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            解决方案



            细分行业解决方案
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            离心脱水机应用

            ACI变频器在离心机、工业脱水机上的应用 

            一.概述

                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。

            . 变频器在离心机上的应用
            1、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来实现对离心机的控制,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、ACI G11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,这里选用广州珠峰电气有限公司生产的ACI G11系列通用型变频器。以电机功率为11kW、6极为例,选用ACI G11-0015T4变频器,其外部控制电路见图1。其中K1的启动信号接变频器FWD多功能控制端子,K2多段速度1接变频器的X1, K3多段速度2接变频器的X2,K4故障复位接变频器的X3,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





            3、ACI变频器主要参数设定
             通用型变频器的主电路下图所示。


             根据离心机负载特性,设定以下主要参数:
              

            功能代码

            参数设定

            备 注

            功能代码

            参数设定

            备  注

            D0.02

            50HZ

            主频率

            D3.15

            20S

            速减速时间

            D0.04

            10

            禁止反转

            D3.16

            20S

            低速加速时间

            D0.09

            5%

            转矩提升

            D3.17

            20S

            低速减速时间

            D0.17

            20S

            高速加速时间

            D3.26

            50Hz

            高速

            D0.18

            20S

            高速减速时间

            D3.27

            45

            中速

            D2.05

            2

            减速+直流制动

            D3.28

            42

            低速

            D2.06

            3Hz

            制动频率

            D4.00

            1

            多段速1

            D2.07

            20S

            直流制动时间

            D4.01

            2

            多段速2

            D2.08

            60%

            直流制动电流




            D3.14

            20S

            速加速时间

            D4.02

            17

            故障复位


            4、ACI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,但ACI变频器15KW及15KW以下的内置制动单元,这样不仅为用户节省了安装空间,同时更节省了成本。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,过高的直流母线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,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。

            三、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,ACI G11系列d0.09设定参数为5%,但起动转矩补偿不可太大,否则可能出现过流(故障代码为OC)、过载(故障代码为OL)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,其制动电阻的选择变频器说明手册上都有,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,可适当放大电阻的功率和制动动作时间。

            (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,以防变频器输出电流由于输出线较长、分布电容增加而增大,或考虑加大变频器的容量。

            四、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。




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