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    解決方案



    細分行業解決方案
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    離心脫水機應用

    ACI變頻器在離心機、工業脫水機上的應用 

    一.概述

        工業離心機是化工行業主要設備之一,它主要通過離心力作用將固液分離,一般由進料、洗滌、脫水、括刀、卸料等幾個部分, 其中進料、洗滌、括刀、卸料等部分是通過電磁閥、氣動閥控制,離心釜是實現固液分離的主要部件,由一臺三相交流電機通過皮帶傳動。根據工藝特點在開始階段物料主要是固液混合物,剛動時負載相對較大,當達到一定的轉速時液體在離心力的作用下由離心外側流出,這樣部分液體先被分離出來,隨著電機轉速的進一步提高,負載也相應減小。根據工藝要求,一般分為幾個不同轉速運行以達到分離效果。

    . 變頻器在離心機上的應用
    1、變頻器應用的提出
        近幾年變頻器作為一種工業控制設備在不斷更新發展,各行各業有著廣泛的應用。隨著電力電子技術、變頻控制理論、微機控制技術的不斷成熟,變頻器的性能不斷完善、功能也不斷增強:如多段速、可編程自動運行、通訊功能等,這使得變頻器能適應多種應用場合。根據離心機的生產工藝,可采用變頻器的多段速功能來實現對離心機的控制,另外變頻器一般都帶有內置制動單元或外部制動單元,這可解決離心機在停車時因慣性大造成停車困難的問題。
    2、ACI G11系列變頻器在離心機上的應用
        離心機負載為恒轉矩大慣性負載,這里選用廣州珠峰電氣有限公司生產的ACI G11系列通用型變頻器。以電機功率為11kW、6極為例,選用ACI G11-0015T4變頻器,其外部控制電路見圖1。其中K1的啟動信號接變頻器FWD多功能控制端子,K2多段速度1接變頻器的X1, K3多段速度2接變頻器的X2,K4故障復位接變頻器的X3,根據需要選用三段速即低速運行、中速運行及高速運行,具體運行速度可通過設定相對應的參數。

    圖1  離心機變頻外部控制示意圖





    3、ACI變頻器主要參數設定
     通用型變頻器的主電路下圖所示。


     根據離心機負載特性,設定以下主要參數:
      

    功能代碼

    參數設定

    備 注

    功能代碼

    參數設定

    備  注

    D0.02

    50HZ

    主頻率

    D3.15

    20S

    速減速時間

    D0.04

    10

    禁止反轉

    D3.16

    20S

    低速加速時間

    D0.09

    5%

    轉矩提升

    D3.17

    20S

    低速減速時間

    D0.17

    20S

    高速加速時間

    D3.26

    50Hz

    高速

    D0.18

    20S

    高速減速時間

    D3.27

    45

    中速

    D2.05

    2

    減速+直流制動

    D3.28

    42

    低速

    D2.06

    3Hz

    制動頻率

    D4.00

    1

    多段速1

    D2.07

    20S

    直流制動時間

    D4.01

    2

    多段速2

    D2.08

    60%

    直流制動電流




    D3.14

    20S

    速加速時間

    D4.02

    17

    故障復位


    4、ACI制動單元的應用


        離心機為大慣性負載,采用變頻器控制時都要求增加制動單元才能滿足要求,但ACI變頻器15KW及15KW以下的內置制動單元,這樣不僅為用戶節省了安裝空間,同時更節省了成本。由電機的運行特性知道當電機的實際轉速高于同步轉速時電機運行在發電機狀態,當離心機開始停機時變頻器的輸出頻率開始按減速時間下降,由于負載慣性離心機此時轉速變化不大,造成電機實際轉速高于同步轉速,電機處于發電制動狀態,由變頻器的主回路知道,此時電機側反饋回的能量將通過逆變回路的續流二極管D1-D6反饋到直流回路的濾波電容C1、C2上,這時變頻器的母線電壓Ud會升高,過高的直流母線電壓將使變頻器出現過壓保護,甚至會損壞變頻器,為此,必須加裝制動組件,當制動單元控制回路檢測到直流母線電壓達到一定值時控制其開關管IGBT開通,制動電阻RB接到回路中,將電機的反饋的制動能量消耗在電阻上,以維持正常的母線電壓Ud。

    三、調試注意問題

    根據離心機負載特性,在調試時應注意:

    (1) 離心機負載起動轉矩要求較高,可能出現起動困難的情況,這時可適當提升變頻器的轉矩補償值,ACI G11系列d0.09設定參數為5%,但起動轉矩補償不可太大,否則可能出現過流(故障代碼為OC)、過載(故障代碼為OL)等報警,若在加速中出現過流報警應適當延長加速時間;

    (2) 離心機慣性大,若要變頻器按減速時間停車,必須加裝制動單元,其制動電阻的選擇變頻器說明手冊上都有,根據操作手冊選擇,正常工作時制動電阻會因消耗能量而發熱,可適當放大電阻的功率和制動動作時間。

    (3) 一般離心機安裝在操作現場,多臺變頻器集中置于控制室內,如果現場與離心機距離超過變頻器的允許范圍應采相應的處理措施,如合理分布主回路線與控制線、加裝輸出電抗器或濾波器,以防變頻器輸出電流由于輸出線較長、分布電容增加而增大,或考慮加大變頻器的容量。

    四、結束語

        離心機采用變頻調速可以根據不同工藝要求進行調速,根據物料的不同可方便地選擇多段速運行,同時采用變頻控制實現電機的軟啟動,減少對電網的沖擊,變頻器具有過流、過載、過壓等豐富的保護功能,當負載或電機出現異常時變頻器因故障停機并快速封鎖輸出,這樣可及時保護電機。




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