1、引言
工業(yè)離心機(jī)是
化工行業(yè)主要設(shè)備之一,其主要通過(guò)離心力作用將固液分離,一般由進(jìn)料、洗滌、脫水、括刀、卸料等幾個(gè)部分,其中進(jìn)料、洗滌、括刀、卸料等部分是通過(guò)電磁閥、氣動(dòng)閥控制,離心釜為實(shí)現(xiàn)固液分離的主要部件,由一臺(tái)三相電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)。根據(jù)工藝特點(diǎn)在開(kāi)始階段物料主要是固液混合物,剛起動(dòng)時(shí)負(fù)載相對(duì)較大,當(dāng)達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速時(shí)液體在離心力的作用下由離心外側(cè)流出,這樣部分液體先被分離出來(lái),隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高,負(fù)載也相應(yīng)減小。根據(jù)工芝一般分為幾個(gè)不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行以達(dá)到分離效果。
三足立式離心機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如下所示:
2、變頻器在離心機(jī)上的應(yīng)用
2.1變頻器應(yīng)用的提出
近幾年
變頻器作為一種工業(yè)控制設(shè)備在不斷更新發(fā)展,各行各業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)、變頻控制理論、微機(jī)控制技術(shù)的不斷成熟,變頻器的性能不斷完善、功能也不斷增強(qiáng):如多段速、可編程自動(dòng)運(yùn)行、通訊等,這使用得變頻器能適應(yīng)多種應(yīng)用場(chǎng)合。根據(jù)離心機(jī)的生產(chǎn)工藝,可采用變頻器的多段速功能控制來(lái)實(shí)現(xiàn),另外變頻器一般都帶有內(nèi)置制動(dòng)單元或外部制單元,這可解決離心機(jī)在停車時(shí)因慣性大造成停車?yán)щy的問(wèn)題。
2.2賽普SAP500G系列變頻器在離心機(jī)上的應(yīng)用
離心機(jī)負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩大慣性負(fù)責(zé),這里選用濰坊賽普電氣有限公司生產(chǎn)的G系列恒轉(zhuǎn)矩型變頻器。以電機(jī)功率為22KW、4極為例,其控制電路如下:
其中X1到X3為賽普變頻器多功能控制端子,這里作為多段速選擇端子使用,根據(jù)需要選用三段速即低速運(yùn)行、中速運(yùn)行及高速運(yùn)行,具體運(yùn)行速度可通過(guò)設(shè)定相對(duì)應(yīng)的參數(shù),SAP500U為賽普公司專業(yè)生產(chǎn)的制動(dòng)單元,其原理見(jiàn)4講解。
2.3 SAP變頻器主要參數(shù)設(shè)定
根據(jù)離心機(jī)負(fù)載特性,設(shè)定以下主要參數(shù):
F63=1運(yùn)行命令選擇
F09=150加速時(shí)間F18=150減速時(shí)間
F35=3起動(dòng)補(bǔ)償
其中多功能端子與多段速度選擇如下(0表示斷開(kāi)、1表示接通):
2.4 SAP制動(dòng)單元的應(yīng)用
離心機(jī)為大慣性負(fù)載,采用變頻器控制時(shí)都要求增加制動(dòng)單元才能滿足要求。由電機(jī)的運(yùn)行特性知道當(dāng)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速時(shí)電機(jī)些時(shí)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài),當(dāng)離心機(jī)開(kāi)始停機(jī)時(shí)變頻器的輸出頻率開(kāi)始按減速時(shí)間下降,由于負(fù)載慣性離心機(jī)此時(shí)轉(zhuǎn)速變化不大,造成電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速,電機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài),由變頻器的主回路知道,此時(shí)電機(jī)側(cè)反饋回的能量將通過(guò)逆變回路的續(xù)流二極管D1-D6反饋到直流回路的濾波電容C1、C2上,這時(shí)變頻器的母線電壓UD并會(huì)升高(即泵升電壓)。
如果不把這部份能量消耗掉,過(guò)高的泵升電壓將使用變頻器出現(xiàn)保護(hù),甚至?xí)p壞變頻器,為盡快把電機(jī)反饋的能量消耗掉必須加裝裝制動(dòng)組件,山東濰坊賽普電氣公司專業(yè)生產(chǎn)的SAP500U系列制動(dòng)單元適用于各種通用變頻器,其示意圖如圖3,當(dāng)制動(dòng)單元控制回路檢測(cè)到直流母線電壓達(dá)到一值時(shí)控制其開(kāi)關(guān)管IGBT開(kāi)通,制動(dòng)電阻RB接到回路中將電機(jī)的反饋的能量消耗在電阻上。
3、調(diào)試注意問(wèn)題
根據(jù)離心機(jī)負(fù)載特性,在調(diào)試時(shí)應(yīng)注意:
離心機(jī)負(fù)載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求較高,可能出現(xiàn)起動(dòng)難度情況,這時(shí)可適當(dāng)提升變頻器的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值,SAP500G系列設(shè)定參數(shù)為F35=3,但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償不可太大,否則可能出現(xiàn)過(guò)流(故障代碼為OC)、過(guò)載(故障代碼為OL)等報(bào)警,若在加速中出現(xiàn)過(guò)流報(bào)警(故障代碼為OC1)應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)加速時(shí)間。
離心機(jī)慣性大,若要變頻器按減速時(shí)間停車,必須加裝制動(dòng)單元,其制動(dòng)電阻的選擇一般變頻器廠家說(shuō)明手冊(cè)上都有,可根據(jù)操作手冊(cè)選擇,正常工作時(shí)制動(dòng)電阻會(huì)因消耗能量而發(fā)熱,如果減速時(shí)會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓報(bào)警(故障代碼為OE3)可適當(dāng)延長(zhǎng)減速時(shí)間F18參數(shù)。
一般離心機(jī)安裝在操作現(xiàn)場(chǎng),多臺(tái)變頻器集中置于控制室內(nèi),如果現(xiàn)場(chǎng)距離心機(jī)距離起過(guò)變頻器的允許范圍應(yīng)采相應(yīng)的處理措施,如合理分布主回路線與控制、加裝輸出電抗或?yàn)V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(jié)論
離心機(jī)采用變頻調(diào)速可以根據(jù)不同工藝要求進(jìn)行調(diào)速,根據(jù)物料的不同方便地選擇多段速運(yùn)行,同時(shí)采用變頻控制實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊,變頻器具有過(guò)流、過(guò)載、過(guò)壓等豐富的保護(hù)功能,當(dāng)負(fù)載或電機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)變頻器因故障停機(jī)并快速封鎖輸出,這樣可及時(shí)保護(hù)電機(jī)。
現(xiàn)代變頻器都具有通訊功能,通過(guò)人機(jī)界面觸摸屏、PLC控制可提高離心機(jī)產(chǎn)品檔次提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。