鐵合金的生產(chǎn)，多數(shù)靠金屬氧化物等礦石還原。這種還原需要在較高溫度下、消耗大量能源才能實(shí)現(xiàn)。電爐作為鐵合金生產(chǎn)的主要設(shè)備,電爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓?strong>直流高壓發(fā)生器經(jīng)煙道進(jìn)入空冷器冷卻再進(jìn)入袋式除塵器。除塵器清下的積塵，由煙塵灰斗排出，凈化后的廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)送入煙囪，排入大氣。除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　電爐煉鐵時(shí)產(chǎn)生的有害物污染主要體現(xiàn)在電爐加料、冶直流高壓發(fā)生器煉、出鐵3個(gè)階段。電爐冶煉一般分為熔化期、氧化期和還原期，其中氧化期強(qiáng)化脫炭，由于吹氧或加礦石而產(chǎn)生大量赤褐色濃煙。在上述3個(gè)冶煉期中，氧化期產(chǎn)生的煙氣量zui大直流高壓發(fā)生器，含塵濃度和煙氣溫度zui高。因此，電爐除塵系統(tǒng)按照氧化期的zui大煙塵排量進(jìn)行設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)zui大風(fēng)量需求的基礎(chǔ)上增加1.1～1.3倍的安全裕度進(jìn)行除塵風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)。整個(gè)冶煉過直流高壓發(fā)生器程中吹氧時(shí)期占30～35%，此時(shí)風(fēng)機(jī)處于較高負(fù)荷運(yùn)行，而其余時(shí)間則處于較低運(yùn)行工況。很顯然，除塵系統(tǒng)的利用率很低且系統(tǒng)效率差。
　　長(zhǎng)期以來，不論電爐處于哪一個(gè)運(yùn)行階段，產(chǎn)直流高壓發(fā)生器生的粉塵大小均使除塵風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行，騰達(dá)西北鐵合金有限公司原采用液力耦合器調(diào)節(jié)，效率低、功耗大、造成大量的電能浪費(fèi)。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)效率成為企直流高壓發(fā)生器業(yè)發(fā)展提高競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段之一。
　　為滿足高壓變頻改造中的變頻器要求，我廠本著安全*、質(zhì)量可靠的方針進(jìn)行認(rèn)真的分析，認(rèn)為采用jd-bp37高壓變頻器完滿足要求，制定出如下技術(shù)方案，此方案具有以下特點(diǎn):
（1） 優(yōu)良的調(diào)速性能，滿足負(fù)直流高壓發(fā)生器載工藝要求;
（2） 良好的節(jié)能效果，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率;
（3） 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟啟動(dòng)，減小啟動(dòng)沖擊，降低維護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命;
（4） 系統(tǒng)安全、可靠，確直流高壓發(fā)生器保負(fù)載連續(xù)運(yùn)行;
（5） 控制方便、靈活，自動(dòng)化水平高。
2　變頻器選型及性能特性
　　設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)電機(jī)容量，及考慮海拔高度，選用高直流高壓發(fā)生器壓變頻器，對(duì)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造，變頻器串在原控制回路中，通過旁路開關(guān)柜來進(jìn)行工/變頻的轉(zhuǎn)換，保持原來的啟停操作方式不變。改造后，通過高壓變頻器，來控制高壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行。
　　電爐的冶煉周期一般為70～85分鐘，其中裝料6～10%，送電熔化25～30%，吹氧30～35%，還原期15～20%，沖渣出鐵6～8%。在不同的生產(chǎn)工藝階直流高壓發(fā)生器段，電爐產(chǎn)生的煙氣量和煙氣溫度不同，且差異較大。加料過程中，主要是裝料時(shí)廢鋼及渣料產(chǎn)生的揚(yáng)塵，需要的除塵風(fēng)量不大，要求粉塵不擴(kuò)散，不污染電爐周邊工作環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)。送電過程中是原料送電拉弧加熱，引發(fā)可燃廢棄物燃燒產(chǎn)生廢氣。此時(shí)，電爐需要將爐料加熱至熔化狀態(tài)直流高壓發(fā)生器，要求煙塵能夠及時(shí)排出，又不能過多的帶走爐體熱量以保證煉鋼周期。而在吹氧期間，不僅要求除塵系統(tǒng)能夠及時(shí)迅速的將廢氣和粉塵排走，又必須保證爐體有合適的吹煉溫度，確保終點(diǎn)溫度。因此，對(duì)除塵系統(tǒng)要求較高。進(jìn)入還原期，吹氧告一段落，粉塵度再一次降低。在沖渣出直流高壓發(fā)生器鋼時(shí)，主要排放物是沖渣產(chǎn)生的水蒸汽和少量廢氣。
　　通過對(duì)冶煉工藝的分析:電爐在煉鐵過程的不同階段對(duì)除塵風(fēng)量的大小有明顯的不同，以吹氧冶煉為zui大，加料除塵為zui低。鑒于電爐除塵系統(tǒng)中除塵風(fēng)機(jī)的運(yùn)直流高壓發(fā)生器行方式和設(shè)備特點(diǎn)，對(duì)除塵風(fēng)機(jī)的控制選用山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的，適合驅(qū)動(dòng)高壓異步電動(dòng)機(jī)的jd-bp37-800f型變頻器。
2.1　主要技術(shù)性能指標(biāo)
（1）額定輸入電壓，6kv（-20%～+15%）;
（2）輸入頻率，45 ～ 55hz;
（3）輸入方式，36脈沖二極管全波整流輸入;
（4）輸出方式，每相直流高壓發(fā)生器6單元 載波移相 正弦波脈寬調(diào)制輸出;
（5）輸入功率因數(shù)，大于0.96（額定負(fù)載時(shí)）;
（6）效率（含變壓器），大于96%（額定負(fù)載時(shí)）;
（7）輸出頻率，0 - 50hz，連續(xù)可調(diào);
（8）頻率分辨率直流高壓發(fā)生器，0.01hz;
（9）過載能力，120%連續(xù)，150%1min;
（10）控制電源，雙路供電，220vac，5kva;
（11）冷卻方式，強(qiáng)制風(fēng)冷;
（12）防護(hù)等級(jí)，ip20;
（13）模擬量輸入，四路，0～5v/4～20ma，任意設(shè)定;
（14）模擬量輸出，直流高壓發(fā)生器兩路，0～5v/4～20ma可選;
（15）開關(guān)量輸入輸出，32入/16出（可按用戶要求擴(kuò)展）;
（16）通訊接口，rs－485接口;
（17）運(yùn)行環(huán)境溫度，0～40℃;
（18）貯存/運(yùn)輸溫度， -40～70℃;
（19）環(huán)境濕度，<90%（20℃時(shí)），不凝露;
（20）安裝海拔高度，<1000m直流高壓發(fā)生器（超過1000m時(shí)，需降額運(yùn)行）;
（21）運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)記錄和輸出、自動(dòng)故障記錄、限流功能、輸出電壓自動(dòng)調(diào)整功能、瞬時(shí)停電自動(dòng)跟蹤功能、單元旁路功能等。
2.2　外形尺寸及安裝要求
變頻器外形尺寸（不含旁路柜）
長(zhǎng)×寬×高= 4600×1200×2300（mm）
旁路柜外形尺寸 直流高壓發(fā)生器
長(zhǎng)×寬×高= 1200×1200×2300（mm）
　　變頻器采用底部進(jìn)出線方式，從正面看，高壓進(jìn)出線孔位于左部旁路柜居后的位置，二次進(jìn)出線電纜孔位于控制柜居前的位置。變頻器應(yīng)安裝在電纜溝上，如圖2所示。

圖2　變頻器安裝圖（側(cè)面）
　　變頻器在正面操作。為了保證操作、維護(hù)的方便性和通風(fēng)散熱效果，變頻器正面距墻距離不小于1.5m，背面和頂部距墻距離不小于1m。
　　室內(nèi)冷卻方式:直流高壓發(fā)生器空調(diào)制冷;墻上安裝排風(fēng)扇;柜頂加風(fēng)罩集中通風(fēng)。
2.3　風(fēng)光變頻器的主要優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)
　　風(fēng)光jd-bp系列高壓變頻器與國內(nèi)外同類產(chǎn)品比較，在產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)、產(chǎn)品質(zhì)量保障措施、系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)和服務(wù)方面，具有以下優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn):
（1）輸入、輸出諧波含量低，輸入功率因數(shù)高。無須濾波器和功率因數(shù)補(bǔ)償，可直接驅(qū)動(dòng)電機(jī);
（2）系統(tǒng)控制電源采用220va直流高壓發(fā)生器c和高壓主電源降壓隔離后雙路供電，系統(tǒng)運(yùn)行更可靠、操作更簡(jiǎn)便?？稍跓o高壓電的情況下檢測(cè)變頻器的輸出及各點(diǎn)波形，便于調(diào)試、檢修及操作人員陪訓(xùn);
（3）冷卻風(fēng)機(jī)采用高壓主電源降壓后直接驅(qū)動(dòng)直流高壓發(fā)生器，風(fēng)機(jī)僅在上高壓電且變頻器開機(jī)后運(yùn)行，避免了冷卻風(fēng)機(jī)啟、停時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)的影響;
（4）功率單元工作電源為外部開關(guān)電源，避免了高壓瞬時(shí)掉電時(shí)對(duì)單元的控制電源的影響;
（5）更適應(yīng)于國內(nèi)電網(wǎng)條件，變頻器工作電壓范圍為（+15%～－20%）un，如6kv系列可穩(wěn)定運(yùn)行于6900v電壓條件下;
（6）瞬時(shí)停電保護(hù)功能。當(dāng)主電源失電后，變頻直流高壓發(fā)生器器控制電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，為單元電容充電，并為單元控制電源供電，直至主電源恢復(fù)，變頻器回到原運(yùn)行狀態(tài)。瞬時(shí)停電時(shí)間典型值為3s（具體時(shí)間可以根據(jù)用戶的系統(tǒng)而定），超過3s變頻器則保護(hù)，檢查停電原因，以免變頻繼續(xù)運(yùn)行而引起事故;
（7）限流功能。避免啟動(dòng)或負(fù)載突然變化時(shí)，使變頻器輸出電流過大而導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作;
（8）操作平臺(tái)采用全中文win系統(tǒng)，運(yùn)行穩(wěn)定，且易學(xué)易用;
（9）結(jié)構(gòu)緊湊;
（10）完善的上位機(jī)控制功能。可與dcs系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊或i/o方式硬連接。
（11）主要器件均采用世界*廠商的成熟產(chǎn)品直流高壓發(fā)生器，產(chǎn)品從元器件至半成品及成品，均實(shí)現(xiàn)100%的嚴(yán)格測(cè)試。各系列產(chǎn)品出廠前均完成100% 72h以上負(fù)載測(cè)試記錄，確保產(chǎn)品的可靠性。
（12）在系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性設(shè)計(jì)方面，我公司直流高壓發(fā)生器擁有獨(dú)享技術(shù):一種使電解電容延長(zhǎng)一倍使用壽命的裝置。
（13）有較強(qiáng)的工程設(shè)計(jì)能力和溝通意愿，能根據(jù)用戶現(xiàn)場(chǎng)條件和控制要求量身定做，及時(shí)滿足用戶的不同需求;
（14）功率單元模塊化設(shè)計(jì)，可以互換直流高壓發(fā)生器，維護(hù)簡(jiǎn)單;
（15）二次接線模塊化設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)接線簡(jiǎn)單，安裝周期短。
2.4　一次回路的工作原理
　　一次回路由進(jìn)線柜（旁路柜）、變壓器柜、變頻單元柜和操作控制柜組成。旁路柜在變頻器維護(hù)過程中或變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，將電機(jī)投入到工直流高壓發(fā)生器頻電網(wǎng)運(yùn)行，保證生產(chǎn)不受影響。
　　變頻運(yùn)行時(shí)，變頻器為電機(jī)提供全面的保護(hù)。
　　手動(dòng)旁路柜（如圖3所示）。

圖3　變頻器安裝圖（側(cè)面）
　　圖3所示的旁路柜中，共有3個(gè)高壓隔離開關(guān)，為了確保不向變頻器輸出端反送電，k2與k3采用電磁互鎖操動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電磁互鎖。當(dāng)k1、k3閉合直流高壓發(fā)生器，k2斷開時(shí)，電機(jī)變頻運(yùn)行;當(dāng)k1、k3斷開，k2閉合時(shí)，電機(jī)工頻運(yùn)行，此時(shí)變頻器從高壓中隔離出來，便于檢修、維護(hù)和調(diào)試。
　　旁路柜必須與上級(jí)高壓斷路器dl連鎖， dl合閘時(shí)，不允許操作旁路隔離開關(guān)與變頻輸出隔離開關(guān)，以防止出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，確保操作人員和設(shè)備的安全。
（1） 合閘閉鎖:將變頻器“合閘允許”信號(hào)與旁路柜“工頻投入”信號(hào)并聯(lián)后，串聯(lián)于高壓開關(guān)合閘回路。在變頻投入狀態(tài)下，變頻器故障或不就緒時(shí)，上級(jí)高壓開關(guān)（斷路器dl）合閘不允許;旁路投入狀態(tài)時(shí)，合閘閉鎖無效。
（2） 故障分閘:將變頻器“高壓分?jǐn)?rdquo;信號(hào)直流高壓發(fā)生器與旁路柜“變頻投入”信號(hào)串聯(lián)后，并聯(lián)于高壓開關(guān)分閘回路。在變頻投入狀態(tài)下，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，分?jǐn)嘧冾l器高壓輸入;旁路投入狀態(tài)下，變頻器故障分閘無效。
（3） 保護(hù):保持原有對(duì)電機(jī)的保護(hù)及其整定值不變。
2.5　二次回路及控制
　　控制系統(tǒng)由控制器，plc和人機(jī)界面組成?？刂破饔?strong>直流高壓發(fā)生器三塊光纖板，一塊信號(hào)板，一塊主控板和一塊電源板組成。
　　光纖板通過光纖與功率單元傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)，每塊光纖板控制一相的所有單元。光纖板周期性向單元發(fā)出脈寬調(diào)制（pwm）信號(hào)或工作模式。單元通過光纖接收其觸發(fā)指令和狀態(tài)信號(hào)，并在故障時(shí)向光纖板發(fā)出故障代碼信號(hào)。
　　主控板采用高速單片機(jī)，完成對(duì)電機(jī)控直流高壓發(fā)生器制的所有功能，采用正弦波載波移相方式產(chǎn)生脈寬調(diào)制的三相電壓指令。通過rs-232通訊口與人機(jī)界面主控板進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，提供變頻器的狀態(tài)參數(shù)，并接受來自人機(jī)界面主控板的參數(shù)設(shè)置。
　　人機(jī)界面為用戶提供友好的全中文操作界面，負(fù)責(zé)信息處理和與外部的通訊，可選上位監(jiān)控而實(shí)現(xiàn)變頻器的網(wǎng)絡(luò)化控制。通過主控板和plc采集直流高壓發(fā)生器的數(shù)據(jù)，計(jì)算出電流、電壓、功率、運(yùn)行頻率等運(yùn)行參數(shù)，提供記錄功能，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的過載、過流進(jìn)行報(bào)警和保護(hù)。通過rs-232通訊口與主控板連接，通過rs-485通訊口與plc連接，實(shí)時(shí)監(jiān)控變頻器系統(tǒng)的狀態(tài)。
　　plc用于變頻器內(nèi)部開關(guān)信號(hào)以及現(xiàn)場(chǎng)操作信號(hào)直流高壓發(fā)生器和狀態(tài)信號(hào)的邏輯處理，增強(qiáng)了變頻器現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的靈活性。plc有處理4路模擬量輸入和2路模擬量輸出的能力，模擬量輸入用于處理來自現(xiàn)場(chǎng)的流量、壓力等模擬信號(hào)或模擬設(shè)置時(shí)的設(shè)置信號(hào);模擬輸出量是頻率給定信號(hào)。

圖4　高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 （以6單元的為例）
　　其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4示。由移相變壓器，功率單元和控制器組成。風(fēng)光6kv高壓變頻器，變壓器有18組付邊繞組，分為6個(gè)功率單元 / 相，三相共18個(gè)直流高壓發(fā)生器單元，采用36脈沖整流，輸入端的諧波成分遠(yuǎn)低于國標(biāo)規(guī)定。

2.5.1　控制方式
風(fēng)光變頻器有三種控制方式:
（1）本地控制:從變頻器操作界面控制電直流高壓發(fā)生器機(jī)的啟動(dòng)和停機(jī)，并能完成變頻器的所有控制;
（2）遠(yuǎn)程控制:通過內(nèi)置plc接受來自現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量控制;
（3）上位控制:通過rs-485接口，采用prpfibus通訊協(xié)直流高壓發(fā)生器議，接收上位dcs系統(tǒng)的控制;或與dcs硬連接。
2.5.2　速度設(shè)置方式（或閉環(huán)運(yùn)行時(shí)的給定方式）:
風(fēng)光變頻器有多種速度設(shè)置方式，在閉環(huán)運(yùn)行時(shí)，速度設(shè)直流高壓發(fā)生器置方式即為被控量的給定方式:
（1） 本地設(shè)置:通過薄膜式液晶屏設(shè)置運(yùn)行頻率;
（2） 模擬設(shè)置:接收dcs系統(tǒng)0～10v或4～20ma模擬信號(hào)設(shè)置運(yùn)行頻率或被控量給定值;
（3） 通訊設(shè)置:通過通訊方式接收來自dcs系統(tǒng)的運(yùn)行頻率或被控量給定值;
（4） 多檔設(shè)置:通過開關(guān)量設(shè)置多檔運(yùn)行速度或被控量給定值;
（5） 閉環(huán)調(diào)節(jié):由pid自動(dòng)設(shè)置運(yùn)行頻率。
2.5.3　運(yùn)行方式
風(fēng)光變頻器有開環(huán)和閉環(huán)兩種運(yùn)行方式。
（1） 開環(huán)運(yùn)行:變頻器以設(shè)置頻率輸出。頻率（或直流高壓發(fā)生器稱速度）的設(shè)置方式有本地設(shè)置、模擬設(shè)置、通訊設(shè)置和多檔設(shè)置。
（2） 閉環(huán)運(yùn)行:對(duì)一個(gè)運(yùn)行參數(shù)（如流量、壓力、溫度等，簡(jiǎn)稱被控量，此處以壓力為例）實(shí)現(xiàn)跟蹤控制。閉環(huán)運(yùn)行時(shí)，實(shí)際壓力信號(hào)來自于現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，而壓力期望直流高壓發(fā)生器值有3種設(shè)置方式，分別為本地設(shè)置、模擬設(shè)置、通訊設(shè)置。
2.5.4　對(duì)外接口
（1） 模擬量輸入:2路，4～20ma 或0～5vdc 。4～20ma時(shí)輸入阻抗250ω，0～5vdc電壓輸入時(shí)輸入阻抗≥10mω。用于接收速度設(shè)置或被控量設(shè)置的模擬信號(hào)。
（2） 模擬量輸出:2路，4～20ma 或0～5vdc輸出。4～20ma輸出時(shí)zui大阻抗500ω，0～5vdc電壓輸出時(shí)zui小阻抗5000ω。以模擬方式輸出變頻器的運(yùn)直流高壓發(fā)生器行速度、變頻器的輸出電流等變量。
（3） 數(shù)字量輸入:32路，光電隔離，隔離電壓500vac。接收遠(yuǎn)程控制信號(hào)，速度給定開關(guān)信號(hào)及各開關(guān)狀態(tài)等。
（4） 數(shù)字量輸出:16路，中間繼電器隔離，隔離電壓750vac，接點(diǎn)容量。輸出變頻器狀態(tài)，控制主電源開斷等。
（5） 通訊接口:rs-485，profibus通訊規(guī)約，實(shí)現(xiàn)與上位系統(tǒng)的通訊。
控制接線如附表所示。
附表　控制接線編號(hào)


2.5.5　全中文windows人機(jī)界面
　　全中文windows人機(jī)界面如圖5所示。

圖5
主界面如下:
參數(shù)設(shè)置界面（如圖6所示）。

圖6　人機(jī)界面
3　工作原理
　　風(fēng)光變頻器采用先進(jìn)的功率單元串聯(lián)疊波（又稱功率單元多重化結(jié)構(gòu)）方式、正弦波pwm調(diào)制方法，利用成熟的低壓變頻器技術(shù)和功率器件igbt，從原理上保證了系統(tǒng)的可靠性，并使變頻器的輸入輸出波形得到極大改善，在美國該方式變頻器號(hào)稱無諧波。
　　功率單元和控制系統(tǒng)之間采用光纖通訊，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電間的*電氣隔離，提高了整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力。
4　單元旁路及冗余設(shè)計(jì)
　　為了zui大限度滿足試驗(yàn)連續(xù)運(yùn)行的要求，本系統(tǒng)提供兩種旁路運(yùn)行方式:單元旁路和工頻旁路。
4.1　單元旁路
　　運(yùn)行過程中，若某個(gè)功率單元發(fā)生可旁路性故障（如單元過熱、單元過流、igbt故障等），系統(tǒng)將自動(dòng)旁路掉故障單元及另外兩相相同位置的單元。單元旁路后，因每相串聯(lián)單元數(shù)減少，變頻器將降容運(yùn)行（輸出額定電流不變，直流高壓發(fā)生器額定電壓降低）。此時(shí)，若變頻器運(yùn)行頻率較低，單元旁路不對(duì)變頻器運(yùn)行造成任何影響。
　　功率單元采用晶閘管作為旁路器件，整個(gè)旁直流高壓發(fā)生器路過程是微秒級(jí)的，不會(huì)對(duì)運(yùn)行產(chǎn)生沖擊。因此，旁路直流高壓發(fā)生器是無擾動(dòng)的。
　　變頻器單元旁路運(yùn)行時(shí)，將給出輕故障報(bào)警信號(hào)。在條件允許的情況下，用戶應(yīng)盡快使變頻器退出運(yùn)行，更換故障單元。
4.2　工頻旁路
　　當(dāng)變頻器發(fā)生重故障無法繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，變頻器將立即分?jǐn)喔邏狠斎?，系統(tǒng)自動(dòng)將電機(jī)投入工頻運(yùn)行，以確保生產(chǎn)的連續(xù)性。
　　從上述幾點(diǎn)可以看到，首先風(fēng)光直流高壓發(fā)生器變頻器是穩(wěn)定可靠的，其次，即便變頻器出現(xiàn)故障，仍可以通過相應(yīng)手段保證電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成影響。
5　風(fēng)機(jī)的特性及節(jié)能效益分析
　　風(fēng)機(jī)是一種平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速n與風(fēng)量ｑ、風(fēng)壓ｈ及風(fēng)機(jī)軸功率的關(guān)系為：
ｑ1＝ｑ2（n1/n2）、h1＝h2（n1/n2）2、ｎ1直流高壓發(fā)生器＝n2（n1/n2）3
　　 當(dāng)然轉(zhuǎn)速的下降也會(huì)引起效率的降低及對(duì)附加控制裝置的效率影響等，假定效率為η,一般為80%。
　　采用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)不同風(fēng)量時(shí)消耗的功率為:
p變=n3p1/η
　　原運(yùn)行狀態(tài)風(fēng)機(jī)擋板開度約為70%，變頻改直流高壓發(fā)生器造后，將風(fēng)門全開，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，頻率調(diào)至工頻頻率的70%,頻率按調(diào)至38hz運(yùn)行。
則n= n1/n2=38/50=0.76
（1）201#風(fēng)機(jī)
　　電機(jī)參數(shù)為:
　　p0=800kw u0=6000v i0=89.54a cosφ=0.90
　　原系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行功率為p1≈515kw
　　在變頻低速（38hz）下直流高壓發(fā)生器運(yùn)行時(shí)的功耗為:
　　p變1=n3p1 / η =0.763 ×515/0.80=282kw
　　變頻改造后在吹風(fēng)時(shí)，可以運(yùn)行在38hz，可以滿足生產(chǎn)的需要。
　　變頻改造后在吹風(fēng)時(shí)每小時(shí)節(jié)省電能為:
　　△p= p1－p變2=515－280=235kw
　　根據(jù)電爐每日出鐵四次,每爐平均冶煉時(shí)間4h。
　　共計(jì)節(jié)省電能w=△p×t=235×4=940kw·h
　　按電費(fèi)0.31元/ kw·h，直流高壓發(fā)生器每天4爐，每年300天計(jì)算,
　　節(jié)省電費(fèi):0.31×4×940×300=349680.00元
（2）202#風(fēng)機(jī)
　　電機(jī)參數(shù)為:
　　p0=800kw u0=6000v i0=89.54a cosφ=0.90
　　原系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行功率為p1≈595kw
　　在變頻低速（38hz）直流高壓發(fā)生器下運(yùn)行時(shí)的功耗為:
　　 p變1=n3p1 / η =0.763 ×595/0.80=208kw
　　變頻改造后在吹風(fēng)時(shí)，可以運(yùn)行在38hz，可以滿足生產(chǎn)的需要。
　　變頻改造后在吹風(fēng)時(shí)每小時(shí)節(jié)省電能為:
　　△p= p1- p變2=595-208=387kw
　　根據(jù)電爐每日出鐵4次,每爐平均冶煉時(shí)間4h。
　　共計(jì)節(jié)省電能w=△p×t=直流高壓發(fā)生器387×4=1540kw·h
　　按電費(fèi)0.31元/ kw·h，每天4爐，每年300天計(jì)算,
　　節(jié)省電費(fèi):0.31×4×1540×300=572880.00元
（3）101#風(fēng)機(jī)
　　電機(jī)參數(shù)為:
　　p0=630kw u0=6000v i0=71.62a i1=60a cosφ=0.90
　　原系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行功率p1=1.732×i1×u×cosφ=
　　 1.732×60×6000×0.90≈561kw
　　在變頻低速（38hz）下運(yùn)行時(shí)的功耗為:
　　p變1=n3p1/ η =0.763 直流高壓發(fā)生器×561/0.80=307kw
　　變頻改造后在吹風(fēng)時(shí)，可以運(yùn)行在38hz ，可以滿足生產(chǎn)的需要。
　　變頻改造后在吹風(fēng)時(shí)每小時(shí)節(jié)省電能為:
　　△p= p1－p變2=561－307=254kw
　　根據(jù)電爐每日出鐵4次,每爐平均冶煉時(shí)間4h
　　共計(jì)節(jié)省電能w=△p×t=254×4=1016kw·h
　　按電費(fèi)0.31元/ kw·h，每天4爐，每年300天計(jì)算,
　　節(jié)省電費(fèi):0.31×4×1016×300=377952.00元
（4）102#風(fēng)機(jī)
　　電機(jī)參數(shù)為:
　　p0=800kw u0=6000v i0=89.54a cosφ=0.90
　　原系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行功率為p1≈595kw
　　在變頻低速（38hz）下運(yùn)行時(shí)的功耗為:
　　p變1=n3p1 / η =0.763 ×595/0.80=208kw
　　變頻改造后在吹風(fēng)時(shí)，直流高壓發(fā)生器可以運(yùn)行在38hz，可以滿足生產(chǎn)的需要。
　　變頻改造后在吹風(fēng)時(shí)每小時(shí)節(jié)省電能為:
　　△p= p1- p變2=595-208=387kw
　　根據(jù)電爐每日出鐵4次,每爐平均冶煉時(shí)間4h。
　　共計(jì)節(jié)省電能w=△p×t=387×4=1540kw·h
　　按電費(fèi)0.31元/ kw·h，每天4爐，每年300天計(jì)算,
　　節(jié)省電費(fèi):0.31×4×1540×300=572880.00元
6　結(jié)束語
　　變頻改造后，節(jié)能是主要的，其次還能帶來很多其他的效益。
（1）變頻調(diào)速器其良好的可靠性以及調(diào)速范圍廣且平滑能滿足工藝要求，軟啟動(dòng)，小的啟動(dòng)電流亦可以減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊；
（2）變頻系統(tǒng)各種保護(hù)功能可靠，從而消除直流高壓發(fā)生器了因電機(jī)過載或單相運(yùn)行而燒毀電機(jī)的現(xiàn)象，確保了安全運(yùn)行；
（3）減少了設(shè)備的維護(hù)和維修量，降低了維修費(fèi)用；
（4）減少了調(diào)節(jié)閥門的開關(guān)次數(shù)，降低直流高壓發(fā)生器員工的勞動(dòng)強(qiáng)度；
（5）改造后，精簡(jiǎn)了控制程序，使操作更加方便，提高了生產(chǎn)效率，從而達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。其綜合效益是特別明顯的。