1 引言
大石橋市華信化工有限公司，座落在遼寧省南部大石橋市。這里是聞名世界的菱鎂石產(chǎn)地，被譽(yù)為“中國(guó)鎂都”。這里的硼礦石儲(chǔ)量也位居全國(guó)前列，我公司主要生產(chǎn)硼化物系列產(chǎn)品,由于化工企業(yè)是用電大戶，節(jié)省電費(fèi)已成為公司領(lǐng)導(dǎo)考慮的大事，所以公司領(lǐng)導(dǎo)非常重視節(jié)能產(chǎn)品在公司生產(chǎn)中的應(yīng)用。本文著重介紹深圳市加能電子有限公司生產(chǎn)的ipc-pf-1s能量回饋單元在公司下屬礦山斜井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用情況。
老式傳統(tǒng)的卷?yè)P(yáng)機(jī)械是由繞線式電機(jī)通過(guò)改變耗電的外接電阻獲得不同轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到工作要求的，自從改為變頻運(yùn)行后，雖然取消了耗電的外接電阻，但卻又在變頻器上接入了外接“制動(dòng)電阻”。在幾年的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)踐中，這個(gè)制動(dòng)電阻簡(jiǎn)直讓用戶頭痛，耗電不說(shuō)，還經(jīng)常因制動(dòng)電阻發(fā)高燒而導(dǎo)致電阻及其引線燒斷，造成礦車下行中的跑車現(xiàn)象，因而不得不在控制電路中另加一套直流制動(dòng)裝置。因此我們一直在尋求取代制動(dòng)電阻的新路子。
在礦山斜井中，礦車在下行中由于不斷釋放位能，而使電機(jī)處于一種發(fā)電狀態(tài)，對(duì)于這種“白來(lái)”的電能決不能讓它白白的跑掉！如果讓制動(dòng)電阻又吃掉了那不太可惜嗎！在當(dāng)今能源價(jià)格居高不下的情況，抓住一切有利時(shí)機(jī)節(jié)省每一度電尤為重要。經(jīng)過(guò)我們慎重考慮和多方面調(diào)查，決定采用深圳市加能電子有限公司生產(chǎn)的ipc-pf-1s能量回饋單元，取代原來(lái)的制動(dòng)單元和能耗電阻箱。

2 回饋單元的工作原理及技術(shù)參數(shù)
2.1 能量回饋單元的工作原理
如附圖所示，能量回饋單元的工作原理是把變頻器直流環(huán)節(jié)的電能，變換成一個(gè)和電網(wǎng)電源同頻率同相位的交流正弦波，把電能反饋回電網(wǎng)，再生利用。能量回饋是處理再生發(fā)電的好方法，又是制動(dòng)的好方法，它保證了變頻器的安全，又節(jié)約了能量，同時(shí)也增強(qiáng)了電機(jī)的制動(dòng)功能。

附圖 能量回饋單元的工作原理

2.2 能量回饋單元的技術(shù)參數(shù)
電網(wǎng)允許范圍：300v～460vac,45～66hz；
回饋方式： 正弦波電流方式；
回饋算法： 最小諧波pwm算法；
動(dòng)作電壓： 670v直流，可調(diào)，誤差+/-2v；
制動(dòng)方式： 雙向自動(dòng)電壓跟蹤方式；
反應(yīng)時(shí)間： 2ms以下；
制動(dòng)力矩： max150％額定力矩；
電流畸變： 5％以下；
保護(hù)功能： 過(guò)熱、過(guò)電流、短路；
設(shè)計(jì)工作制： 長(zhǎng)期（duty cycle 15％）；
內(nèi)置電抗器和濾波器。

3 回饋單元的安裝使用情況
我公司下屬的東部礦山對(duì)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)75kw斜井卷?yè)P(yáng)電機(jī)的變頻裝置做進(jìn)一步改造,摘掉了原配”制動(dòng)電阻箱”，進(jìn)行了回饋制動(dòng)單元配套安裝調(diào)試工作。
從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況來(lái)看，回饋制動(dòng)時(shí)最大電流可達(dá)到32a左右，變頻器采用電流比較法的回饋制動(dòng)方式，當(dāng)變頻器的母線電壓高于670v時(shí)，能量回饋單元開(kāi)始工作，讓能量回饋到電網(wǎng)從而保證變頻器能夠正常工作?；仞伒诫娋W(wǎng)的波形比較好，對(duì)電網(wǎng)不造成污染。由于去掉了外接的制動(dòng)電阻箱,大大降低了控制室的環(huán)境溫度,改善了工作環(huán)境,延長(zhǎng)了電機(jī)等設(shè)備的使用壽命。

4 投資回報(bào)及效益分析
安裝了回饋單元后設(shè)備能正常工作，但是節(jié)電效果到底如何，投資的成本何時(shí)才能收回？這些都是直接用戶最關(guān)心的問(wèn)題，于是大家又轉(zhuǎn)入最后的節(jié)電測(cè)試階段。
測(cè)試的主要目的是針對(duì)拿掉“制動(dòng)電阻箱”后到底回收了多少電能。為了得到真實(shí)的測(cè)試效果，在現(xiàn)場(chǎng)共裝了兩塊電度表，一塊單相機(jī)械式電度表，在旋轉(zhuǎn)方向上能給人們以直觀感覺(jué)；另一塊單相電子式電度表，做精確計(jì)算。其中電子式電度表采用河南省金雀電氣集團(tuán)有限公司駐馬店地區(qū)電表廠產(chǎn)dds580型單相電子式電度表，表號(hào)no:057713。主要計(jì)量測(cè)量數(shù)據(jù)如附表所示。

附表 主要計(jì)量測(cè)量數(shù)據(jù)

由附表數(shù)值可知綜合節(jié)電率為20.5%。就是說(shuō)每消耗100kw·h電能，回饋制動(dòng)單元又賺回來(lái)20.5kw·h電能。每晝夜三班作業(yè)平均按90趟次行車，每月按30日計(jì)算，月還電量為：2910.6kw·h，若電費(fèi)單價(jià)為0.55元/kw·h，每月可節(jié)約資金：1，600.83元，14個(gè)半月可收回投資。（由傳統(tǒng)電阻調(diào)速繞線式電機(jī)改為變頻調(diào)速后，已經(jīng)明顯的節(jié)電，本現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定記錄是在由電阻制動(dòng)變頻調(diào)速運(yùn)行的基礎(chǔ)上又額外回收的電能。所以變頻加回饋制動(dòng)是一步到位的最佳解決方案）

5 結(jié)束語(yǔ)
能量回饋單元在礦山斜井變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中安裝后，使變頻器的整體節(jié)電效果有了較大的提高，該產(chǎn)品安裝使用比較簡(jiǎn)單，無(wú)需調(diào)整變頻器的參數(shù)，很適合客戶自行安裝，節(jié)電率比較理想，可以在礦山提升機(jī)變頻設(shè)備中推廣使用。