur à courant alternatif, mais ce schéma présente les problèmes suivants :
(1) Le système de conversion de fréquence « haute, basse et haute » doit utiliser 2 transformateurs, qui ont plus de liaisons d’équipement et un encombrement relativement grand, réduisant ainsi l’efficacité, et les transformateurs abaisseurs et élévateurs ne sont pas interchangeables, et le transformateur élévateur doit être spécialement conçu pour affaiblir l’influence des harmoniques supérieures, et le coût augmentera.
(2) La forme d’onde de sortie du système a une grande distorsion et un contenu harmonique élevé, ce qui nécessite une isolation élevée du moteur.
(3) La partie redressement du convertisseur de fréquence dans le système adopte généralement un circuit redresseur de pont triac, le facteur de puissance du convertisseur de fréquence est relativement faible lorsque le moteur fonctionne à basse vitesse, la distorsion de forme d’onde est importante et la partie onduleur utilise principalement 6 impulsions ou 12 impulsions, la distorsion de forme d’onde de sortie est grande et il existe un grand nombre d’harmoniques d’ordre élevé.
(4) Le convertisseur de fréquence du système fonctionne dans un état de basse tension, afin de répondre aux exigences de puissance de sortie, le courant de fonctionnement sera très important et les composants du convertisseur de fréquence doivent souvent fonctionner en parallèle.
2. Système de régulation de la vitesse de conversion à fréquence « haute élevée »
Le système de régulation de vitesse de conversion de fréquence « haute et haute » (également connu sous le nom de système de conversion de fréquence haute tension directe) est une nouvelle génération de système de régulation de vitesse de conversion de fréquence développé avec succès dans les années 90 du 20ème siècle en réponse aux défauts du système de régulation de vitesse de conversion de fréquence « haute, basse et haute ». Ce système résout fondamentalement les problèmes du système de régulation de vitesse de conversion de fréquence « haute, basse et haute », et est une sorte d’équipement de régulation de vitesse de conversion de fréquence avec des performances supérieures, et ses avantages sont :
(1) Ce système utilise généralement des transformateurs L pour s’isoler du réseau électrique, et la sortie du convertisseur de fréquence se fait directement vers le moteur. En raison de l’utilisation d’un circuit de redressement en pont, le facteur de puissance est très élevé dans l’ensemble du processus de régulation de vitesse, et le coS est beaucoup plus grand que O.85, il n’est donc pas nécessaire d’installer un dispositif de compensation de puissance réactive. Et parce que le système de régulation de vitesse de conversion de fréquence « haute une haute » adopte un contrôle de largeur d’impulsion multiple, l’influence des harmoniques supérieures est éliminée grâce à la superposition en série de la sortie du module, et il n’est pas nécessaire d’installer un filtre d’harmoniques.
(2) Simplifiez la structure du circuit principal et du circuit de commande, le convertisseur de fréquence sous le contrôle du régulateur de processeur central, ajustez la quantité de contrôle de la partie redresseur et onduleur, en ajustant la largeur d’impulsion et la fréquence de tension de sortie de l’onduleur, non seulement pour réaliser la régulation de tension, mais également pour réaliser la régulation de fréquence, intégrez le modèle théorique de moteur de haute précision dans le processeur, acquisition à grande vitesse des paramètres d’état du convertisseur de fréquence et du moteur, optimisez le traitement, le régulateur effectue un contrôle par anticipation impartiale, de sorte que l’erreur de contrôle est minimisée, de sorte que l’appareil est de petite taille, léger et de haute fiabilité. Faible encombrement.
(3) Les caractéristiques dynamiques du système sont améliorées, la fréquence de sortie et la tension de l’onduleur dans l’onduleur sont contrôlées et régulées dans l’onduleur, de sorte que la vitesse de réglage est rapide, la fréquence et la tension sont bien coordonnées pendant le processus de réglage et les performances dynamiques du système sont bonnes.
(4) Le système a une bonne forme d’onde pour l’alimentation de la charge. La tension de sortie de l’onduleur et la forme d’onde du convertisseur de fréquence sont proches de l’onde sinusoïdale, ce qui résout le problème de l’échauffement du moteur et de la réduction du couple causé par l’alimentation à onde rectangulaire et améliore les performances de fonctionnement du moteur.
(5) Le convertisseur de fréquence du système fonctionne dans un état de haute tension, les modules d’alimentation sont encapsulés dans le boîtier en carton isolé, qui est facile à démonter et à assembler, et l’utilisateur peut diagnostiquer et trouver en toute sécurité et facilement des défauts dans chaque unité, et l’inspection et la correction du système peuvent être effectuées dans le fonctionnement du convertisseur de fréquence, et l’opérateur peut ajuster les paramètres en ligne.
(6) L’utilisation d’une technologie de contrôle de communication numérique de haute précision, à haut débit et à fibre optique garantit une isolation de tension fiable entre la partie de commande basse tension et la partie moteur haute tension.

4. Conception du schéma du convertisseur de fréquence haute tension
En raison de l’existence de diverses situations et d’exigences différentes dans le projet réel, l’application de la régulation de la vitesse de conversion de fréquence haute tension est également diversifiée, car le mode de conversion de fréquence « haute, basse, élevée » est en phase d’élimination, il est donc principalement destiné à l’application de la méthode de conversion de fréquence « haute et élevée » doit prêter attention à plusieurs aspects qui doivent être discutés.
1. Sélection du schéma de rectification
Le système de régulation de vitesse à l’aide d’un convertisseur de fréquence haute tension est de plus en plus utilisé en raison de son effet évident d’économie d’énergie, de son réglage pratique et de sa facilité d’entretien. Cependant, le problème d’interférence causé par son fonctionnement électrique non linéaire et pulsé a également attiré beaucoup d’attention. Pour un convertisseur de fréquence haute tension, son entrée et sa sortie produiront des harmoniques élevées, et les harmoniques à la borne d’entrée affecteront le réseau public via la ligne électrique d’entrée. D’une manière générale, l’impact des convertisseurs de fréquence sur le système électrique de grande capacité n’est pas très évident, mais pour le système de petite capacité, les interférences générées par les harmoniques ne peuvent être ignorées, il s’agit d’une pollution du réseau électrique public, et l’existence objective d’un préjudice au réseau électrique public et à d’autres systèmes est à peu près la suivante :
(1) Les harmoniques provoquent des pertes harmoniques supplémentaires aux composants du réseau public, réduisent le taux d’utilisation de la production d’électricité, de la transmission et des équipements électriques, et un grand nombre de troisièmes harmoniques surchaufferont la ligne et provoqueront même un incendie lorsqu’elles traverseront la ligne centrale.
(2) Les harmoniques affectent le fonctionnement normal de divers composants électriques. En plus de causer des pertes supplémentaires, l’impact des harmoniques sur le moteur produira également des vibrations mécaniques, du bruit et des surintensités, ce qui entraînera une surchauffe des condensateurs, des câbles et d’autres équipements, le vieillissement de l’isolation, raccourcira la durée de vie et même des dommages.
(3) Les harmoniques provoqueront des résonances locales parallèles et en série dans le réseau électrique public, amplifiant ainsi les harmoniques, ce qui augmente considérablement les dangers ci-dessus et provoque même des accidents graves.
(4) Les harmoniques interfèrent avec le système de communication adjacent, entraînant une diminution de la qualité de la communication, et même une perte d’informations, rendant le système de communication incapable de fonctionner normalement.
Il y a trois idées de base pour supprimer les harmoniques, l’une est d’installer un dispositif de compensation harmonique pour compenser les harmoniques ; La seconde consiste à modifier le dispositif électronique de puissance lui-même afin qu’il ne produise pas d’harmoniques, et que le facteur de puissance puisse être contrôlé comme L ; La troisième consiste à adopter des mesures appropriées dans le réseau électrique pour supprimer les harmoniques. Dans l’exemple d’application du convertisseur de fréquence haute tension, les mesures suivantes sont principalement prises pour obtenir l’effet de suppression des harmoniques, et plusieurs schémas d’application du convertisseur de fréquence haute tension dans la partie rectification sont également produits :
(1) Utilisez un nouveau type de redresseur pour éliminer le transformateur d’isolement. La principale façon de réduire les harmoniques dans les convertisseurs de grande capacité est d’utiliser la technologie de multiplexage. Le redresseur à facteur de puissance élevé utilise principalement un redresseur PWM, qui peut former un convertisseur de fréquence de régulation de vitesse AC à quatre quadrants. Ce convertisseur de fréquence produit non seulement la tension et le courant sous forme d’onde sinusoïdale, mais également le courant d’entrée sous forme d’onde sinusoïdale, et a un facteur de puissance de l, ce qui peut également réaliser une transmission bidirectionnelle de l’énergie, représentant la direction de développement de cette technologie. Lorsque la tension du réseau électrique est la même que celle du convertisseur de fréquence et de la tension du moteur, il est recommandé d’utiliser le schéma de redresseur AC à chaîne de courant latéral + PWM, car le redresseur PWM répond aux exigences harmoniques du réseau électrique tout en fournissant un facteur de puissance approximatif à 1 et optimise les performances de fonctionnement de la conversion de fréquence, ce schéma peut obtenir le meilleur effet de conversion de fréquence avec une efficacité de système élevée, une petite taille d’installation et un faible coût d’utilisation.
(2) Transformateur d’isolement triphasé + filtre harmonique. Dans certains projets où la capacité de l’onduleur représente une petite proportion de la charge totale et où les harmoniques ne sont pas le principal problème, l’utilisation d’un transformateur d’isolement triphasé + redresseur à 6 impulsions + filtre harmonique est la solution la plus économique pour le désaccordage. À ce stade, le transformateur de distribution triphasé du groupe de câblage D-YNll doit être sélectionné pour le transformateur d’isolement afin de s’assurer que la phase EMF est proche de la sinusoïdale, afin d’éviter l’influence de la distorsion de la forme d’onde de phase EMF. Dans de tels projets, s’il existe une restriction particulière sur la taille de l’installation, un réacteur AC approprié peut être installé du côté de l’alimentation pour remplacer le transformateur d’isolement, mais l’effet sur la suppression des harmoniques est faible, les interférences avec le réseau électrique sont importantes et il ne convient qu’aux nouveaux moteurs.
(3) La rectification d’impulsion multiphasée est adoptée. Lorsque la tension du réseau est différente de celle du convertisseur de fréquence et de la tension du moteur, et que la puissance du moteur est importante et que les exigences d’interférence harmonique sont élevées, le schéma de redressement d’impulsions multiphasées convient. Selon différents produits (Rockwell, ABB, Siemens, Robincom, etc.), il existe des schémas de rectification à 12 impulsions, de rectification à 18 impulsions, de rectification à 24 impulsions et de rectification à 30 impulsions ; Les transformateurs d’isolement de support sont également très différents. D’un point de vue pratique, le pont redresseur peut éliminer les 5e et 7e harmoniques en formant une rectification d’impulsions à 12 phases, qui a essentiellement satisfait aux exigences harmoniques du réseau électrique, de sorte que la rectification d’impulsions à 12 phases peut être utilisée en dessous de 900 kW, et la rectification à 18 impulsions, la rectification à 24 impulsions et la rectification à 30 impulsions au-dessus de l 000.kW peuvent répondre aux normes harmoniques requises. Dans le même temps, l’augmentation de la capacité du transformateur d’isolement a également un certain effet sur la suppression des harmoniques et la réduction des interférences avec l’alimentation électrique.
2. Autres précautions
Après avoir déterminé le niveau de tension et le schéma de rectification, le schéma d’application de l’onduleur haute tension a été essentiellement déterminé, et l’étape suivante consiste à comprendre et à étudier les produits de chaque marchand. À l’heure actuelle, les cimenteries de grande et moyenne taille sont plus utilisées dans des marques étrangères bien connues, telles que Rockwell, ABB, Siemens, Robincom, etc., les produits de ces grandes entreprises appartiennent à différentes catégories de convertisseurs de fréquence en termes de principes de fonctionnement, mais en général, ils ont un taux de défaut moyen élevé et peuvent fonctionner de manière stable et fiable, et ont des cas d’application réussis dans l’ingénierie réelle. Ils ont leurs propres caractéristiques en termes de principe de fonctionnement, de composants de puissance, de méthodes de contrôle, de technologie de fabrication, de réduction du taux de défaillance, de performances de maintenance et de configuration du schéma, et peuvent comparer de manière exhaustive les facteurs ci-dessus et divers indicateurs électriques pour finalement déterminer le produit.
Lors de la réalisation de la conception des dessins de construction, il convient de prêter attention aux aspects suivants : lors de la proposition de données de génie civil, il est nécessaire de se référer aux informations détaillées du produit, en fonction de la taille de l’installation, de la charge, du chemin du câble, etc. du convertisseur de fréquence (et du transformateur d’isolement) pour mettre en avant des informations de génie civil appropriées et raisonnables, s’il y a un transformateur d’isolement, il doit être aussi proche que possible de la disposition de l’onduleur, et en même temps, lors de l’aménagement de tranchées ou de chemins de câbles intérieurs et extérieurs, essayez de laisser les câbles d’entrée et de sortie du convertisseur de fréquence utiliser un chemin séparé, en particulier pour éviter les câbles de commande et de signal, Cela minimise les interférences électromagnétiques générées par le fonctionnement du convertisseur de fréquence. Lors de l’aménagement de la salle électrique, l’environnement de travail de l’onduleur haute tension doit être pris en compte. Étant donné que le convertisseur de fréquence est un appareil électronique, il contient des composants électroniques tels que des condensateurs électrolytiques, des cartes de circuits imprimés, des puces, etc., si la température ambiante est trop élevée ou la teneur en poussière est importante, cela affectera sa durée de vie et sa stabilité. Par conséquent, dans la mesure du possible, une salle de convertisseur de fréquence séparée est mise en place, et la dissipation thermique et le traitement anti-poussière sont effectués en même temps, généralement en utilisant les méthodes suivantes :
(1) Méthode de dissipation de chaleur par circulation externe : faites un conduit d’air de dissipation de chaleur, utilisez le ventilateur interne ou le ventilateur d’extraction externe du convertisseur de fréquence pour évacuer la chaleur générée à l’intérieur du convertisseur de fréquence vers l’extérieur, et en même temps reconstituer l’air froid avec une température plus basse de l’extérieur.
(2) Mode de dissipation de chaleur à circulation interne : une fois que la pièce du convertisseur de fréquence est fermée et étanche à la poussière, le climatiseur est installé à l’intérieur, la température de contrôle est comprise entre 20 ~ 25 °C et la capacité de refroidissement du climatiseur est déterminée en fonction de la surface de la pièce et de la génération de chaleur du convertisseur de fréquence.
De plus, il convient de noter qu’il est préférable d’entrer le signal de température et le signal de gaz du transformateur d’isolement dans l’onduleur en tant que signal de verrouillage, lorsque le défaut de température ou de gaz se produit dans le transformateur d’isolement, l’onduleur peut cesser de fonctionner immédiatement, puis envoyer un signal de déclenchement de défaut au dispositif de distribution haute tension du transformateur d’isolement, afin de sauter de l’interrupteur latéral haute tension du transformateur. Cela évite la perte soudaine d’alimentation lorsque le convertisseur de fréquence est en état de marche, ce qui peut endommager les composants internes. De plus, lorsque l’on considère le schéma de circuit principal de conversion de fréquence haute tension dans le nouveau projet, le circuit de secours ordinaire ne peut pas être pris en compte, car si le circuit de secours est pris en compte, en particulier dans le cas d’une grande puissance de moteur, les problèmes suivants se poseront : le courant de démarrage continu du moteur à cage d’écureuil est trop important, l’équipement de démarrage doit être augmenté, l’armoire de distribution, l’armoire de commutation, l’armoire de compensation de capacité et d’autres équipements doivent être ajoutés, l’investissement est considérablement augmenté, les paramètres de protection de l’armoire haute tension doivent également changer, et la boucle principale et la boucle de contrôle sont complexes, augmentant la difficulté de construction et de mise en service. Le convertisseur de fréquence haute tension est devenu un produit de qualité industrielle mature et fiable avec un temps moyen élevé entre les pannes, ce qui est totalement fiable, il n’est donc pas nécessaire d’envisager des boucles de contrôle de secours.

5. En conclusion
La promotion de l’utilisation de convertisseurs de fréquence haute tension dans les projets de cimenterie apporte non seulement des avantages économiques directs générés par les économies d’énergie, mais également d’autres avantages supplémentaires : le démarrage progressif du moteur est réalisé par le convertisseur de fréquence, le courant de démarrage est réduit, l’impact mécanique lors du démarrage est évité et la durée de vie du moteur est prolongée ; Le moteur à cage d’écureuil avec une structure simple, fiable et durable est adopté, ce qui réduit le prix, la charge de travail de maintenance et le coût du moteur. Après l’utilisation de la régulation de la vitesse de conversion de fréquence, la vitesse du moteur est réduite, le déflecteur est complètement ouvert et l’usure est considérablement réduite, ce qui prolonge la durée de vie et réduit les coûts de maintenance de l’équipement. La pression et le volume d’air sont ajustés en fonction de la vitesse de rotation, l’opération est simple et flexible, le temps de réponse est rapide et il est facile de former une boucle de contrôle automatique avec le système DCS, ce qui améliore le niveau de contrôle automatique. Par conséquent, l’utilisation d’onduleurs haute tension dans les cimenteries est une tendance inévitable, et il est à espérer qu’à travers une introduction et une discussion sur les onduleurs haute tension dans cet article, il peut être utile pour les concepteurs d’appliquer des onduleurs haute tension, et d’appliquer scientifiquement et rationnellement les onduleurs haute tension dans l’ingénierie pratique, afin que les onduleurs haute tension puissent jouer un meilleur rôle dans la conservation de l’énergie et l’amélioration de l’efficacité dans l’industrie du ciment.