变频器在制糖分离机上的应用

一、分离机在技改前的运行湖南某糖厂的制糖分离工艺采用离心脱水方式。分离机主要由锥体转筒、驱动电机组成，电机轴与转筒直接相连。从高浓度的糖水中结晶出来的固体糖，在锥体转筒中进行脱水处理。处理的过程是：电机从零开始升速，这时物料也开始注入转筒，升至210r/min大约需要1分钟，注入的物料已达到1.5吨，这时停止注料，并且升速至700r/min运行1分钟后，再升速到1000r/min，运行4分钟后，水已全部抛干，逐步降速至停止，降速过程大约2分钟。整个工艺过程需时8分钟。在改造之前，采用的电机是24-8-6极多极电机。多极电机的转速变化是突变的，频繁的升速、降速对电网和机械的冲击较大，带来的后果是维修费用高，停工损失很大。二、分离机变频调速控制采用交流变频器驱动普通三相鼠笼电机可满足制糖分离工艺的要求。考虑到分离机的机械特性属于恒转矩大惯性负载，应采用恒转矩特性的变频器并配置刹车制动单元，选用合适的制动单元，配以一定的制动电阻满足分离机刹车制动的要求。变频器采用普雷斯顿MC100-4T1100G110kW。这种变频器具有独特的自动转矩补偿、低速高转矩输出、转差补偿、AVR自动稳压运行等功能。与原来的操作方式一致，采用变频器内置的简易PLC控制。三、制动单元及电阻1、能耗制动：由于负载较重（物料1.5吨），加速到1000r/min后，要在2分钟的时间内停下来，必须加装容量与变频器容量相当的制动单元，制动单元实际上就是一个电压滞环开关。在电机降速时，负载的动能很大，加在电机转子上的电压，给电机提供磁场，电动机变成了三相交流发电机，发电机发的电经逆变桥上的二极管整流变为直流对电容充电。如果电流可以观测，则电流的流向和降速前相反，表明能量由负载返回变频器，当电容的充电电压达到710V时，制动单元开关打开，电流流向制动电阻力，电能以电阻发热的形式耗掉。由于能量被消耗，电容电压下降，下降到680V时制动单元关断。只要制动过程没有结束，制动单元就会反复地打开和关断，使负载以平稳的速度，很快地降到零。2、制动电阻的计算：在有制动电阻制动的情况下，电动机内部的有功耗损部分，折合成制动转矩，大约为电动机额定转矩的20%。因此可用下式计算制动电阻的阻值：式中：UC为制动单元动作电压值，现为710V；TB为制动转矩；TM为电动机额定转矩；N为开始减速时电机的速度，本例为1000r/min。由制动单元和制动电阻构成的放电回路中，其最大电流受制动单元ICBG最大允许电流IC的限制，制动电阻的最小允许值为：Rmin＝VC/IC因此通常Rmin＜RB（5Ω）＜RB03、制动电阻的确定：视电机是否重复减速，制定电阻额定功率选择是不同的，本例中电阻的额定功率为24kW，自然冷却，如果强迫风冷电阻的额定功率可减小。一般制动电阻应采用双线并绕的无感电阻，当然也可用普通的箱式电阻，但需在电阻两端并接一只续流二极管，可使用快恢复二极管，耐压1000V以上。09普雷斯顿变频器在制糖分离机上的应用四、MC100系列变频器在制糖分离机上的应用和参数设置改造接线图：参数设置：参数号功能介绍参数值P0.03运行命令通道1P0.17加速时间1120P0.18减速时间1100P0.19上限频率67.00P3.26多段频率114.00P3.27多段频率246.69P3.28多段频率367.00P8.00简易PLC运行设置001P8.01阶段1设置000P8.02阶段1运行时间1.0P8.03阶段2设置000P8.04阶段2运行时间120.0P8.05阶段3设置000P8.06阶段3运行时间240.0P8.07阶段4设置000P8.08阶段4运行时间0.0P8.09阶段5设置000P8.10阶段5运行时间0.0P8.11阶段6设置000P8.12阶段6运行时间0.0P8.13阶段7设置000P8.14阶段7运行时间0.0MC100RSTUVW三相断路器M电动机FWDCOM正转三相380V50/60Hz五、实际运行效果分离机改造成功后，从未发生过任何故障，故障停工损失减少为零，节省大量维修费。普雷斯顿变频器在制糖分离机上的成功应用，充分说明其他类似农药生产、物料脱水、选矿等行业，都可以用普雷斯顿变频器改造提高整机的性能。