深圳正川變頻器在離心機中的應用

深圳正川變頻器在離心機中的應用

工業離心機是化工行業主要設備之一,其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,離心釜為實現固液分離的主要部件,由一台三相電機通過皮帶傳動。根據工藝特點在開始階段物料主要是固液混合物,剛起動時負載相對較大,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,隨着電機轉速的進一步提高,負載也相應減小。根據工芝一般分為幾個不同轉速運行以達到分離效果。 2、變頻器在離心機上的應用
  2.1深圳正川變頻器應用的提出

  近幾年變頻器作為一種工業控制設備在不斷更新發展,各行各業有着廣氾的應用。隨着電力電子技術、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、通訊等,這使用得變頻器能適應多種應用場合。根據離心機的生產工藝,可採用變頻器的多段速功能控制來實現,另外變頻器一般都帶有內置制動單元或外部制單元,這可解決離心機在停車時因慣性大造成停車困難的問題。

2.2 正川ZC200系列變頻器在離心機上的應用

   離心機負載為恆轉矩大慣性負責,這裡選用深圳正川公司專業生產的ZC200系列恆轉矩型變頻器。以電機功率為22KW、4極為例,選用ZC200-4T0220,其控制電路如下:

其中X1到X3為變頻器多功能控制端子,這裡作為多段速選擇端子使用,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,制動單元,其原理見4講解。

2.1 正川變頻器主要參數設定

  根據離心機負載特性,設定以下主要參數:

  A-0=1 運行參數 A-1=1 數字給定 A-2=0.0 初始頻率設定

  A-3=1 運行命令選擇 A-5=380 電機額定電壓 A-6=50 電機額定頻率

  A-7=150 加速時間 A-8=150 減速時間 A-9=0 加減速方式

  b-0=0 選擇恆轉矩 b-1=5 轉矩補償 b-7=2 啟動頻率

  b-11=0 減速停車 b-18=10 第一速度 b-19=30 第二速度

  b-20=50 第三速度 b-63=1 多功能1 b-64=2 多功能2

  其中多功能端子與多段速度選擇如下(0表示斷開、1表示接通):

  功能端子(X2 X1) 對應多段速度

  0 0 初始速度為0

  0 1 第一速度b-18

  1 0 第二速度b-19

  1 1 第三速度b-20

2.2 制動單元的應用

  離心機為大慣性負載,採用變頻器控制時都要求增加制動單元才能滿足要求。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些時運行在發電機狀態,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,由於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,電機處於發電機狀態,由變頻器的主迴路知道,此時電機側反饋回的能量將通過逆變迴路的續流二極管D1-D6反饋到直流迴路的濾波電容C1、C2上,這時變頻器的母線電壓UD並會升高(即泵升電壓)

  如果不把這部份能量消耗掉,過高的泵升電壓將使用變頻器出現保護,甚至會損坏變頻器,為儘快把電機反饋的能量消耗掉必須加裝裝制動組件,其示意圖如圖3,當制動單元控制迴路檢測到直流母線電壓達到一值時控制其開關管IGBT開通,制動電阻RB接到迴路中將電機的反饋的能量消耗在電阻上。

3 調試注意問題

  根據離心機負載特性,在調試時應注意:

  3.1 離心機負載起動轉矩要求較高,可能出現起動難度情況,這時可適當提升變頻器的轉矩補償值,正川ZC200系列設定參數為b-1,但起動轉矩補償不可太大,否則可能出現過流(故障代碼為ER03)、過載(故障代碼為ER9)等報警,若在加速中出現過流報警(故障代碼為ER01)應適當延長加速時間。

  3.2 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,其制動電阻的選擇一般變頻器廠家說明手冊上都有,可根據操作手冊選擇,正常工作時制動電阻會因消耗能量而發熱,如果減速時會出現過壓報警(故障代碼為ER05)可適當延長減速時間b-8參數。

  3.3 一般離心機安裝在操作現場,多台變頻器集中置於控制室內,如果現場距離心機距離起過變頻器的允許範圍應采相應的處理措施,如合理分布主迴路線與控制、加裝輸出電抗或濾波器以防變頻器輸出電壓的衰減,或考慮加大變頻器的容量。

  4 結論

  離心機採用變頻調速可以根據不同工藝要求進行調速,根據物料的不同方便地選擇多段速運行,同時採用變頻控制實現電機的軟啟動減少對電網的衝擊,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並快速封鎖輸出,這樣可及時保護電機。

  現代變頻器都具有通訊功能,通過人機界面觸摸屏、PLC控制可提高離心機產品檔次提升市場競爭力。