一、分離機(jī)在技改前的運(yùn)行
湖南某糖廠的制糖分離工藝采用離心脫水方式。分離機(jī)主要由錐體轉(zhuǎn)筒、驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成,電機(jī)軸與轉(zhuǎn)筒直接相連。從高濃度的糖水中結(jié)晶出來(lái)的固體糖,在錐體轉(zhuǎn)筒中進(jìn)行脫水處理。處理的過(guò)程是:電機(jī)從零開(kāi)始升速,這時(shí)物料也開(kāi)始注入轉(zhuǎn)筒,升至210r/min大約需要1分鐘,注入的物料已達(dá)到1.5噸,這時(shí)停止注料,并且升速至700r/min運(yùn)行1分鐘后,再升速到1000r/min,運(yùn)行4分鐘后,水已全部拋干,逐步降速至停止,降速過(guò)程大約2分鐘。整個(gè)工藝過(guò)程需時(shí)8分鐘。
在改造之前,采用的電機(jī)是24-8-6極多極電機(jī)。多極電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化是突變的,頻繁的升速、降速對(duì)電網(wǎng)和機(jī)械的沖擊較大,帶來(lái)的后果是維修費(fèi)用高,停工損失很大。
二、分離機(jī)變頻調(diào)速控制
采用交流變頻器驅(qū)動(dòng)普通三相鼠籠電機(jī)可滿足制糖分離工藝的要求??紤]到分離機(jī)的機(jī)械特性屬于恒轉(zhuǎn)矩大慣性負(fù)載,應(yīng)采用恒轉(zhuǎn)矩特性的變頻器并配置剎車(chē)制動(dòng)單元,選用合適的制動(dòng)單元,配以一定的制動(dòng)電阻滿足分離機(jī)剎車(chē)制動(dòng)的要求。
變頻器采用易能EDS2000-4T1100G 110kW。這種變頻器具有獨(dú)特的自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償、低速高轉(zhuǎn)矩輸出、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、AVR自動(dòng)穩(wěn)壓運(yùn)行等功能。與原來(lái)的操作方式一致,采用變頻器內(nèi)置的簡(jiǎn)易PLC控制。
三、制動(dòng)單元及電阻
1、能耗制動(dòng):由于負(fù)載較重(物料1.5噸),加速到1000r/min后,要在2分鐘的時(shí)間內(nèi)停下來(lái),必須加裝容量與變頻器容量相當(dāng)?shù)闹苿?dòng)單元,制動(dòng)單元實(shí)際上就是一個(gè)電壓滯環(huán)開(kāi)關(guān)。在電機(jī)降速時(shí),負(fù)載的動(dòng)能很大,加在電機(jī)轉(zhuǎn)子上的電壓,給電機(jī)提供磁場(chǎng),電動(dòng)機(jī)變成了三相交流發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)發(fā)的電經(jīng)逆變橋上的二極管整流變?yōu)橹绷鲗?duì)電容充電。如果電流可以觀測(cè),則電流的流向和降速前相反,表明能量由負(fù)載返回變頻器,當(dāng)電容的充電電壓達(dá)到710V時(shí),制動(dòng)單元開(kāi)關(guān)打開(kāi),電流流向制動(dòng)電阻力,電能以電阻發(fā)熱的形式耗掉。由于能量被消耗,電容電壓下降,下降到680V時(shí)制動(dòng)單元關(guān)斷。只要制動(dòng)過(guò)程沒(méi)有結(jié)束,制動(dòng)單元就會(huì)反復(fù)地打開(kāi)和關(guān)斷,使負(fù)載以平穩(wěn)的速度,很快地降到零。
2、制動(dòng)電阻的計(jì)算:在有制動(dòng)電阻制動(dòng)的情況下,電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的有功耗損部分,折合成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,大約為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的20%。因此可用下式計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值:
式中:UC為制動(dòng)單元?jiǎng)幼麟妷褐担F(xiàn)為710V;TB為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩;TM為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩;N為開(kāi)始減速時(shí)電機(jī)的速度,本例為1000r/min。
由制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻構(gòu)成的放電回路中,其最大電流受制動(dòng)單元ICBG最大允許電流IC的限制,制動(dòng)電阻的最小允許值為:
Rmin=VC/IC
因此通常Rmin<RB(5Ω)<RB0
3、制動(dòng)電阻的確定:視電機(jī)是否重復(fù)減速,制定電阻額定功率選擇是不同的,本例中電阻的額定功率為24kW,自然冷卻,如果強(qiáng)迫風(fēng)冷電阻的額定功率可減小。一般制動(dòng)電阻應(yīng)采用雙線并繞的無(wú)感電阻,當(dāng)然也可用普通的箱式電阻,但需在電阻兩端并接一只續(xù)流二極管,可使用快恢復(fù)二極管,耐壓1000V以上。
四、EDS2000系列變頻器在制糖分離機(jī)上的應(yīng)用和參數(shù)設(shè)置
改造接線圖:
參數(shù)設(shè)置:
五、實(shí)際運(yùn)行效果
分離機(jī)改造成功后,從未發(fā)生過(guò)任何故障,故障停工損失減少為零,節(jié)省大量維修費(fèi)。易能變頻器在制糖分離機(jī)上的成功應(yīng)用,充分說(shuō)明其他類似農(nóng)藥生產(chǎn)、物料脫水、選礦等行業(yè),都可以用易能變頻器改造提高整機(jī)的性能。