变频器在离心机的应用

变频器在离心机的应用1、引言工业离心机是化工行业主要设备之一，它主要通过离心力作用将固液分离,一般由进料、洗涤、脱水、括刀、卸料等几个部分,其中进料、洗涤、括刀、卸料等部分是通过电磁阀、气动阀控制，离心釜是实现固液分离的主要部件，由一台三相交流电机通过皮带传动。根据工艺特点在开始阶段物料主要是固液混合物，刚起动时负载相对较大，当达到一定的转速时液体在离心力的作用下由离心外侧流出，这样部分液体先被分离出来，随着电机转速的进一步提高，负载也相应减小。根据工艺要求，一般分为几个不同转速运行以达到分离效果。2、变频器在离心机上的应用2.1离心机原理：添加物料进入离心机转股后，离心转股转股在外部电机的带动下启动，并逐渐加速到额定转述，依靠强大的离心力将物料通过滤布或滤网进行分离。停车采用液压制动或人工搬动刹车片进行制动，刹车时间可以很好控制，但维护成本高。而且离心机在传统启动中电流很大，对电网冲击大。2.2变频器应用的提出近几年变频器作为一种工业控制设备在不断更新发展，各行各业有着广泛的应用。随着电力电子技术、变频控制理论、微机控制技术的不断成熟，变频器的性能不断完善、功能也不断增强:如多段速、可编程自动运行、通讯功能等，这使用得变频器能适应多种应用场合。根据离心机的生产工艺，可采用变频器的多段速功能控制来实现，另外变频器一般都带有内置制动单元或外部制动单元，这可解决离心机在停车时因惯性大造成停车困难的问题。2.3欧瑞F1000－G系列变频器在离心机上的应用离心机负载为恒转矩大惯性负载，这里选用山东烟欧瑞传动电气公司专业生产的F1000－G系列通用型变频器。以电机功率为22kW、4极为例，选用F1000-G0220T3C，其外部控制电路见图1。其中K1的启动信号接变频器OP6多功能控制端子，K2多段速度1接变频器的OP2，K3多段速度2接变频器的OP3，K5多段速度3接变频器的OP4，根据需要选用三段速即低速运行、中速运行及高速运行，具体运行速度可通过设定相对应的参数。图1离心机变频外部控制示意图2.4欧瑞变频器主要参数设定通用型变频器的主电路如图2所示。图2通用变频器的主电路示意图根据离心机负载特性，设定以下主要参数:表1变频器运行设定参数2.5制动单元的应用离心机为大惯性负载，采用变频器控制时都要求增加制动单元才能满足要求。由电机的运行特性知道当电机的实际转速高于同步转速时电机运行在发电机状态，当离心机开始停机时变频器的输出频率开始按减速时间下降，由于负载惯性离心机此时转速变化不大，造成电机实际转速高于同步转速，电机处于发电制动状态，由变频器的主回路知道，此时电机侧反馈回的能量将通过逆变回路的续流二极管D1-D6反馈到直流回路的滤波电容C1、C2上，这时变频器的母线电压Ud会升高(即泵升电压)，过高的泵升电压将使变频器出现过压保护，甚至会损坏变频器，为此，必须加装制动组件，采用加拿大加能电子有限公司IPC-R系列制动单元适用于各种通用变频器，当制动单元控制回路检测到直流母线电压达到一定值时控制其开关管IGBT开通，制动电阻RB接到回路中，将电机的反馈的制动能量消耗在电阻上，以维持正常的母线电压Ud。3调试注意问题根据离心机负载特性，在调试时应注意:(1)离心机负载起动转矩要求较高，可能出现起动困难的情况，这时可适当提升变频器的转矩补偿值，F1000-G系列F502设定参数为9，但起动转矩补偿不可太大，否则可能出现过流(故障代码为O.C.)、过载(故障代码为O.L.)等报警，若在加速中出现过流报警应适当延长加速时间;(2)离心机惯性大，若要变频器按减速时间停车，必须加装制动单元，其制动电阻的选择一般变频器厂家说明手册上都有，可根据操作手册选择，正常工作时制动电阻会因消耗能量而发热，如果减速时会出现过压报警(故障代码为O.E.)可适当延长减速时间F304、F310、F316参数;(3)一般离心机安装在操作现场，多台变频器集中置于控制室内，如果现场与离心机距离超过变频器的允许范围应采相应的处理措施，如合理分布主回路线与控制线、加装输出电抗器或滤波器，以防变频器输出电压的衰减，或考虑加大变频器的容量。4、离心机变频器应用效益分析：采用手动机械制动这种方式存在刹车片消耗大的缺点，好的刹车片可使用1周，差的只使用3天左右，跟换一个刹车片需要2-3个小时。维护费用大，生产效率低。启动电流大，对电网，线路，变压器冲击很大。离心机用变频器后，采用能耗制动，软启软停，对电网无冲击。每年每台可节省刹车片费用3000元左右，节省更换刹车片耗时每台300工作时。相当提高生产效率15%，综合效益大大提高。5、结束语离心机采用变频调速可以根据不同工艺要求进行调速，根据物料的不同可方便地选择多段速运行，同时采用变频控制实现电机的软启动，减少对电网的冲击，变频器具有过流、过载、过压等丰富的保护功能，当负载或电机出现异常时变频器因故障停机并快速封锁输出，这样可及时保护电机。